專利名稱：：蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力變壓器，更具體地說，涉及一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前具有代表性的電力變壓器主要有油浸冷卻變壓器、環(huán)氧樹脂干式變壓器、以及SF6(六氟化硫)氣體變壓器，三者分別代表了液體、固體、氣體三種不同冷卻方式的變壓器。其中，油浸變壓器采用變壓器油為冷卻介質(zhì)，其電氣性能良好，但導(dǎo)熱性能差，油質(zhì)使用時間略久后就會沉淀，維護工作量大。變壓器油易吸潮，耐溫也低，只能在i05i:以下才能安全運行。此外，變壓器油易燃燒，這是最大的缺點，所以這種變壓器難于進入都市的供電系統(tǒng)和對防火要求高的場地，例如石油、化工、電站廠房內(nèi)部等。環(huán)氧樹脂干式變壓器以環(huán)氧樹脂為主絕緣，它是一種難燃的變壓器，近年來多用于都市環(huán)境；由于其主絕緣很厚，所以散熱很困難。這種變壓器是采用自然通風(fēng)冷卻或者增設(shè)強迫空氣冷卻，冷卻效率差，因此體積較大，材料用量也大，相對的效率也較低，價格較貴。另一問題是環(huán)氧樹脂是不能降解的，因此這種干式變壓器退役后就難以處理，會造成環(huán)保問題。SFe氣體變壓器中使用了SF6氣體，其絕緣性能和滅電弧性能良好，且不燃燒；但是它的導(dǎo)熱性能很差，運行時有壓力，使變壓器箱體成了一個壓力容器，密封要求也高，所以制造難度大，產(chǎn)品價格昂貴。最大的問題是其溫室效應(yīng)太大，GWP=23900。按照《京都議定書》，溫室效應(yīng)大于1000時，就要限制其排放量?？梢?，上述三種變壓器都存在各自的缺點，不能完全滿足當(dāng)今建設(shè)發(fā)展的需要。在朱英浩院士主編的《新編變壓器實用技術(shù)問答》一書(遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999年7月1日出版)中，介紹了一種蒸發(fā)冷式變壓器，如圖1所示，其中，101是變壓器器身，102是噴淋器，103是壓縮機，104是冷卻器，105是回液管，106是出氣管，107是泵，108是冷液槽，109是液滴，llO是SFe氣體，lll是FC-75液體。該變壓器中采用了典型的噴淋式蒸發(fā)冷卻方式。在投入電網(wǎng)前，先充滿SFe氣體，投入電網(wǎng)之后，泵107將液體FC-75抽入噴淋器102中，由噴淋器將FC-75噴向變壓器器身101;FC-75吸收變壓器器身的熱耗，使自己的溫度升高，在相應(yīng)的壓力下蒸發(fā)成氣體；然后沿出氣管106升入冷卻器104中，在此被冷凝后變成液體，再經(jīng)回液管105流回冷液槽108中。如此循環(huán)，即可使變壓器獲得冷卻。圖中壓縮機103提供驅(qū)使SFe氣體循環(huán)流動的動力。從圖l及上面的描述可以看出，這種變壓器仍有不少缺點(1)這種冷卻方式要應(yīng)用液體FC-75和氣體SF6，冷卻循環(huán)中所需的液體和氣體需要依靠泵和壓縮機才能循環(huán)，所以是一種強迫循環(huán)方式。(2)由于其中的冷卻液是從變壓器器身的上頂往下噴淋，使溫度分布很不均勻，上頂和下底溫差會高達40。C。(3)因其中使用了壓力SFe氣體，使得變壓器箱體變成壓力容器，而且SF6氣體一旦泄露出來，其分解物會與水化合而成為有毒的物質(zhì)，對設(shè)備和人身都是非常有害的。(4)雖然SF6氣體對臭氧層的破壞力ODP=0.00，但是其溫室效應(yīng)GWP=23900，在大氣層中的壽命ALT=3200，根據(jù)《京都議定書》(KyotoProtocol)規(guī)定，當(dāng)GWP超過1000值時，就要限制其排放量，并且要求發(fā)達國家首先將溫室氣體的排放量凍結(jié)在20世紀90年代的水平。此外，除申請?zhí)枮?8200236.X是采用全浸式結(jié)構(gòu)而外、申請?zhí)枮?00610011371.5的專利申請中，公開了不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)冷卻式變壓器，但其中都要采用SF6氣體加FC-75液體作為混合絕緣，并且都需要外置泵促使冷卻液體循環(huán)作為絕緣體，前面己經(jīng)敘述過SF6氣體有主要缺點即對大氣溫室效應(yīng)的嚴重影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決現(xiàn)有變壓器在冷卻技術(shù)中存在的各種問題，特別是需使用SF6氣體而造成的對環(huán)保不利的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，包括箱體、裝于所述箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于所述箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123'C之間；所述變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中；還包括用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)，并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。