具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种开变一体机，开变一体机包括壳体1、铁芯2、高压开关3，铁芯2设置在壳体1内，高压开关3在壳体1内与铁芯2通过管型母线直接连接，高压开关3的另一个接线柱穿过壳体1壁面作为对外连接位置，壳体1内充满冷却工质4。铁芯2即为作为变压器变压功能实现的结构，铁芯2和大部分的高压开关3存在在壳体1内，也就是变压器与高压开关一体式设计，接线位置置入壳体1内部，简化现场组装步骤，现场只需要将高压侧线缆接上高压开关3在外的接线柱上，将铁芯2上引出的低压侧接线柱接上电网低压侧即可。开关变压器一体化设备根据设备结构组合特点进行重新定义配电装置名称，改变传统电力设备布置连接方式，重新制定设备电气试验的标准、参数等；由于采用成熟技术以及连接组装采用模块化设计、工厂预制式生产，提高产品的质量，从真正意义上做到秒维护。冷却工质4即以传统的变压器油为主要组分的流动介质，用于包裹铁芯2和高压开关3在壳体1内的部分，将两者的发热量吸走并传递到壳体1上通过壳体1外壁进行散热。

铁芯2中的中性点采用全绝缘方式。全绝缘的中性点设置方式，可以防止在变压器发生技术问题时，中性点不会被高压损坏，而传统的分级绝缘方式是无法完全确保中性点安全的。

壳体1外表面设置散热片5。散热片5扩大壳体1与周围空气的接触面积，提升散热效果。

散热片5采用强制风冷散热。传统的变压器表面设置被动散热的翅片结构，周围空气的流动依据自然风，散热系数有限，而且变压器周围的空间空气被加热后并没有新的空气进入，用于散热的空气温度上升影响散热温差。

如图2所示，壳体1包括主壳11、分流管12、合流管13、散热管14，分流管12的数量与高压开关3数量相同，分流管12底端分别连接在主壳11上端，分流管12上端汇合集中到合流管13上，合流管13的端部折弯向下并连接散热管14，散热管14贴附在主壳11外表面，散热管14底端为回流口16，回流口16插入主壳11底部一侧，开变一体机还包括循环泵6，循环泵6设置在主壳11内底部，循环泵6的进口连接回流口16，循环泵6出口往主壳1内底部泵送冷却工质4，散热片5与壳体1连接的根部穿过散热管14插接在主壳11侧面。如图3所示，循环流动的冷却工质4可以对铁芯2及高压开关3产生更好的热量吸收作用，冷却工质4与金属表面的换热也变为强制对流，换热系数更高，而且高热量位置的冷却工质4流动到散热管14处与散热片5接触更加充分，热量搬运彻底。

冷却工质4包括变压器油组分和精馏水组分。变压器油组分大大高于精馏水组分，作为冷却工质4的主要组分，变压器油用于导热以及高压开关3通断位置处的灭弧，高压开关3无需其它的灭弧措施，而精馏水组分则是能够大大提升散热能力，精馏水是纯净的水体，里面不含电解质，故而是高度绝缘的物质，尽管绝缘能力比不上变压器油，但是因为含量很少，所以不会对于冷却工质4的绝缘性能产生影响，而含量很少的精馏水提升散热性能的原理，可以参见图3、4，水的沸点在大气压下是一百摄氏度，而随着压强的降低，水沸点也会相应降低，流动起来的流体，根据流体力学中的伯努利方程可知，流速越大则压强越小，故而，经过铁芯2及高压开关3发热引起冷却工质4温度上升，配合冷却工质4进入狭小的分流管12引起的流速大大增大，流速增大压强降低，冷却工质4中液态的精馏水组分汽化，也称空化作用，汽化需要吸收大量汽化热，汽化组分42吸收的热量-汽化热是从液态组分41中汲取的，汲取大量热量后，液态组分41保持低温，与发热部件保持较大温差，从而对于发热部件的冷却作用更显著，分流管12造成过流截面减小流速增大而引起压强减小，可以预见的是，在需要显著散热的位置处构造狭小通道，就能利用空化作用来提升冷却工质的冷却能力，而汽化组分42在流过散热管14的过程中，会与低温的散热片5发生接触从而再次液化，液化过程放出大量热量，该热量直接作用在散热片5上，散热片5在将热量传递后外部由强制对流的空气带走。

冷却工质4中的精馏水组分比例为0.3～0.6％以质量计。精馏水组分太多的话，尽管组分内已经去除了电解质，但是，电解平衡的氢离子和氢氧根离子还是可以作为导电离子使用的，因此，精馏水的电阻比不上绝缘性更佳的变压器油，精馏水组分过多影响冷却工质4的绝缘性，而精馏水组分过少的话，空化作用提升的散热效果有限。

分流管12的入流位置设置丝网，丝网孔径小于0.5毫米。丝网将流过他的液体割裂，扰乱流动状态，防止精馏水组分液态成团进行流动，成团的精馏水会降低局部的绝缘性，尽管已经通过减少精馏水量进行了控制，但是多一道保险进一步防止局部位置发生导电，而且精馏水组分分散为微团弥散开来，也能在后续位置多点发生空化作用，在大范围内提升吸热效果。

如图1、5所示，开变一体机还包括螺旋叶片7，散热管14内还设有蒸汽管15，蒸汽管15与散热管14竖直同轴设置，蒸汽管15两端敞开，蒸汽管15侧壁通过连接杆连接至散热管14内壁上进行支撑，螺旋叶片7设置在散热管14内部的上端，螺旋叶片7将流入散热管14的流体转为螺旋向下的运动。如图5所示，螺旋叶片7将汽化组分42与液态组分41螺旋离心分离，密度大的液态组分从外环向下流动，而汽化组分42则从蒸汽管15上端进入蒸汽管15，向下运动的过程中，汽化组分与横插穿过蒸汽管15的散热片5发生充分接触，让充分的汽化组分7在散热片5根部液化放热，以便后续再次进入主壳11内进行空化作用。

如图6所示，蒸汽管15包括保速段151和增压段152，保速段151高于增压段152，保速段151直径小于增压段152。保速段151直径较小，汽化组分42的流速仍然较高，而到了增压段152后，过流直径变大，流速减小，压强降低，压强降低和低温的散热片5的存在同时作用在汽化组分42上，增加凝结条件。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。