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蒸发冷却交流稳压器的结构及应用

虽然蒸发冷却原理早已知道,但其实际应用只是在近几年的事,即在得到用作吸热物质氟化物以后,同时,这类化合物的蒸气具有相当高的电气性能。氟有机物质的气体对交流稳压器绝缘材料和金属有惰性,不燃烧和无害。应该指出;在一个大气压下,C1F14气体的电气强度接近稳压器油的强度。
稳压器用碳化合物C8F16C(牌号FC一75)的基本物理性能如下
较低的粘度和不大的表面张力能保证交流稳压器线卷和铁心表面具有更好的冷却,蒸发冷却时吸热物质循环速度要慢一点,以便更好的导热,高度导热效率是蒸发冷却的特点。例如散发10千瓦热量,需要每分钟蒸发约3.785升的冷却液体,这时,冷却表面的温差甚至在没有强迫循环时,仍然很小,例如,表面单位负荷为1550瓦/米2时,冷凝气体温差豹为3°C,表面液体沸腾时为0.3°C。
用上述氟化物可以制造容量大、电压高的防火交流稳压器,蒸发冷却稳压器导热系统为密闭箱下部盛有冷却液体,箱体的其余部分充满这种液体的气体同,交流稳压器工作时,用泵将液体压到箱的上部,液体借助于喷雾装置喷在器身的表面。此时,液体部分蒸发,并带走交流稳压器线圈和铁心的热量。蒸气经由装在稳压器外部的冷却器(冷凝器)内冷凝,相应于箱内压力的液体达到沸腾温度时热力开始平衡,和冷却交流稳压器器身表面所需的蒸发液体数量相等的液体在冷却器内冷凝着。由于导热效率很高,使交流稳压器各部分(包括箱表面)基本是处于同一温度,但是,上述系统存在严重缺点:交流稳压器投入运行初期箱内液体蒸气压力难以保证所需的电气强度,因此此类交流稳压器在投入运行以前应进行人工预热。
为了克服上述缺点,美国西屋公司制造的交流稳压器采用另外一种系统,交流稳压器油箱内除了氟里昂液体蒸气外,放有少量的SF气体,用它保证交流稳压器投入初期所需要的电气强度,随着交流稳压器发热,液体蒸气的压力和电气强度开始增加,在正常工作下,氟里昂液体蒸气成为基本绝介质,但是交流稳压器箱壳内由于有六氟化硫能显着地降低导热效率,为此需改变导热机构。液体要沿交流稳压器器身表面流动,然后蒸发,其蒸气和六氟化硫混合在一起,由于混合物的密度高,所以向下移动,最后落入冷却器,蒸气在这里冷凝,流入交流稳压器箱壳的下部,并使自由的SF6气体上升,这样,蒸气和气体混合物在变压器箱内向下移动,并逐渐受热,而在冷却器内向上移动,逐渐冷却,果液体蒸气向下移动时冷凝增加,向上移动时冷凝减少。因此交流稳压器工作时,箱壳和冷却器下部比上部热。
第一台容量500千伏安电压15千伏的蒸发冷却交流稳压器在1957年夏季投入运行,运行11个月以后发现泵的轴承损坏了,工厂检查表明,虽然交流稳压器在额定负荷时,又没用泵的情况下工作若干时间,交流稳压器本身并没有损伤.
第二台容量7.5兆伏安电压34.5千伏的交流稳压器在1958年7月投入运行,这台交流稳压器和一般油浸交流稳压器具有相等的200千伏最大值的电气强度,外部吹风时,交流稳压器负荷可以增加到10兆伏安,工作时箱壳内部最大压力不超过1个大气压,以冷却交流稳压器的氟化物液体作为泵轴承的润滑剂,交流稳压器使用的是B级固体绝材料。

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