專利名稱：用于防止變壓器爆炸的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止由大量可燃流體所冷卻的變壓器發(fā)生爆炸的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變壓器在線圈內(nèi)和鐵質(zhì)部分內(nèi)有損耗，需要耗散掉所產(chǎn)生的熱。因此，高功率變壓器一般由例如油的流體冷卻。所用油是電介質(zhì)，且能夠在高于約140℃的溫度時(shí)點(diǎn)燃。由于變壓器是非常昂貴的裝置，因此必須給予特別注意以對其進(jìn)行保護(hù)。
在第一示例中，絕緣故障通過觸發(fā)變壓器電源柜(斷路器)的電氣保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生電弧瞬時(shí)作用。電弧也造成能擴(kuò)散，使得氣體通過介電油分解而放電，特別是氫氣和乙炔。
在氣體放電后，變壓器箱內(nèi)的壓力很快地增加，經(jīng)常產(chǎn)生非常猛烈的爆燃。爆燃導(dǎo)致變壓器箱的機(jī)械聯(lián)接(螺栓、焊接)顯著地撕裂，致使所述氣體接觸大氣里的氧氣。由于乙炔在存在氧氣時(shí)自燃，因此火災(zāi)立即爆發(fā)并擴(kuò)散到位于該地點(diǎn)上的設(shè)備的其它零部件，該地點(diǎn)也可能含有大量可燃物質(zhì)。
擊穿由于爆炸由過載、電壓波動(dòng)、絕緣的逐漸老化、不足的油面高度、水或霉菌的出現(xiàn)、或絕緣部件的失效所引起的短路而導(dǎo)致的絕緣擊穿引發(fā)。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于變壓器、由火警探測器所啟動(dòng)的消防系統(tǒng)。但是，當(dāng)變壓器油已經(jīng)燃燒時(shí)，這些系統(tǒng)以顯著滯后的方式操作。因此令人接受的是，僅將火災(zāi)爆發(fā)限制在相關(guān)設(shè)備，從而不讓火災(zāi)擴(kuò)散到鄰接裝置。
為了使得介電流體因電弧而分解放慢，能夠利用硅油代替?zhèn)鹘y(tǒng)礦物油。但是，由于內(nèi)壓的增加，變壓器箱的爆炸僅僅延遲了毫秒量級上的極短時(shí)間段。這種時(shí)間段無法使爆炸得到防止。硅油較昂貴。
通過文獻(xiàn)WO-A-97/12379獲知一種用于防止在配備有填充有可燃冷卻液的箱的變壓器內(nèi)發(fā)生爆炸和火災(zāi)的方法，其利用壓力傳感器探測變壓器的電絕緣體里的擊穿；利用閥使該箱內(nèi)所容納的冷卻液減壓；以及通過將加壓惰性氣體注入該箱底部以攪動(dòng)所述流體并防止氧氣滲透進(jìn)該變壓器箱，而冷卻該冷卻液的熾熱部分。這種方法令人滿意且防止變壓器箱爆炸。
文獻(xiàn)WO-A-00/57438公開一種快速打開的、用于防止變壓器爆炸的裝置的擊穿元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)裝置，其用于使得變壓器箱極其快速地減壓，同時(shí)使用具有簡單結(jié)構(gòu)的部件，以進(jìn)一步提高保持變壓器、有載式調(diào)壓開關(guān)和絕緣套管的完整的可能性。
一種用于防止變壓器爆炸的裝置，該變壓器配備有填充有可燃冷卻液的箱，所述裝置包括配置于所述箱的出口上以使所述箱減壓的減壓元件；配置于所述減壓元件下游的貯存器和裝配在所述貯存器的出口的至少一個(gè)手動(dòng)觸發(fā)式閥，使得所述貯存器密封以收集流經(jīng)所述減壓元件的流體。因此，防止流體擴(kuò)散到因安全、污染或其它原因不希望出現(xiàn)的地方。這是因?yàn)榱黧w可為液體和氣體的混合物，在有足夠氧氣可用從而滿足點(diǎn)燃和爆炸的條件時(shí)，具有點(diǎn)燃的危險(xiǎn)。再則，這種流體的某些成分對于人類和/或環(huán)境——特別是在密閉空間內(nèi)——可證明是有害的。
