[實用新型]一種適用于大電流開關(guān)柜散熱的均熱板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120206582.0
• 申請日: 2011-06-16
• 公開（公告）號: CN202121225U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張劍;王萬亭;陳敏
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州恒信電氣有限公司
• 主分類號: H02B1/56
• 分類號: H02B1/56
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種散熱器件，尤其是用于大電流開關(guān)柜散熱的均熱板。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力的需求日趨增強，對配電設(shè)備電能傳輸密度的要求逐步提高，大電流、高電壓裝置日益增多；同時因為場地等原因，配電設(shè)備的體積有小型化的趨向；因此如何在保證設(shè)備絕緣、防護等級等要求下解決散熱問題，成為目前配電設(shè)備提高容量、減小體積的關(guān)鍵技術(shù)。散熱不充分時，會加速元件的老化，絕緣性能下降、可靠性下降。采取措施時限制發(fā)熱僅是解決問題的一個方面，有效的散熱是解決問題更重要的方面。

目前，大電流開關(guān)柜取消風機采用自然通風散熱技術(shù)是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)瓶頸，開關(guān)行業(yè)的普遍狀況是：12kV開關(guān)柜額定電流4000A及以上，24kV～40.5kV開關(guān)柜額定電流2500A及以上，必須使用風機強制風冷，采取的措施是：①在斷路器室11安裝一臺軸流風機12，將外部的冷風吹向斷路器的觸臂；②在斷路器室11的頂部裝二臺風機9，將熱量抽到柜外；③在母線室10的頂部裝二臺風機9，將母線室的熱量抽到柜外(如圖5所示)。

一般開關(guān)柜的使用壽命為20年，而風機不管是軸流風機還是普通風機，不管是常年開機還是間隙性開機，只有2年左右的使用壽命，而更換風機均需停電。這給電力用戶造成很大麻煩。

另一方面，熱管散熱技術(shù)作為一種成熟的散熱技術(shù)在制冷行業(yè)、IT行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用；其基本原理是：典型的熱管由管殼、吸液芯(毛細管)和端蓋組成，熱管內(nèi)部被抽成真空狀態(tài)，充入適當?shù)囊后w；這種液體沸點低，容易揮發(fā)。管壁有吸液芯，其由毛細(多孔)結(jié)構(gòu)層構(gòu)成；熱管分成蒸發(fā)段、冷凝段。當蒸發(fā)段開始受熱的時候，管壁周圍的液體就會瞬間汽化，產(chǎn)生蒸汽，此時這部分的壓力就會變大，蒸汽流在壓力的牽引下向冷凝段流動。蒸汽流到達冷凝段后放出大量的熱量，同時也冷凝成液體，最后借助毛細力回到蒸發(fā)段，完成一次循環(huán)。

將熱管散熱技術(shù)直接應(yīng)用于大電流開關(guān)柜中存在很大的技術(shù)難度：一方面，高壓開關(guān)柜對絕緣距離有嚴格要求，大電流開關(guān)柜由于導(dǎo)體截面大，內(nèi)部空間非常緊湊，安全距離余量小，熱管裝置很難安裝；另一方面，熱管需要明確的蒸發(fā)段和冷凝段，同時傳輸距離也不是很長，管線布置對開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)影響很大，技術(shù)的通用性不強。

實用新型內(nèi)容

本實用新型改變了傳統(tǒng)的設(shè)計思路，根據(jù)熱管的工作原理開發(fā)出了熱微室結(jié)構(gòu)，并提供了一種由熱微室結(jié)構(gòu)組成的均熱板，該均熱板技術(shù)克服了上述背景中的技術(shù)難題，成功應(yīng)用于大電流開關(guān)柜的散熱，具有安裝方便、散熱效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)通用性強的特點。

本實用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種適用于大電流開關(guān)柜散熱的均熱板，包括兩層相互平行布置的面板；其特征在于兩層面板之間設(shè)置有規(guī)則分布的筒形金屬架，這些筒形金屬架的軸線與所述的面板垂直，并且這些金屬架的軸向兩端與面板密閉連接后形成各自獨立的真空微微室，各真空微微室內(nèi)的筒形金屬架的表面均固定一金屬毛細結(jié)構(gòu)層；各真空微微室內(nèi)填充有液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)。

所述筒形金屬架的形狀為矩形筒體或圓柱形筒體或六面體的蜂巢形筒體。

所述各真空微室內(nèi)的頂面或底面也固定一金屬毛細結(jié)構(gòu)層。

所述液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)是純水、酒精或其他的介質(zhì)。

本實用新型的有益效果是：

由于本實用新型中的大量熱微室在二維方向的整個面上進行熱傳導(dǎo)，散熱效果是普通金屬傳導(dǎo)散熱方式的3-5倍，可將封閉空間的熱量快速傳遞到外界，無需散熱通道和介質(zhì)，可以滿足高電壓環(huán)境中高防護等級(IP等級)要求。

再者，采用熱微室結(jié)構(gòu)，板材可任意切割、折彎，且板材沒有安裝方向的要求；切割、折彎只會破壞切割面或折彎面的微室，由于熱微室的數(shù)量巨大，均熱板整體的散熱能力不會受影響，因而無需為特定使用環(huán)境而定制板材，可滿足復(fù)雜的成型要求；而且板材面積不受限制，根據(jù)使用情況可大可小，一次成型面積不夠大的時候可采用拼接等手段擴大。

此外，采用本實用新型作為大電流開關(guān)柜中的隔板及側(cè)板，開關(guān)柜可實現(xiàn)自然通風散熱，進而能夠取消強制風冷用的5臺風機，避免了風機故障給電力設(shè)備帶來的停電檢修問題，為電力設(shè)備安全可靠運行提供了保障。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型的工作原理示意圖。

圖4是本實用新型用于大電流開關(guān)柜的柜板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是大電流開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式