Вибухобезпечний трансформатор

С о ю з Советских Социалистических Республик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К (И) 920862 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт свид-ву — (22) Заявлено 30 05 80 (21) 2933396/24-07 М. Кл с присоединением заявки № — Государственным комитет СССР по делам изобретений и открытий 3 Н01 F 27/08 (23) Приоритет — Опубликовано 15 04 82 Бюллетень №14 Дата опубликования описания 25 04 82 (53) УДК 621 314 211(088 8) (72) Авторы изобретения Н В Баранецкий, И А Горбань, А А Гусев, Э П Михайленко, А И Плетнев, Е В Стельмач и Е А Сорока (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (54) ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР 1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может быть использовано при разработке мощных взрывобезопасных трансформаторов для электроснабжения шахт Известны сухие взрывобезопасные транс форматоры с вертикальным расположением стержней магнитопровода и концентрически установленными на них обмотками высшего и низшего напряжения [1] В данной конструкции трансформаторов охлаждение активной части осуществляется только за счет естественной конвекции воздуха внутри герметичной оболочки, вследствие чего по сравнению с другими конструкциями она имеет более напряженный тепловой режим Для улучшения эффективности охлаждения магнитопровод трансформатора имеет охлаждающие каналы в центрах стержней и ярем Однако эффективность охлаждения, несмотря на это, попрежнему остается сравнительно низкой, так как сечение каналов строго ограничивается допустимой толщиной стержней, является недостаточным, каналы имеют значительную длину и циркуляция охлаждаю щего агента в них при естественном охлаждении наблюдается весьма незначительная Известен также сухой трансформатор с вертикально расположенными стержнями и концентрически установленными обмотками, 5 в активной части которого установлены охлаждающие элементы, работающие на принципе тепловой трубы Тепловоспринимающие части указанных охлаждающих элемен тов расположены в каналах обмоток в зо.Q нах наибольшего их нагрева, а теплоотводящие — выступают за пределы обмоток и смываются воздухом внутри оболочки [2] При указанной конструкции системы охлаждения тепло, выделяющееся в обмотках за счет испарительно-конденсационного эф15 фекта, хорошо передается только изнутри обмоток наружу, а далее, в окружающую среду, передается значительно хуже (обычным способом — за счет естественной конвекции) Цель изобретения — увеличение эффек 20 тивности охлаждения активной части Поставленная цель достигается тем, что взрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающими 920862 элементами в виде тепловых труб, каждая из которых включает теплоотводящую часть, снабжен продольными шинами, теплоотводяшие части выполнены V-образной формы, при этом продольные шины жестко скреплены с оболочкой и V-образными теплоотводящими частями тепловых труб. На фиг. 1 приведена схема трансформатора с цилиндрическими обмотками, вертикально расположенными стержнями и предлагаемой системой охлаждения, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — вариант конструкции и установки тепловых труб в обмотках В герметичной оболочке 1 трансформатора (см. фиг. 1 и 2) помещается активная часть 2. В стержни и ярмо магнитопровода 3 (в каналы) встроены вертикально охлаждающие элементы 4 в виде тепловых труб, работающих на принципе испарительно-конденсационного охлаждения. Во внутрь герметичных элементов 4 залит хладагент. Им может быть спирт, ацетон, фреоны и др. жидкости с температурой кипения 40—80°С. Тепловоспринимающие части указанных тепловых труб располагаются в зонах наибольшего нагрева стержней, ярма (и обмоток), а теплоотводящие части выполнены разветвленными V-образной формы, выступают наружу за пределы магнитопровода и обмоток, имеют на концах контактные пластины 5 и жестко скреплены с оболочкой 1 с помощью продольных сборных шин 6, установленных внутри оболочки. Изготовление теплоотдающих частей разветвленными позволяет значительно увеличить зону конденсации паров хладагента, залитого внутрь тепловых труб, и тем самым интенсифицировать процесс теплопередачи с помощью тепловых труб. V-образная форма обеспечивает надежный тепловой контакт тепловых труб с оболочкой 1. Снаружи оболочка 1 имеет охлаждающие ребра 7. Теплоотдача в трансформаторе с предлагаемои системой охлаждения осуществляется на известном принципе тепловой трубы следующим образом. Тепловые потери в стержнях и обмотках нагревают тепловоспринимающие часги охлаждающих элементов в стержнях, ярмах, обмотках. При достижении температуры кипения хладагент начинает испаряться, поглощая при этом на скрытую теплоту парообразования значительное количество тепловой энергии. Пары хладагента расходятся по всему объему тепловых труб и конденсируются в их разветвленной теплоотдающей части, которая находится вне магнитопровода и обмоток жестко скреплена с оболочкой и имеет с ней непосредственный тепловой контакт. 5 При конденсации паров полученная энергия передается теплоотдающим частям тепловых труб и посредством теплопроводности выносится на стенки кожуха трансформатора и далее в окружающую среду. Конденсат под действием сил гравитации воз10 вращается к теп л ©воспринимающей части элементов. Процесс протекает непрерывно в течение всей работы трансформатора, расход жидкости отсутствует, система практически не требует ухода. Отсутствие вращаюis щихся деталей и трущихся поверхностей (насоса, привода и тд.), простота конструкции делают систему надежной в эксплуатации. Внедрение предлагаемого изобретения позволяет увеличить эффективность охлаж20 дения трансформатора, снизить максимальные температуры, уменьшить перепады температур, снизить разницу между максимальной и средней температурой обмоток. Экономический эффект по предаар«тель25 ным подсчетам составит порядка 50 тыс. руб. на годовую программу выпуска 2000 шт трансформаторов и подстанция типа ТСШВ и ТСШВП. 30 Формула изобретения Взрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающими элементами в виде тепловых труб, 35 каждая из которых включает теплоотводящую часть, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения, он снабжен продольными шинами, теплоотводящие части выполнены V-образной формы. 40 при этом продольные шины жестко скреплены с оболочкой и с V-образными теплоотводящими частями тепловых труб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Селицев А. Н. Шахтные сухие транс45 форматоры и передвижные подстанции. М., «Недра», 1968, с. 61. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2611231/24-07, кл. Н 01 F 27/08, 1978. 50 920862 920862 S Фиг. 2 J \ Составитель Ф Чиркина Редактор В Бобков Техред А. Бойкас Корректор А Ференц Заказ 2359/63 Тираж 758 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб, д 4/5 Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул Проектная, 4