有利地，自動(dòng)減壓元件安裝在貯存器的出口處。該減壓元件可包括能夠在超過壓力閥值時(shí)打開以防止貯存器爆炸的閥。那么該閥的釋放受限于恢復(fù)到低于所述閥觸發(fā)閥值的壓力的所需流體量。在該減壓元件下游可配置附加管。該附加管用于將流體導(dǎo)引到最合適的地方。該附加管可配備有冷卻裝置。因此在流體流出之前能夠降低該流體溫度，從而降低點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)。該貯存器可配備有例如為氣體膨脹閥形式的冷卻裝置。
有利地，阻火元件裝配到該附加管。該阻火元件可采用防止氧氣進(jìn)入該管的流體止回閥的形式。該阻火元件也可包括能夠在火焰出現(xiàn)時(shí)切斷所述管的部件。該減壓元件也可包括電磁閥，其由外部控制單元或緊鄰所述閥的溫度探測器進(jìn)行控制，該溫度探測器能夠在燃燒出現(xiàn)時(shí)命令關(guān)閉所述電磁閥。
該貯存器可配備有冷卻裝置。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置包括連接到貯存器的真空泵。因此該貯存器能夠放置在比大氣壓和變壓器箱里散布的常規(guī)壓力低得多的壓力處，這便于使箱減壓并減少了箱內(nèi)存在的氧氣量。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置包括氣泵和輔助貯存器。該氣泵配置于貯存器和該輔助貯存器之間，并用于將可燃和/或有毒氣體從該貯存器轉(zhuǎn)移到該輔助貯存器——例如在抽吸的同時(shí)填充氮?dú)狻缓笤撦o助貯存器能夠與貯存器和氣泵隔離。該氣泵可包括壓縮機(jī)，且該輔助貯存器可包括加壓封裝件。因此能夠以減小的體積存儲可燃有毒氣體。
有利地，該裝置包括配置于減壓元件和貯存器之間的減壓室。該減壓室具有極低的壓頭損失，且可直接配置到該減壓元件的下游，以使該變壓器箱快速減壓。該貯存器可定位于距離減壓室一段距離處，該距離比變壓器箱和減壓室之間的距離大得多。該減壓室可采用一部分管道具有比該管的直徑大得多的直徑的形式。減壓室可有利地用于承受比設(shè)計(jì)貯存器所適用的更大的高壓和機(jī)械載荷。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該減壓元件包括穿孔剛性盤和不可滲透的膜片。該減壓元件也可包括開槽盤。這些盤可沿流體流動(dòng)方向凸起。開槽盤可包括由大致徑向的槽將其互相隔開的多個(gè)凸瓣。凸瓣連接到該盤的環(huán)形部分，并能夠利用緊固凸片一個(gè)疊另一個(gè)地?cái)R置，以承受比內(nèi)部壓力大的該變壓器箱外部的壓力。該穿孔剛性盤可配備有多個(gè)通孔，其配置于所述盤的中央且該徑向槽從此處延伸。該不可滲透的膜片可由聚四氟乙烯基的薄層組成。
該開槽盤可包括在沿軸向推進(jìn)過程中能夠一個(gè)疊另一個(gè)地?cái)R置的多個(gè)部分。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該減壓元件附加地包括用于保護(hù)該不可滲透的膜片的盤，該保護(hù)盤包括預(yù)剪切薄片。該保護(hù)盤可由具有比不可滲透膜片厚度大的厚度的聚四氟乙烯薄片制造。該預(yù)剪切薄片可采用圓的一部分的形式。該穿孔剛性盤可包括彼此不同的多個(gè)徑向槽。
有利地，該裝置包括用于連接到多個(gè)變壓器的多個(gè)減壓元件。因此，單個(gè)貯存器能夠用作防止多個(gè)變壓器爆炸，每個(gè)變壓器至少關(guān)聯(lián)到一個(gè)減壓元件。
該裝置可包括與減壓元件集成的擊穿探測裝置，因此提供對箱壓相對于預(yù)定減壓閥值的探測。該擊穿探測裝置可包括用于與減壓元件同時(shí)斷裂的電線。該電線可粘結(jié)到減壓元件，優(yōu)選位于流體的相對側(cè)上。該電線可由保護(hù)膜覆蓋。
