变压器冷却技术专利综述

变压器冷却技术专利综述

摘要：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器等。变压器在运行过程中，会产生大量的热量，如果不及时将热量导出，会使得变压器的绕组、铁芯等受到温升而损害，影响变压器的性能，基于此，众多的申请人对变压器冷却技术进行了研究。我将选取此技术，从其冷却方式、国内外申请情况、主要专利技术分析等方面介绍变压器冷却技术，并对其发展方向进行预估。

关键词：变压器冷却专利发展方向

1专利申请趋势分析

1.1全球申请量年度趋势

图1-1 变压器冷却技术全球历年申请量和公开量

图1-1示出了变压器冷却技术的全球范围内历年的申请量分布以及公开分布量，结合变压器冷却技术的发展历史分析变压器冷却技术专利，截止到2023年1月，由图可以看出，变压器冷却技术相关的专利申请共有25103件，变压器冷却技术的专利申请最早开始于2004年，在2004-2010年期间，专利申请量不多，但是仍然呈现出一定的增长趋势，从2010年开始，专利年申请量快速增长，在2020年，专利申请量达到了顶峰，达3486件，说明研究人员对变压器冷却技术

的重视，随着功率的提升，需要进一步的提升冷却技术，预测后续该领域还会继续成为一个申请的重要领域，也是各个企业重点争夺的一个焦点。

1.2全球申请人所在国家

表1-2 申请人所属国家

表1-2示出了在变压器冷却技术领域的申请人的所属国家分布，可以看出，中国、日本和美国为主要申请国，三国申请总数占全球申请总量的91.99%，中国申请量占总数的77.73%，通常来说，国家申请量所占份额的大小在一定程度上体现了该国家相关技术实力的强弱，可以看出，中国在变压器冷却领域研究很多，首先，这与中国政府大力支持变压器的发展事业息息相关，中国变压器冷却技术发展速度很快，同时也可以看出，各国在中国也提出了专利申请保护，说明重视该技术在中国的专利布局，紧随其后的日本、美国也占据一定的有力地位。

1.3全球主要申请人

表1-3 变压器冷却技术申请人排名

从中可以直观看出，全球前8名的申请人中除了国家电网公司及其下属公司，其余都是国外公司，其中大部分是日本公司，结合表1-2以及表1-3可以看出，

虽然在全球申请总量排名中，中国排名靠前，但是在全球申请人排名中，处于前

列的公司大多数为日本公司，说明在中国，变压器冷却技术研究公司很多，但是

比较分散，而在日本，研究变压器冷却技术的公司比较集中，基本上集中在比较

大的电气设备生产公司。

2冷却结构重点专利解读

对于变压器的冷却技术来说，其方式一般有自然风冷、强迫风冷、水冷、油冷、混合冷却等，其一般需要根据变压器本身的体积、功率、应用场合等进行综

合的设计。

对于变压器的自然风冷来说，其一般适用于功率比较小的变压器，同时可辅

助增加一些散热片，例如公开号：CN208422590U（深圳市风顺电子有限公司），

其公开了一种散热性能优良便于安装的变压器，包括变压器本体、底座和固定板，所述变压器本体的前后两侧设置有散热片，所述固定块的两端安装有连接架，且

连接架的末端设置有风扇，所述固定板安装于固定杆的右侧。该散热性能优良便

于安装的变压器设置有风扇能够利用自然风吹动风扇产生风力对壳体进行散热，

提高了散热效率。

对于变压器强迫风冷结构来说，其一般适用于干式变压器或者小型变压器，

例如公开号：JP6421898B2（富士电机），电子设备和电力变换装置，其包括电

路基板，其安装有包括磁性部件等发热电子部件在内的多个电子部件；筒状的散

热器，在该散热器的散热器通风路的一端形成有散热器空气取入口，在该散热器

的散热器通风路的另一端形成有散热器空气吹出口；筒状的风洞，其由热导率比

所述散热器的热导率小的材料形成，在该风洞的风洞通风路的一端形成有风洞空

气取入口，在该风洞的风洞通风路的另一端形成有风洞空气吹出口；风扇；从散

热器的散热器空气吹出口吹出的冷却空气与第一发热电子部件接触，所述第一发

热电子部件安装于电路基板的与磁性部件的位置不同的位置。

对于变压器油冷方式来说，其一般用于油浸式变压器，可增加散热翅片加以

辅助散热，例如公开号：CN207009230U（天晟电气股份有限公司），公开一种带

有新型散热结构的油浸式变压器，包括油箱本体和散热系统，所述散热系统包括

两组散热器组件、冷风机和自动控温装置，本装置通过在散热片与油箱本体连接

处设置风道，具有散热效果好和可根据油温自动调节冷风机风量等优点。

对于变压器水冷方式来说，其一般作为辅助散热方式，例如公开号：

CN208027864U（江苏世星电子科技有限公司），一种变压器自动散热装置，包括

箱体、油箱、绝缘套管、散热管和水冷循环装置，冷却管的外部对称固定有冷却

水管；有效地解决了现有技术的变压器散热装置体积较大，不便于安装使用以及

散热效果差的问题。

对于变压器混合冷却方式来说，其中最常见的就是风冷+水冷，或者油冷+水

冷+风冷，例如公开号：CN207489632U（福建万辰生物科技股份有限公司），便

于散热的变压器，包括圆盘散热片、油箱、分水管、风扇、电机、散热管、底座、集水管、螺旋水冷管和散热板，变压器油箱两侧设有风扇，且油箱两侧安装带有

螺旋水冷管的圆盘散热片，增大了散热器与空气的接触面积，提高散效率。

3变压器冷却技术发展趋势及预测

对于变压器冷却产业来说，目前，中国、日本和美国为主要申请国，但是龙头企业仍然集中在日本、韩国，对于变压器冷却需要考虑其功率、应用场合的需要进行综合考量，同时对于混合冷却技术的研究也是下一步研究的重点。

参考文献

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