[发明专利]具有与温度相关的冷却的变压器

说明书

一种电气设备(1)，其具有壳体(6)，布置在壳体(6)中的和可被加载高压的有源构件(2)，有源构件在其运行时产生热量，配设用于冷却的绝缘液(20)，所述壳体(6)被填充该绝缘液，用于冷却绝缘液(20)的冷却装置(8)，所述冷却装置具有至少一个与外界环境导热地连接的冷却元件(10)，绝缘液(20)被导引通过冷却元件，为了使其低成本限制或者甚至避免温度波动，建议所述冷却装置(8)具有与所述壳体(6)相连的和配设有爬升支路(9)的爬升部段(15、15.1)，所述爬升部段在每个爬升支路(9)处都与冷却元件(10)相连，其中，所述爬升部段(15、15.1)的容积根据所述绝缘液(20)的热膨胀系数选择为，使得在预定温度时，液位(21)到达不同数量的爬升支路(9)。

本发明涉及一种电气设备，该电气设备具有壳体、布置在壳体中的和能被加载高压的有源构件、配设用于冷却的绝缘液，和用于冷却绝缘液的冷却装置，该有源构件在其运行时产生热量，所述壳体被填充该绝缘液，所述冷却装置具有至少一个与外界环境导热地连接的冷却元件，绝缘液被导引通过冷却元件。

这种电气设备已经由不断的实践中已知。因此，油浸变压器按照现有技术为了冷却而配备有散热器。该散热器直接连接在变压器的壳体上，使得绝缘液从内部流过散热器。散热器以其外侧面朝向环境。尤其对于较大的冷却装置设有多个散热器，多个散热器相互平行地布置并且构成所谓的散热器组。在变压器运行时，由于负载波动，会出现由有源构件发出的热量的极大的变化并且导致绝缘液的温度的极大的变化。为了吸收通过该温度波动引起的绝缘液的体积变化，通常设有油膨胀箱，所述油膨胀箱与变压器的壳体相连。较大的温度波动会与绝缘液的热膨胀系数相应地导致较大的体积变化，使得延伸得较远的膨胀箱是必要的，以便可靠地吸收在高温情况下变压器中产生的大体积的绝缘液。

在密封地封闭的变压器中出现与绝缘液的温度相关的压力波动，该压力波动同样不利地影响该电气设备的运行。在与呼吸式变压器的壳体相连的除湿装置的情况中，应当限制空气的吞吐量，因为否则就会升高除湿剂的消耗。

本发明要解决的技术问题是，提供一种开始所述种类的变压器，其中，低成本限制或者甚至避免了温度波动。

按照本发明上述技术问题解决的方式是，冷却装置具有与壳体相连的和配设有爬升支路的爬升部段，所述爬升部段在每个爬升支路处都与冷却元件相连，其中，爬升部段的容积根据绝缘液的热膨胀系数选择为，使得在预定温度时，液位到达不同数量的爬升支路。

按照本发明提供一种电气设备、例如变压器或者扼流线圈，其装备有无源的或者被动的、取决于温度的冷却装置。换句话说，随着升高的冷却需求，即随着绝缘液升高的温度，冷却装置的有效的冷却表面增加。为此，冷却装置装备有爬升部段、例如爬升管或者爬升腔，所述爬升部段配设有爬升支路。每个爬升支路都与冷却元件的入口相连，使得受热的、向上升的绝缘液能从爬升部段流入与爬升支路相连的冷却元件中。绝缘液的体积选择为，使得温度在已知的温度范围内变化时，绝缘液的水位、即绝缘液的表面或者液位在爬升部段中变化。适宜的是，每个爬升支路都与冷却元件的上部的、即背离电气设备底部区域的入口相连，其中，冷却元件的出口进一步向下地、即与电气设备底部区域间隔一个微小距离地布置。冷却元件的出口又适宜地通过管路与壳体相连，使得冷却液能通过各个冷却元件导引，换句话说即循环。按照本发明，各个冷却元件的设计基本上是任意的。绝缘液的体积选择为，使得绝缘液在爬升部段内部的液位、即绝缘液的水位由绝缘液的温度确定。因此，在预定的温度T1时，达到绝缘液的一个液位或者一个水位，其中，绝缘液通过被绝缘液达到的爬升支路流入配属于该爬升支路的冷却元件。在此，通过对流造成的流动使得受热的冷却液向上流。

爬升支路的垂直间距和爬升部段的通过爬升部段直径确定的容积是根据绝缘液的热膨胀系数选择的或者说设计的。这表明，在例如略低于临界值的、预定的第二温度T1时，绝缘液水位到达第二爬升支路并因此绝缘液通过第二冷却元件导引，其中，整个冷却装置的表面增大。因而出现逐级提升的冷却。当然按照本发明也可行的是，根据应当给冷却设置多精细的分级，给爬升部段装备两个、三个、四个或者更多的爬升支路。以这种方式提供低成本的、可靠的和高效的由温度决定的冷却。