該裝置可包括用于與至少一個(gè)變壓器的多個(gè)油浸電容器連接的多個(gè)減壓元件。
用于防止配備有填充有可燃冷卻液的箱的變壓器發(fā)生爆炸的方法，包括，所述箱由減壓元件減壓，流經(jīng)所述減壓元件的所述流體由密封的貯存器收集，且氣體由至少一個(gè)手動(dòng)觸發(fā)的閥移除。
該防止爆炸的裝置設(shè)計(jì)成用于變壓器的主箱，用于有載式調(diào)壓開關(guān)的箱，以及用于電絕緣套管的箱，這種電絕緣套管的箱也稱作“油箱”。電絕緣套管的作用是將變壓器的主箱與高壓線和低壓線隔離開，變壓器繞組通過輸出導(dǎo)體連接到該高壓線和低壓線上。各個(gè)輸出導(dǎo)體由容納一定量的絕緣流體的油箱圍繞。絕緣套管和/或油箱內(nèi)的絕緣流體與變壓器的油不同?？商峁┑?dú)庾⑷胙b置，其連接到變壓器箱并用于在探測到故障時(shí)可以手動(dòng)或自動(dòng)地觸發(fā)。注入氮?dú)饽軌虼偈箍扇細(xì)怏w從變壓器箱排空到貯存器——若必要——和排空到輔助貯存器。
該防止爆炸的裝置可配備用于探測變壓器電源柜和控制單元是否觸發(fā)的裝置，該控制單元接收由變壓器傳感器裝置發(fā)射的信號且能夠發(fā)射該控制信號。
可燃和/或有毒流體逃逸到該裝置外側(cè)的可能性極大地降低，因此致使所述氣體點(diǎn)燃的風(fēng)險(xiǎn)或位于附近的操作者中毒的風(fēng)險(xiǎn)降低。
該防止爆炸的裝置特別佳地適用于位于諸如隧道、礦井或建筑區(qū)里的地下的密閉區(qū)域中的變壓器。


通過研讀完全以非限制性示例的方式所給出的且由附圖所示出的一些實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可更好地理解本發(fā)明，其中-圖1是防火裝置的示意圖；
-圖2是圖1的詳細(xì)視圖；-圖3是與若干個(gè)變壓器相關(guān)聯(lián)的防火裝置的示意圖；-圖4示出圖1的變化形式；-圖5示出圖1的變化形式；-圖6是擊穿元件的截面圖；-圖7是圖6的放大局部圖；-圖8是相應(yīng)于圖6從上部的視圖；-圖9是相應(yīng)于圖6的從下部的視圖；-圖10是具有豎直減壓室的防火裝置的示意圖；-圖11是相應(yīng)于圖10的整體視圖；以及-圖12和圖13示出圖1的變化形式。
具體實(shí)施例方式
如圖所例示，變壓器1包括借助支腳4擱置于地面3上的箱2，并由絕緣體6所圍繞的電線5供應(yīng)電能。箱2包括箱體2a和箱蓋2b。
箱2填充有冷卻液7，例如介電油。為確保冷卻液7在箱2內(nèi)保持恒定高度，變壓器1配備有由管9連接到箱2的油枕8。
管9設(shè)置有自動(dòng)止回閥10，其一探測到流體7的快速流動(dòng)就關(guān)閉管9。因此，在箱2減壓過程中，管9內(nèi)壓力的突降造成流體7開始流動(dòng)，其流動(dòng)通過自動(dòng)止回閥10的阻擋動(dòng)作被快速地阻止。因此防止油枕8內(nèi)所容納的流體7排空。
箱2也配備有一條或多條火警探測線纜11。在所提出的實(shí)施方式中，火警探測線纜11裝配于箱2上方，并受到擱置于箱蓋2b上的塊體12的支撐。數(shù)厘米的距離將線纜11和箱蓋2b分離開。線纜11可包括由具有低熔點(diǎn)的合成膜片所隔離的兩條電線，該兩條電線在該膜片熔化時(shí)接觸。線纜11可沿箱2邊緣附近的矩形路徑布置。
箱2可包括傳感器，也稱作Buchholz，用于探測是否存在來自冷卻液的蒸氣，其裝配于箱2的高點(diǎn)，一般位于管9上。電絕緣體的擊穿導(dǎo)致蒸氣從箱2內(nèi)的流體7排放出。蒸氣式傳感器能夠用來以一定延遲的方式探測電絕緣體的擊穿。
變壓器1由電源柜供電，未示出，該電源柜包括諸如斷路器的電源切斷裝置并配備有觸發(fā)式傳感器。