本發(fā)明中，所述冷卻器也可以是波紋箱式冷卻器，并裝于所述箱體的上方;從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。本發(fā)明中，所述冷卻器也可以是水冷式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。其中，所述水冷式冷卻器可以是用銅管、鋁合金管、或不銹鋼管制成的管道式水冷卻器。本發(fā)明中，可在所述箱體內(nèi)上部設(shè)置占箱體內(nèi)部空間的15-30%的蒸發(fā)空間，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁構(gòu)成所述冷卻器；所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)后在所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回。此時，還可進一步在蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁的外部增設(shè)冷卻器。本發(fā)明中，所述冷卻器可以是外置式冷卻器，其下部通過回液連管與所述箱體下部相通，其上部通過出氣管與所述箱體上部相通；從所述箱體內(nèi)的上部蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可經(jīng)所述出氣管進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并經(jīng)回液連管流回所述箱體內(nèi)的下部。針對前述設(shè)置蒸發(fā)空間的方案，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁可用波紋冷卻片制成；并可將所述變壓器器身倒置于所述箱體中。另外，本發(fā)明還提供一種用于變壓器的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其化學(xué)分子為CmFnHx0y，其中，m=410、n=1020、x=04、y=04;改變m、n、x、y可使其蒸發(fā)溫度在30-123'C之間調(diào)節(jié)。本發(fā)明中將其定名為A*HFC-8160，凝固點在-88"C以下。由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)在可靠性方面，本發(fā)明中使用的冷卻介質(zhì)無閃點，不燃燒并且具有滅火性能的，這就直接解決了油變壓器易燃和環(huán)氧樹脂變壓器只是阻燃(而不是不燃)的缺點。(2)采用蒸發(fā)冷卻方式，降低了變壓器的運行溫度，也就降低了變壓器導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)，從而降低了變壓器的負載損耗，提高了變壓器的運行效率，這是現(xiàn)有變壓器都無法做到的特性，所以它是一個節(jié)能高的變壓器。(3)本發(fā)明中使用的冷卻介質(zhì)(A*HFC-8160)是一種符合環(huán)保要求的介質(zhì)，它的特征是對臭氧層破壞力ODP^.00。它的溫室效應(yīng)GWP二500，而現(xiàn)在的SF6的GWP二23900，按京都協(xié)定是要被禁止排放的。它在大氣中存留的時間ALT〈4年，而SFe在大氣中存留的時間AU^3200年，環(huán)氧樹脂是不化學(xué)分解的物質(zhì)。因此它是一個環(huán)保的產(chǎn)品。(4)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，按照蒸發(fā)冷卻非均相理論，全面的開發(fā)了蒸發(fā)冷卻的性能，即自然沸騰區(qū)、核態(tài)沸騰區(qū)，使之蒸發(fā)冷卻效率能夠全面的充分的發(fā)揮，因此提出了五種結(jié)構(gòu)設(shè)計。