海底观测网接驳盒电源散热机理研究

摘要

散热性能是影响海底观测网接驳盒供电电源长期运行的关键因素。根据热传导理论,分析金属耐压密封腔体内部电气热源的热耗散机理,推导出影响其热耗散性能的主要因素,得出腔内灌充绝缘导热油可大幅度改善散热效果,并利用Fluent分别对灌充气体、液体导热介质的腔体模型进行仿真验证。同时提出在油液内部留存一定体积气体的气液体结合的方式来缓解由于液体介质受热膨胀引起的压强升高问题,并进行1%、2%、5%、10%等4种不同空气体积率下的变压器油液因温升而导致压强升高的试验。得出结论:灌充绝缘导热油介质可改善水下密封腔的散热效果,但存在油液压强上升问题;气液结合方式可解决压强上升过高的问题,对于国产25#变压器油,大于8.8%的空气体积率可实现温升50℃时压强上升幅度低于0.1MPa。将该方法应用到海底观测网系统样机的2 kW电能变换器中,其试验测试结果与理论分析一致。