該防止裝置包括裝配到箱2出口的閥13，該出口配置于箱體2a的高點(diǎn)；擊穿元件15，其斷裂用來無延遲地探測由于變壓器電絕緣體的擊穿所引起的壓力變化；以及兩個(gè)吸振彈性套筒14，其中一個(gè)彈性套筒配置于閥13和擊穿元件15之間。該防止裝置還包括具有大于擊穿元件15的直徑的減壓室16，其裝配在擊穿元件15的下游；由貯存器18所支撐的排出管17，貯存器18用于在擊穿元件15斷裂之后收集來自箱2的流體并用于將液體成分從氣體成分中分離出。管17裝配于減壓室16和貯存器18之間。另一彈性套筒14裝配于減壓室16和管17之間。
貯存器18可配備有冷卻鰭片18a。貯存器18配備有用于排放由油所散發(fā)出的氣體的管19。管19可臨時(shí)地連接到可移動(dòng)式容器，以排空貯存器18。因此，箱2立即得到減壓并在以后部分地排空到油枕8中。擊穿元件15可用于在低于1巴的預(yù)定壓力下打開，例如在0.6巴和1.6巴之間，優(yōu)選在0.8巴和1.4巴之間。
在管19內(nèi)配置閥20以防止空氣內(nèi)的氧氣進(jìn)入，氧氣可支持貯存器18和箱2內(nèi)的氣體和油燃燒，并防止氣體和液體不受控制地排出。閥20可為手動(dòng)式的和用手動(dòng)控制的機(jī)械化的。閥20總是關(guān)閉著以保持該貯存器密封，除非在貯存器18被排空其內(nèi)存在的氣體，或者在實(shí)施氣體凈化的時(shí)候。
箱2包括通過將諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w注入箱2底部內(nèi)來冷卻流體7的裝置。該惰性氣體存儲在加壓貯存器內(nèi)，該減壓貯存器配備有閥、膨脹閥或減壓器以及將氣體運(yùn)送到箱2的軟管21。該加壓貯存器放置在機(jī)柜22內(nèi)。
線纜11、擊穿元件15、蒸氣式傳感器、觸發(fā)式傳感器、閥13和柱塞閥20都連接到用于監(jiān)測該裝置的操作的控制單元23?？刂茊卧?3配備有從各個(gè)傳感器接收信號并能夠發(fā)射控制信號——尤其是閥20的——的信息處理裝置。
在正常操作中，閥13打開，且擊穿元件15完整無損，即關(guān)閉著。閥20也關(guān)閉著。為了維護(hù)操作，在變壓器1關(guān)閉情況下，閥13也可關(guān)閉。彈性套筒14能夠吸收變壓器1在操作時(shí)和短路期間所產(chǎn)生的振動(dòng)，以防止該振動(dòng)傳遞到其它組件，特別是擊穿元件15。減壓室16能夠在擊穿元件15斷裂時(shí)，因極端減少的壓頭損失，使壓力急劇下降。
當(dāng)變壓器1出現(xiàn)電路故障后擊穿元件15緊接著斷裂時(shí)，箱2內(nèi)的壓力降低。氣體和/或液體的噴流流經(jīng)擊穿元件15并溢流進(jìn)減壓室16內(nèi)，然后流入管17到達(dá)貯存器18。減壓室16的作用能夠證明在擊穿元件15斷裂后緊接著的最初幾毫秒內(nèi)特別重要。
以后，可將諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w注入箱2底部內(nèi)，以吹凈可能殘留在箱2內(nèi)的可燃?xì)怏w，并冷卻變壓器的熾熱部件以阻止氣體產(chǎn)生。惰性氣體的注入可在擊穿元件15斷裂后的幾分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)啟動(dòng)；優(yōu)選提供充分的沉淀時(shí)間，以使氣體和液體合適地分離。另外，可能會等待貯存器18及其所含物冷卻。所述的可燃?xì)怏w被排空到貯存器18?？梢苿?dòng)式容器可連接到管19，以在閥20打開后接收貯存器18內(nèi)存在的流體。貯存器18可用惰性氣體凈化。然后能夠?qū)舸┰?5進(jìn)行替換。為安全原因，用于惰性氣體的貯存器用來能夠使注射惰性氣體持續(xù)大約45分鐘時(shí)間段，這對于通過攪動(dòng)油來冷卻油和熾熱部件、并因此防止通過分解油而產(chǎn)生氣體，可證明是有用的。