下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種美國制造的蒸發(fā)冷卻電力變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A是本發(fā)明實施例一中變壓器采用波紋箱式冷卻器空氣自冷方案的結(jié)構(gòu)示意圖2B是圖2A的左視圖3A是本發(fā)明實施例二中變壓器采用管道式水冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B是圖3A的左視圖4A是本發(fā)明實施例三中變壓器采用全浸沒、自循環(huán)冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖4B是圖4A的左視圖5A是本發(fā)明實施例四中變壓器采用分離式冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖5B是圖5A的左視圖6A是本發(fā)明實施例五中變壓器采用鐘罩式冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖6B是圖6A的左視圖。具體實施例方式傳統(tǒng)電力變壓器的冷卻都是基于顯熱的方式，本發(fā)明引入了介質(zhì)在換熱過程中發(fā)生相變，使其冷卻效率大大提高。在換熱過程中，介質(zhì)從液相吸收熱能變?yōu)闅庀?，?dāng)溫度降低到介質(zhì)在相應(yīng)壓力下的蒸發(fā)溫度點時，氣相介質(zhì)放出潛熱冷凝為液滴，這個過程稱之為蒸發(fā)冷卻。在應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)時，根據(jù)變壓器特性和結(jié)構(gòu)的不同，本發(fā)明研究了蒸發(fā)冷卻非均相沸騰的方式。蒸發(fā)冷卻非均相，是指介質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝全過程無需外加動力，并且介質(zhì)的流動方向為非定向。從后面的實施例中可以看出，用于裝設(shè)變壓器器身的箱體正如一個大池子，將變壓器器身完全浸入液態(tài)冷卻介質(zhì)中，構(gòu)成非常理想的非均相蒸發(fā)結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明將利用了上述技術(shù)方案的變壓器其定名為"蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器"。其中，在全密封的箱體內(nèi)灌以在常溫下呈液態(tài)的介質(zhì)，介質(zhì)浸沒變壓器器身，當(dāng)變壓器帶上負荷后，會在器身的鐵芯和線圈中產(chǎn)生電磁損耗，這些損耗轉(zhuǎn)換為熱耗，將周圍的液態(tài)介質(zhì)加熱，部分液態(tài)介質(zhì)受熱后逐漸產(chǎn)生氣泡。該氣泡的流向是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，從高溫區(qū)流向低溫區(qū)。所以，將冷卻器設(shè)置在低壓、低溫區(qū)，可使流至冷卻器的介質(zhì)(氣液兩相)在此放熱，并冷凝為液滴，再回流至箱體內(nèi)。如此循環(huán)，即可使變壓器獲得有效的冷卻。在下面的表1中，將本發(fā)明變壓器與傳統(tǒng)變壓器的主要性能作了一個對比。表1:蒸發(fā)冷卻變壓器非均相式與干變、油變、SFe氣體變壓器的性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>來蒸發(fā)冷卻變壓器應(yīng)用的介質(zhì)最高使用溫度是40(TC,此處表中所說的溫升限值65K,是指為了降低變壓器的負載損耗，從降低銅線的電阻溫度出發(fā)，限其溫升限值65K.來參照目前國際通用計算變壓器價格法，即總擁有費用法TOC(TotalOwningCost)。本發(fā)明的以下實施例中，使用了一種名為A'HFC-8160的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，A*HFC-8160是一種氟礦石作為原料提煉的液體，原料產(chǎn)地主要在中國，本產(chǎn)品已由深圳奧特迅高壓電器有限公司化工部制造成功。作為商品，命名為A'HFC-8160，A代表奧特迅，其化學(xué)分子式為aFnHx0y，其中m=410、n=1020、x=04、y=04，其子結(jié)構(gòu)可以是直鏈、支鏈、或環(huán)狀的一種或多種的結(jié)合。當(dāng)改變m、n、x、y時，即可調(diào)節(jié)液體的蒸發(fā)溫度，介電常數(shù)及分子量，而耐電壓強度均在》40kV，下面列出一些品種的特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下面將結(jié)合附表對其性能作詳細的說明，其中表2顯示了該介質(zhì)的物理化學(xué)特性，表3顯示了其環(huán)保特性，表4顯示了其熱導(dǎo)系數(shù)，表5顯示了該介質(zhì)在化學(xué)溶劑的溶解性，表6顯示氣體在該介質(zhì)中的溶解度，表7顯示了該介質(zhì)與金屬、塑料、彈性材料的相容性。這種介質(zhì)是已知最穩(wěn)定的化合物之一，它對許多物質(zhì)是一種不良溶劑，與水和油都不能混合，不侵蝕絕緣材料和金屬材料，它的液體是不能燃燒的，并且還有滅火的性能。