[发明专利]氟碳介质在蒸发冷却变压器中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其涉及氟碳介质在蒸发冷却变压器中的应用。

背景技术

传统的变压器可以分为油浸式变压器、干式变压器和六氟化硫气体变压器等。在油浸式变压器中，冷却介质为矿物油或植物油，在这些油品中，主要成分是长碳链的碳氢化合物，稳定性差，而且有燃烧性和爆炸性。油浸式变压器也具有不安全(燃烧，容易爆炸)，用久后稳定性不好，冷却效果差的缺陷。干式变压器中，浇注的有机材料环氧乙烷在超过180℃时，也会发生燃烧，而且其散热性能差，耐压强度低，不能用于高压系统中(110Kv)，其拆解回收相当麻烦。六氟化硫气体变压器较好的解决了安全性方面的问题，但由于六氟化硫气体本身有很高的温室效应(GWP>26000),国际上已禁止使用。

随着国家城镇化步伐的不断加快，越来越多的人口向城市聚集，城市中的高层建筑物、地下设施等各类建筑越来越多。再加上人们生活水平的提高，家庭中五花八门的电器越来越多，对电的依赖程度和用量越来越高，对城市中变电站的扩容或建设需求大大增加。但城市中心区往往为繁华的商业用地，土地商业价值极高，使在市中心建设变电站的代价越来越高。而且，城市中心区变电站与周边环境协调的要求高，防火、防爆、防噪音等安全和环保要求高，使建筑投资加大。因此，就产生了市民的用电需求和变压器容量限制的一对矛盾。为了解决这一矛盾，极大限度地满足广大居民的用电需求，迫切需要采用不燃、防爆、环保、节能的电力设备产品，使城市变电站能采用地下电站或附建式电站方案，解决上述矛盾。

随着国家海洋战略的提出和实施，近年来各种大型海工设备陆续推出，这些设备造价昂贵，对电力设备提出了更高的要求，必须解决变压器的燃烧性和爆炸性问题。

我国国力的增加，有了更多的财力来发展我们的国防事业，从052C、052D到航母等，各种大型水面舰艇相继下水。为了保证这些舰体的安全，也要求使用安全性能更高的不燃不爆变压器没。

近年来，为了解决变压器的安全性问题，提出了一种利用高性能的不燃、不爆、无毒且对环境友好的有机介质代替变压器油，来对变压器系统进行冷却的新型蒸发冷却变压器。并提交了很多专利申请，如：(一种蒸发冷却液浸式变压器的恒压冷凝器，CN 102842406A；油浸式变压器的冷却方法及其系统，中国专利申请号200810033939.2；一种蒸发冷却变压器，CN1862719；一种蒸发冷却变压器，CN1794381；一种蒸发冷却变压器，CN1794379；一种蒸发冷却变压器，CN1794378；一种蒸发冷却变压器，CN1713314；一种喷淋式蒸发冷却变压器，CN103268809A；一种喷淋式蒸发冷却变压器，CN1822258；一种浸渍式蒸发冷却变压器，CN103268808A；一种隔离式蒸发冷却变压器，CN103268810A；一种带油箱的套筒式蒸发冷却变压器，CN1812014等)。蒸发冷却变压器的冷却效率提高，但是蒸发冷却会沸腾。

氟碳化合物是一类非常特殊的有机化合物，由于氟原子的取代，使它们具有了一些非常独特和优异的性能，如：不燃、不爆、无毒等。但对于具体什么样的氟碳介质则根本没有涉及。

蒸发冷却从热学原理上，是利用制冷剂沸腾时的汽化潜热带走热量。由于液体的汽化潜热比比热要大很多，因此蒸发冷却的冷却效果更为显著，散热效率也会大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、降温效果好，稳定的蒸发冷却变压器氟碳介质。

为实现上述目的，本发明提供氟碳介质C₆F₁₂或C₉F₁₈用于蒸发冷却变压器的用途。

进一步，将氟碳介质C₆F₁₂或C₉F₁₈装入蒸发冷却变压器中，使C₆F₁₂或C₉F₁₈浸没单相蒸发冷却变压器即可。

本发明提供两个氟碳化合物(C₆F₁₂或C₉F₁₈)，它们都具有不燃、不爆、无毒、对环境友好(ODP＝0，GWP底)等优良性能，而且其击穿电压大于50kV(2.5mm平板电极)。它们的一些基本性质如下表1所示：

表1：氟碳介质性质表