變壓器1可配備有一個(gè)或多個(gè)有載式調(diào)壓開關(guān)25，其作用為所述變壓器1和它所連接的電源網(wǎng)之間的界面，以不論供應(yīng)給該電源網(wǎng)的電流是否變化都提供恒定電壓。有載式調(diào)壓開關(guān)25通過排出管26連接到用于排出的管17。這是因?yàn)橛休d式調(diào)壓開關(guān)25也由可燃冷卻液冷卻。由于其高機(jī)械強(qiáng)度，有載式調(diào)壓開關(guān)的爆炸是極其強(qiáng)烈的，并能夠伴隨有燃燒著的冷卻液噴流的噴出。管26配備有減壓元件27，其能夠在如果發(fā)生短路并因此在有載式調(diào)壓開關(guān)25內(nèi)部出現(xiàn)過大壓力時(shí)裂開。因此防止了所述的有載式調(diào)壓開關(guān)25的箱爆炸。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種極其快速地探測絕緣體內(nèi)的擊穿并同時(shí)采取行動(dòng)以減小所引發(fā)的后果的變壓器爆炸防止裝置。結(jié)果，變壓器、有載式調(diào)壓開關(guān)和襯套得到挽救，且與該絕緣故障相關(guān)聯(lián)的損壞降至最小。
如圖2所示，減壓室16擱置于由固定到箱2箱體2a的支架29所支撐的四個(gè)減震器28上。因此，一方面在變壓器1正常操作期間的振動(dòng)和減壓室16之間產(chǎn)生機(jī)械式隔離，另一方面在變壓器1于絕緣體內(nèi)擊穿期間的變形與減壓室16之間也產(chǎn)生機(jī)械式隔離。
在圖3所例示的實(shí)施方式中，若干個(gè)相鄰的變壓器1連接到貯存器18。換言之，用于不同變壓器的若干個(gè)防止裝置能夠具有一個(gè)共用的貯存器18。這在可用空間受到限制的有限區(qū)域內(nèi)證明特別有利。
在圖4所例示的實(shí)施方式中，該防止裝置附加地包括由管連接到貯存器18的真空泵30。貯存器18可例如通過氮?dú)馀蛎浥鋫淅鋮s系統(tǒng)18b。當(dāng)該防止裝置被置于操作時(shí)，真空泵30被啟動(dòng)并在貯存器18內(nèi)產(chǎn)生部分真空，然后它就被停止。在擊穿元件15斷裂后，來自箱2的能夠存儲于貯存器18內(nèi)的大量氣體增加到最大相等壓力。因此能夠便于減壓。該貯存器可為減小的容積，因此產(chǎn)生空間增益。
在圖5所例示的實(shí)施方式中，該防止裝置附加地包括氣泵31，其連接到管17或貯存器18并連接到承擔(dān)壓力的瓶體32內(nèi)。在擊穿元件15斷裂后，且存在氣體冷卻所用充分時(shí)間段所用的流動(dòng)，氣泵31被啟動(dòng)并泵抽貯存器18內(nèi)存在的氣體。因此貯存器18能夠被排空其內(nèi)所容納的氣體，所述氣體能夠?yàn)槎栊詺怏w和可燃?xì)怏w的混合物。在氣泵31停止后，瓶體32能夠被容易拆除并遠(yuǎn)距離地運(yùn)輸。這種實(shí)施方式特別適于安裝在礦井或隧道里的變壓器。
如圖6至9所示，擊穿元件15是凸?fàn)罟笆綀A形形狀，并用于安裝到箱2的夾在兩個(gè)盤形凸緣33、34之間的輸出孔，未示出。釋放元件15包括薄金屬片形式的保持部件35，例如由不銹鋼、鋁或鋁合金制成。保持部件35的厚度可介于0.05mm到0.25mm之間。
保持部件35具有將它劃分成若干部分的徑向溝槽36。徑向溝槽36形成于保持部件35厚度內(nèi)的凹槽里，使得通過在保持部件35中央將保持部件35撕裂就會擊穿，并且這種擊穿發(fā)生時(shí)沒有碎片，從而防止釋放元件15的碎片脫落并由通過釋放元件15的流體移動(dòng)以及冒著損壞定位于下游的管的風(fēng)險(xiǎn)。