熱穩(wěn)定性非常高，即使加熱到40(TC，也不會分解。作為冷卻劑，A*HFC-8160是一種無色、無臭、無毒、無腐蝕性的液體，即使用手多次去接觸它，皮膚上也毫無刺激。它可以無限期地儲存在清潔的金屬容器中而不會發(fā)生變化。A*HFC-8160的粘滯性和表面張力極低，所以能在變壓器繞組的匝間和鐵芯沖片的縫隙中流動，并且在線圈表面很容易地沾濕。它的分子量很高，所以它的氣體密度也很高，蒸發(fā)冷卻效果好。A*HFC-8160在液態(tài)時具有相當(dāng)高的介電強度，用標準油杯試驗，電擊穿強度〉40KV。在應(yīng)用上更為重要的特點是它的氣體也具有很高的介電強度，氣體和蒸發(fā)氣體的介電強度和壓力的變化成比例關(guān)系，一般是隨壓力上升而增加，因此A'HFC-8160在1Kg/cm2的表壓力下，其蒸發(fā)氣體的介電強度可與變壓器油相比。在〈35KV時未發(fā)現(xiàn)有電暈現(xiàn)象。A*HFC-8160的蒸發(fā)點可在30-123"C的范圍調(diào)節(jié)。因此它可以選擇空氣和水作為二次冷卻介質(zhì)。A*HFC-8160的凝固點可低到-88°C，因此它可以在-55'C的地區(qū)運行。此外，這種介質(zhì)還有以下特點(1)由于它的低粘滯度、高密度、高體積膨脹，可提供很好的熱力對流。(2)由于它的表面張力低，所以在熱表面很容易使受熱蒸發(fā)成的氣泡上升到液面并浮出液面。(3)由于它的高熱導(dǎo)和高的熱力特性，使之能很好的吸收熱能。(4)由于它的粘度很低，所以流動起來很通暢，需要推動介質(zhì)流動的功率是很小的，因此很容易建立自循環(huán)系統(tǒng)。(5)由于它在發(fā)生電弧時，在液體和氣體中產(chǎn)生的自身熱耗很小，因此產(chǎn)生的腐蝕性也是很小的。(6)在設(shè)備運行溫度范圍內(nèi)，它的冷卻效率特別好，例如10(TC的碳阻在空氣中自冷，帶走的熱耗為1W;若用A，HFC-8160浸沒方式冷卻，溫度同樣是10(TC，所帶走的電阻熱負荷就達到5W。試驗表明，冷卻1個2200W熱耗的設(shè)備，如果用SF6(六氟化硫)氣體來冷卻，需要5.5公斤、體積為1672cm3;而采用A*HFC-8160介質(zhì)冷卻時，只需要2.3公斤，體積只有885.6cm3。A*HFO8160提供了實現(xiàn)蒸發(fā)冷卻式變壓器的關(guān)鍵技術(shù)，使產(chǎn)品制造成為可能，并能充分發(fā)揮其優(yōu)越性。表2、AHFC-8160的物理化學(xué)特性<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3、AHFC-8160的環(huán)保性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4、AHFC-8160的熱導(dǎo)系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表5、A*HFC-8160在化學(xué)溶劑的溶解性(mg/100ml，20°C)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>氣體溫度rc)溶解(Mol%)250.5310.491氧5.60.55414.30.5425.00.5231.50.5二氧化碳4.02.6069.52.36318.02.17924.92251.99631.21.85SF6+3515.5-257.3表7、A.HFC-8160與金屬、塑料、彈性材料的相容性金屬時間(天)溫度(。F)結(jié)果不銹鋼18-810230不變冷軋鋼10230不變鋁52S10230不變硅鋼片10230不變在冷軋板上銀焊10230不變錫焊(95%錫，5%鋅)10230不變銅10230不變黃銅10230不變銅/鹽合金C17210230不變鎂合金A232B10230不變鎢10230不變塑料丙烯酸10230不變聚乙烯10230不變金屬時間(天)溫度(。F)結(jié)果聚丙烯10230不變聚碳酸脂10230不變聚脂10230不變聚甲基丙烯碳酸甲脂10230不變聚四氟乙烯包線10230不變聚四氟乙烯薄膜10230不變?nèi)矍璋穳喊?0230不變尼龍薄膜10230不變彈性材料硅DC997包銅線30356在端頭處有微小膨脹硅橡膠30356氟橡膠30356不變丁晴橡膠30356不變體積膨脹聚氯丁橡膠3194無變化聚硫橡膠3194無變化丁基1503194無變化丁二烯3194無變化LS-53(氟硅橡膠)3194無變化本發(fā)明的實施例一如圖2A和圖2B所示，本實施例中采用的是波紋箱式冷卻器空氣自冷方案，其中，201是波紋箱式冷卻器，202是箱體，203是接地螺栓，204是放氣閥，205是分接開關(guān)，206是進液、放液閥，207是監(jiān)控器，208是低壓套管，209是視察窗，210是高壓套管。本實施例中的蒸發(fā)冷卻變壓器的外形與油浸冷卻變壓器基本相似，它的器身是浸沒在冷卻介質(zhì)之中。在常溫時，介質(zhì)呈液體狀態(tài)，箱體的結(jié)構(gòu)為全密封式，冷卻器布置在箱體上部，與箱體的上部開口相通。