保持部件35在中央附近設(shè)置有為每個(gè)溝槽36配置一個(gè)的很小直徑的通孔37。換言之，若干個(gè)孔37成六角形地配置?？?7形成低強(qiáng)度的啟動(dòng)部位，并確保撕裂在保持部件35的中央發(fā)動(dòng)。在每個(gè)溝槽36形成至少一個(gè)孔37，確保溝槽36將同時(shí)分離，從而提供最大可能的通道截面。作為變化形式，不同于六個(gè)的多個(gè)溝槽36，和/或每個(gè)溝槽36若干個(gè)孔37，均可設(shè)想到。不可滲透的涂層50能夠阻擋孔37。
釋放元件15的斷裂壓力是由——特別是由——孔37的直徑和位置、溝槽36的深度、以及形成保持部件35的厚度和組成物決定的。優(yōu)選地，溝槽36形成于保持部件35的整個(gè)厚度上。保持部件35的其余部分可具有恒定厚度。
兩個(gè)相鄰溝槽36形成三角形39，三角形39在擊穿期間因孔37之間的材料撕裂而將會和相鄰的三角形分離，并將通過折疊而朝向下游方向變形。三角形39折疊而沒有撕裂，從而防止所述三角形39脫落，三角形39脫落是能夠損壞下游管或擾亂下游管內(nèi)的流動(dòng)，因此增加壓頭損失并減緩上游側(cè)的減壓過程。溝槽36的數(shù)量也視保持部件15的直徑而定。
配置于凸緣33下游的凸緣34具有鉆透它的徑向孔，保護(hù)管41配置進(jìn)它的徑向孔內(nèi)。該擊穿探測器包括固定到保持部件35位于下游側(cè)并配置成環(huán)的電線42。電線42延伸進(jìn)保護(hù)管41內(nèi)直到連接單元43。電線42幾乎越過保持部件15整個(gè)直徑延伸，且電線的一部分42a在溝槽36的一個(gè)側(cè)面上且平行于所述溝槽進(jìn)行配置，而電線的另一部分42b平行于所述溝槽36徑向地配置于該相同溝槽36的另一側(cè)面上。兩個(gè)電線部分42a、42b之間的距離較小。這個(gè)距離可小于分隔兩個(gè)孔37的最大距離，使得電線42在孔37之間穿過。
電線42由保護(hù)膜覆蓋，該保護(hù)膜作用為保護(hù)它不受腐蝕和將它粘結(jié)到保持部件35的下游面。對這種膜的組成物也要進(jìn)行選擇以避免修改擊穿元件15的擊穿壓力。這種膜可由脆化的聚酰胺制成。擊穿元件的斷裂必定地導(dǎo)致電線42切斷。借助中斷流經(jīng)電線42的電流或借助電線42兩個(gè)端部之間的電壓差，能夠以極其簡單可靠的方式探測到這種切斷。
擊穿元件15還包括配置于凸緣33和34之間的金屬片形式的加強(qiáng)部件44，例如由不銹鋼、鋁和鋁合金制成的。加強(qiáng)部件44的厚度可介于0.2mm和1mm之間。
加強(qiáng)部件44包括多個(gè)凸瓣，例如五個(gè)，該多個(gè)凸瓣由形成于它們整個(gè)厚度上的徑向溝槽45分隔。該凸瓣連接到外環(huán)形邊緣——圓的弧形形式的溝槽46，其形成于各凸瓣除鄰接凸瓣附近外的整個(gè)厚度上，因此給予該凸瓣軸向地變形的能力。該凸瓣之一例如通過焊接連接到中央多邊形47。多邊形47封蓋該凸瓣中央，并擱置在固定到其余凸瓣且相對該凸瓣軸向地偏置的鉤件48上，使得多邊形47軸向地配置于該凸瓣和對應(yīng)構(gòu)件48之間。多邊形47可接觸鉤件48的底部以在其上軸向地下壓。加強(qiáng)部件44提供沿一個(gè)方向的良好軸向強(qiáng)度和沿另一方向——擊穿元件15的斷裂方向——的非常低的軸向強(qiáng)度。當(dāng)變壓器1的箱2內(nèi)的壓力低于減壓室16內(nèi)的時(shí)，如果為填充變壓器1在箱2內(nèi)產(chǎn)生部分真空可能會出現(xiàn)這種情況，加強(qiáng)部件44就特別有用。
在保持部件35和加強(qiáng)部件44之間，可配置包括薄膜50的不可滲透的部件49，薄膜50由諸如基于聚四氟乙烯的不可滲透的合成材料形成，且各面上由預(yù)剪切的合成材料所形成、防止薄膜50被保持部件35和加強(qiáng)部件44穿孔的厚膜51圍繞。各厚膜51可包括例如基于具有0.1mm到0.3mm量級厚度的聚四氟乙烯的合成材料。厚膜51可預(yù)剪切成圓的約330°弧形的形式。厚膜51可具有0.005mm到0.1mm的量級的厚度。
擊穿元件15提供沿一個(gè)方向的良好阻抗性、沿另一方向的校準(zhǔn)過的阻抗性、優(yōu)良的不可滲透性和斷裂時(shí)的低度滯后。
為改進(jìn)不可滲透性，擊穿元件15可包括配置于凸緣33與保持部件35之間的墊圈52、和凸緣34與加強(qiáng)部件44之間的墊圈53。墊圈52和53可由基于聚四氟乙烯的材料制成。
另外，可提供用于冷卻該防止裝置內(nèi)的流體的裝置。該冷卻裝置可包括管17和/或貯存器18上的鰭片、用于貯存器18的空調(diào)、和/或儲備的液化氣體，例如氮?dú)?，其膨脹能夠冷卻貯存器18。
在圖10和圖11的實(shí)施方式中，該防止裝置大致豎直地配置于例如箱2的箱蓋2b上。減壓室16包括豎直軸向筒體，該豎直軸向筒體在其端部封閉同時(shí)連接到擊穿元件15，具有比擊穿元件15直徑大的直徑，且裝配于擊穿元件15的下游。減壓室16也形成收集貯存器。管19連接到減壓室16的筒體的上部區(qū)域。管54連接到減壓室16的筒體的下部區(qū)域，用于移除液體。這種實(shí)施例特別緊湊，大多數(shù)的該防止裝置都定位于箱2上方。
在一個(gè)有利變化形式中，管54連接到油枕8——參見圖10的虛線所示。油枕8的有用容積，即未被液體占用的部分，可用于容納來自減壓室16的液體。附加擊穿元件61可配置于減壓室16和油枕8之間的管54上。該附加擊穿元件61可校準(zhǔn)在比減壓室16上游的擊穿元件15高的擊穿壓力上。
當(dāng)操作時(shí)，管54的壓頭損失在擊穿元件15擊穿期間給予自動(dòng)止回閥10關(guān)閉的時(shí)間。油枕8收集了來自減壓室16的液體，自動(dòng)止回閥10關(guān)閉。
如圖11所例示，減壓室16連接到定位于管26延伸部上的管17中。管17連接到油枕8內(nèi)。
在圖12所示的實(shí)施方式中，該防止裝置包括裝配于箱2出口的閥13，該出口配置于位于箱體2a高度的大約一半或三分之二處的箱體2a的點(diǎn)。管17從減壓室16向上彎曲，并包括在高于變壓器1線圈的水平處所配置的頂部17a。舉例而言，頂部17a的底部能夠定位于比該線圈頂端高約20mm處。因此，該部分的排空和減壓能夠使該線圈保持被浸沒且所生成的絕緣也被保留。
管9配備有配置于自動(dòng)止回閥10和箱2的箱蓋2b之間的氣體探測器55。管56連接管9和管7的頂部17a。管56在氣體探測器55和自動(dòng)止回閥10之間連接到管9。在管56上配置有手動(dòng)閥57，除維護(hù)操作期間外保持在打開位置；由控制單元23控制的電磁閥58，在正常服務(wù)期間位于關(guān)閉位置，在擊穿元件15進(jìn)行壓力釋放后位于打開位置，以回收管9內(nèi)存在的可燃?xì)怏w。
另外，具有油絕緣的絕緣套管6也配備有減壓元件59，其連接到與管17連接的管60。減壓元件59可為相似于減壓元件15的結(jié)構(gòu)且配適成合適尺寸。因此，該箱、該絕緣套管和該有載式調(diào)壓開關(guān)可配備有減壓元件，用于提高保存它們完整的可能性。
在圖13所示的實(shí)施方式中，該防止裝置包括裝配到箱2出口的閥13，該出口配置于箱體2a的低點(diǎn)。管17象前述實(shí)施方式一樣，從減壓室16向上彎曲，并包括頂部17a。
此種保護(hù)系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)，獨(dú)立于鄰接裝置，尺寸緊湊且無需維護(hù)。