當(dāng)變壓器帶上負載后，由于變壓器器身中硅鋼片和繞組中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱耗，熱量被器身周圍的介質(zhì)所吸收，介質(zhì)的溫度逐漸上升，在相應(yīng)的壓力下發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。最開始是處于自然蒸發(fā)狀態(tài)，并產(chǎn)生細微的氣泡；當(dāng)達到介質(zhì)的蒸發(fā)點溫度時，開始進入核態(tài)沸騰狀況，氣泡逐漸增大，其質(zhì)量與液態(tài)分子的質(zhì)量差也逐漸增大；于是，按重力學(xué)的原理，質(zhì)量輕的氣泡就向低壓區(qū)流動，當(dāng)儲存了足夠的熱能后，就會脫離液面而以氣泡的形態(tài)浮升，進入到箱體上部的波紋箱式冷卻器201中，氣態(tài)介質(zhì)在這里將熱量傳遞給冷卻器的金屬面，自身則冷凝成液滴，并滴回箱體中，即轉(zhuǎn)化為液態(tài)。工作過程中，液態(tài)介質(zhì)不斷吸收器身產(chǎn)生的熱耗，產(chǎn)生相變而成為氣態(tài)介質(zhì)，從而對變壓器中的發(fā)熱部件進行冷卻，所以這個冷卻系統(tǒng)就稱為蒸發(fā)冷卻自循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)介質(zhì)進入核態(tài)沸騰后，換熱方式就利用了介質(zhì)相變的潛熱特性，在相應(yīng)的壓力下，使設(shè)備的溫度基本上恒定。由于蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)采用了自循環(huán)方式，無需外置動力，所以可提高運行的可靠性。由于箱體上部安裝了波紋箱式冷卻器201，因此，分接開關(guān)205、低壓套管208、高壓套管210均裝于變壓器的側(cè)面，放氣閥204及監(jiān)控器207則箱體的上方。而進液、放液閥206則裝于箱體的下方。視察窗209裝于箱體的側(cè)面，高度與器身平齊，以便觀察介質(zhì)液面及介質(zhì)蒸發(fā)的情況。本發(fā)明的實施例二如圖3A和圖3B所示，其中，301是用銅管、鋁合金或不銹鋼管做成的水冷冷卻器，302是變壓器箱體，303是接地螺栓，304是放氣閥，305是分接開關(guān)，306是進、出液閥，307是監(jiān)控器，308是低壓套管，309是視察窗，310是高壓套管。本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一基本上是相同的，只是將其中變壓器頂部的波紋箱式冷卻器201用管道式水冷卻器301代替，這是專門為水電站(或者水源很容易取得的地方)設(shè)計的，它可以利用水作為二次冷卻介質(zhì)，即由流動的水來帶走熱量，從而促進氣態(tài)介質(zhì)在此凝結(jié)為液滴。因為水冷卻的效率高于空氣冷卻，所以從圖3A與圖2A比較可以看出，圖3A變壓器的高度顯然比圖2A低了許多，也就是說本實施例更能節(jié)省空間，而且本實施例中的變壓器運行的溫度更低。本發(fā)明的實施例三如圖4A和圖4B所示，其中采用了全浸沒、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)方案，其中，401是高壓套管，402是低壓套管，403是溫度信號計，404是溫度顯示器，405是箱體，406是放氣閥，407是進、出液閥，408是變壓器器身，409是線圈，410是監(jiān)控器，411是分接開關(guān)。這種結(jié)構(gòu)中，變壓器器身408仍然是浸沒在介質(zhì)中，高壓套管401和低壓套管402安裝在箱體的頂蓋上。分接開關(guān)411吊掛在箱體的上方，從分接開關(guān)11以上，是空出來的空腔，作為預(yù)留的蒸發(fā)空間。箱體405是用波紋板組焊成的，使得結(jié)構(gòu)更具整體性，箱體的剛度也大為增強。本實施例的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的原理是一樣的，箱體就如一個池子，變壓器器身全浸沒入于箱體內(nèi)，液體高度約占3/4，多余的高度部分是不灌介質(zhì)的，留出的體積作為蒸發(fā)空間，占l/4空間。變壓器在帶負荷運行時，變壓器的鐵芯和繞組產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱耗，此熱量加熱其周圍的介質(zhì)，使得周圍的介質(zhì)溫度上升，在相應(yīng)的壓力下發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。箱體內(nèi)的大部分介質(zhì)處于自然態(tài)蒸發(fā)狀況，在熱負荷的中心的部分介質(zhì)(處于變壓器器身高度2/3以上)會進入核態(tài)沸騰狀態(tài)；氣泡受熱直徑逐漸增大，浮升到液面，并脫離液面而形成氣泡浮升到蒸發(fā)空間，將熱量傳給箱壁，在此凝結(jié)為液滴，再滴回箱體中。如此循環(huán)，可使變壓器的溫度基本上恒定。具體實施時，根據(jù)不同變壓器的冷卻需要，蒸發(fā)空間的容積可占整個箱體內(nèi)部空間的15%-30%。另外還可在蒸發(fā)空間那一段箱體的外部增設(shè)冷卻器，例如設(shè)置波紋箱式冷卻器，以增強冷卻效果。本發(fā)明的實施例四如圖5A和圖5B所示，這是一種分離式結(jié)構(gòu)，即箱體與冷卻器是分開的，并通過管子將兩分離體聯(lián)通，其中501是高壓套管，502是低壓套管，503是溫度信號計，504是溫度顯示器，505是箱體，506是放氣閥，507是進、出液閥，508是冷卻器上段，509是冷卻器下段，510是監(jiān)控器，511是分接開關(guān)，512是回液連管，513是出氣管。圖中的箱體505與通常全密封變壓器的箱體結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，只是箱體上不帶冷卻器(片)。冷卻器是分離出來的，具體可用鋁合金件組合而成，可以做成裝配式結(jié)構(gòu)，易于與箱體組合配套。使用鋁合金可以制成多種樣式，甚至可以組成大型雕塑結(jié)構(gòu)，特別在大都市中心的大容量變電站中，可以樹立起標志性的、有亮點的雕塑。本實施例中將分接開關(guān)511裝在兩線圈的弧形外空間，充分利用了兩相繞組之間的空檔，又可以降低變壓器的高度。本實施例中的變壓器帶上負荷后，蒸發(fā)的介質(zhì)經(jīng)出氣管513流向冷卻器，在冷卻器上段508冷卻后變?yōu)橐旱?，滴回冷卻器下段509;對于經(jīng)出氣管513流出的熱液體，則直接流至冷卻器下段509;所有冷卻后的介質(zhì)均從回液連管512流回箱體505中，如此自動循環(huán)冷卻。本發(fā)明的實施例五如圖6A和圖6B所示，本實施例改變較大，基本的設(shè)計思路是將變壓器器身倒置過來，其中601是上箱體，602是高壓套管，603是低壓套管，604是波紋箱式冷卻器片，605是下箱體，606是監(jiān)控器，607是分接開關(guān)，608是標志牌。本實施例中，箱體分成上箱體601和下箱體605。變壓器的下箱體605承擔(dān)變壓器器身底座、高壓套管、低壓套管和分接開關(guān)的安裝。上箱體601的外部裝有波紋冷卻片，所以它同時是一個冷卻器，其四壁和上頂是用波紋箱式冷卻器片4焊接而成，正中間有空位，正好裝設(shè)公司的標志牌6080。本實施例中，下箱體605不承擔(dān)冷卻器的作用，全部的熱交換在上箱體601中進行，上箱體的下段處于自然蒸發(fā)區(qū)，上段處于核態(tài)蒸發(fā)區(qū)，所以介質(zhì)只灌到浸沒變壓器的器身即可，上段一部分及上頂?shù)牟y片是空著的，留作核態(tài)蒸發(fā)的空間。這種結(jié)構(gòu)非常緊湊，體積小，灌液量也少。從上述實施例可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)節(jié)能本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻變壓器，由于冷卻效率高，可使變壓器的運行溫度大大降低。例如，在設(shè)計時可選定介質(zhì)的蒸發(fā)溫度為64°C，則滿載運行的溫度會在7(TC左右，它與干式變壓器和SF6(六氟化硫)氣體變壓器相比，運行溫度降低了4o5(rc。研究表明，銅導(dǎo)體的運行溫度每降低rc時，其電阻溫度系數(shù)就降低0.004，所以使用本發(fā)明的方案時電阻溫度系數(shù)可以降低1620%，即變壓器的負載損耗可以降低1620%，此數(shù)值是很可觀的。2)過載能力強本發(fā)明中，如果將蒸發(fā)冷卻變壓器運行在核態(tài)沸騰工作區(qū)，由于利用了介質(zhì)的潛熱方式，所以運行的溫度基本上是保持不變的。在此工作狀態(tài)下即使過負載3040%，變壓器的運行溫度和相應(yīng)的壓力都保持不變，因此其過載能力非常強。3)良好的生態(tài)環(huán)保特性其中使用的介質(zhì)A'HFC-8160對大氣臭氧層的破壞力ODPW.OO;對地球的溫室效應(yīng)GWP^500;在大氣中存留的時間ALT<4。所以該介質(zhì)是很佳的環(huán)保產(chǎn)品。配以A，HFC-8160介質(zhì)的變壓器就具有良好的環(huán)保特性。4)新介質(zhì)的其他優(yōu)勢介質(zhì)A'HFC-8160是無閃點的，即不燃燒，且具有滅火性能。將其應(yīng)用于變壓器時，無需考慮防火功能。由于蒸發(fā)冷卻變壓器是利用變壓器自身產(chǎn)生的損耗來促使其冷卻循環(huán)的，因此不需要外力(即不需要外置泵)。另夕卜，介質(zhì)A，HFC-8160無毒、無重金屬，化學(xué)穩(wěn)定性非常高，長久的運行都不會起什么變化，可靠性非常高，安全性也非常好。