該控制單元也能夠連接到次級傳感器，例如火警探測器、蒸氣式探測器(Buchholz)，及連接到電源柜觸發(fā)傳感器，用于若爆炸防止系統(tǒng)失效就觸發(fā)滅火工序。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種對變壓器組件幾乎不需要修改的變壓器爆炸防止裝置，其裝置極其快速地探測絕緣體擊穿并同時(shí)采取行動(dòng)以減小所生成的后果，包括在密閉空間內(nèi)亦如此。這具有防止油浸電容器爆炸和發(fā)生火災(zāi)的效果，降低和變壓器短路、有載式調(diào)壓開關(guān)和絕緣套管相關(guān)的損害。
權(quán)利要求
1.一種用于防止變壓器爆炸的裝置，該變壓器配備有填充有可燃冷卻液的箱，所述裝置包括配置于所述箱的出口上以使所述箱減壓的減壓元件；配置于所述減壓元件下游的貯存器和裝配在所述貯存器的出口的至少一個(gè)手動(dòng)觸發(fā)式閥，所述手動(dòng)觸發(fā)式閥使得所述貯存器密封以收集流經(jīng)所述減壓元件的流體；裝配于所述貯存器的出口的自動(dòng)減壓元件。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括配置在所述減壓元件下游的附加管。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中阻火元件裝配到所述附加管。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述貯存器配備有冷卻裝置。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括連接到所述貯存器的真空泵。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括連接到所述貯存器的氣泵和連接到所述氣泵的輔助貯存器。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括配置于所述減壓元件和所述貯存器之間的減壓室。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述減壓元件包括穿孔剛性盤、不可滲透的膜片和開槽盤。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置包括要被連接到多個(gè)變壓器的多個(gè)減壓元件、以及貯存器。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置包括要被連接到至少一個(gè)變壓器的多個(gè)油浸電容器的多個(gè)減壓元件、以及貯存器。
11.一種用于防止變壓器爆炸的方法，該變壓器配備有填充有可燃冷卻液的箱，其中所述箱由減壓元件減壓，流經(jīng)所述減壓元件的流體由密封的貯存器收集，且氣體由至少一個(gè)手動(dòng)觸發(fā)式閥移除，在過壓時(shí)貯存器自動(dòng)減壓。
12.一種用于防止變壓器爆炸的裝置，該變壓器配備有填充有可燃冷卻液的箱，所述裝置包括配置于所述箱的出口上以使所述箱減壓的減壓元件；配置于所述減壓元件下游的貯存器；裝配在所述貯存器的出口的至少一個(gè)手動(dòng)觸發(fā)式閥，使得所述貯存器密封以收集流經(jīng)所述減壓元件的流體；以及配置于所述減壓元件和所述貯存器之間的減壓室。
全文摘要
一種用于防止變壓器(1)爆炸的裝置，該變壓器配備有填充有可燃冷卻液的箱(2)，所述裝置包括使箱(2)減壓的減壓元件(15)；配置于減壓元件(15)下游的貯存器(18)和位于貯存器(18)上的至少一個(gè)柱塞閥(20)，所述柱塞閥使得貯存器(18)密封以收集流經(jīng)減壓元件(15)的流體。
文檔編號H01F27/00GK101031985SQ200680000882
公開日2007年9月5日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者菲利普·馬尼耶 申請人:菲利普·馬尼耶