權(quán)利要求1、一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，包括箱體、裝于所述箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于所述箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123℃之間；所述變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中；還包括用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)，并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器為波紋箱式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器為水冷式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述水冷式冷卻器是用銅管、鋁合金管、或不銹鋼管制成的管道式水冷卻器。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述箱體內(nèi)上部設(shè)有占箱體內(nèi)部空間的15-30%的蒸發(fā)空間，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁構(gòu)成所述冷卻器；所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)后在所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，在蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁的外部還設(shè)有冷卻器。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器是外置式冷卻器，其下部通過回液連管與所述箱體下部相通，其上部通過出氣管與所述箱體上部相通；從所述箱體內(nèi)的上部蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可經(jīng)所述出氣管進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并經(jīng)回液連管流回所述箱體內(nèi)的下部。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁為波紋冷卻片制成；所述變壓器器身倒置于所述箱體中。9、一種用于變壓器的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，其化學(xué)分子為CFJi0y，m二410、n=1020、x==04、y=04;其蒸發(fā)溫度在30-123。C之間。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于變壓器的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，其定名為A.HFC-8160，凝固點在-88'C以下。全文摘要本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，為解決現(xiàn)有變壓器在冷卻技術(shù)中存在的各種問題，本發(fā)明的變壓器包括箱體、裝于箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其中，冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123℃之間，變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中，并設(shè)置有用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。變壓器工作時，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝全過程無需外加動力，可形成良好、高效的自動循環(huán)冷卻，并可降低變壓器的運行溫度，提高變壓器的運行效率。而其中使用的冷卻介質(zhì)(A·HFC-8160)的環(huán)保特性好，大大優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)中使用的六氟化硫介質(zhì)。文檔編號H01F27/08GK101303930SQ20071007440公開日2008年11月12日申請日期2007年5月10日優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日發(fā)明者謝世英申請人:深圳奧特迅電氣設(shè)備有限公司