[发明专利]用于防止变压器爆炸的装置

说明书

本申请是2006年6月22日提交的名称为“用于防止变压器爆炸的装置的中国专利申请200680000882.5的分案申请。

技术领域

本发明涉及防止由大量可燃流体所冷却的变压器发生爆炸的领域。

背景技术

变压器在线圈内和铁质部分内有损耗，需要耗散掉所产生的热。因此，高功率变压器一般由例如油的流体冷却。所用油是电介质，且能够在高于约140℃的温度时点燃。由于变压器是非常昂贵的装置，因此必须给予特别注意以对其进行保护。

在第一示例中，绝缘故障通过触发变压器电源柜(断路器)的电气保护系统产生电弧瞬时作用。电弧也造成能扩散，使得气体通过介电油分解而放电，特别是氢气和乙炔。

在气体放电后，变压器箱内的压力很快地增加，经常产生非常猛烈的爆燃。爆燃导致变压器箱的机械联接(螺栓、焊接)显著地撕裂，致使所述气体接触大气里的氧气。由于乙炔在存在氧气时自燃，因此火灾立即爆发并扩散到位于该地点上的设备的其它零部件，该地点也可能含有大量可燃物质。

击穿由于爆炸由过载、电压波动、绝缘的逐渐老化、不足的油面高度、水或霉菌的出现、或绝缘部件的失效所引起的短路而导致的绝缘击穿引发。

在现有技术中已知用于变压器、由火警探测器所启动的消防系统。但是，当变压器油已经燃烧时，这些系统以显著滞后的方式操作。因此令人接受的是，仅将火灾爆发限制在相关设备，从而不让火灾扩散到邻接装置。

为了使得介电流体因电弧而分解放慢，能够利用硅油代替传统矿物油。但是，由于内压的增加，变压器箱的爆炸仅仅延迟了毫秒量级上的极短时间段。这种时间段无法使爆炸得到防止。硅油较昂贵。

通过文献WO-A-97/12379获知一种用于防止在配备有填充有可燃冷却液的箱的变压器内发生爆炸和火灾的方法，其利用压力传感器探测变压器的电绝缘体里的击穿；利用阀使该箱内所容纳的冷却液减压；以及通过将加压惰性气体注入该箱底部以搅动所述流体并防止氧气渗透进该变压器箱，而冷却该冷却液的炽热部分。这种方法令人满意且防止变压器箱爆炸。

文献WO-A-00/57438公开一种快速打开的、用于防止变压器爆炸的装置的击穿元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进装置，其用于使得变压器箱极其快速地减压，同时使用具有简单结构的部件，以进一步提高保持变压器、有载式调压开关和绝缘套管的完整的可能性。

一种用于防止变压器爆炸的装置，该变压器配备有填充有可燃冷却液的箱，所述装置包括：配置于所述箱的出口上以使所述箱减压的减压元件；配置于所述减压元件下游的贮存器和装配在所述贮存器的出口的至少一个手动触发式阀，使得所述贮存器密封以收集流经所述减压元件的流体。因此，防止流体扩散到因安全、污染或其它原因不希望出现的地方。这是因为流体可为液体和气体的混合物，在有足够氧气可用从而满足点燃和爆炸的条件时，具有点燃的危险。再则，这种流体的某些成分对于人类和/或环境--特别是在密闭空间内--可证明是有害的。

有利地，自动减压元件安装在贮存器的出口处。该减压元件可包括能够在超过压力阀值时打开以防止贮存器爆炸的阀。那么该阀的释放受限于恢复到低于所述阀触发阀值的压力的所需流体量。在该减压元件下游可配置附加管。该附加管用于将流体导引到最合适的地方。该附加管可配备有冷却装置。因此在流体流出之前能够降低该流体温度，从而降低点燃风险。该贮存器可配备有例如为气体膨胀阀形式的冷却装置。

有利地，阻火元件装配到该附加管。该阻火元件可采用防止氧气进入该管的流体止回阀的形式。该阻火元件也可包括能够在火焰出现时切断所述管的部件。该减压元件也可包括电磁阀，其由外部控制单元或紧邻所述阀的温度探测器进行控制，该温度探测器能够在燃烧出现时命令关闭所述电磁阀。

该贮存器可配备有冷却装置。

在一个实施方式中，该装置包括连接到贮存器的真空泵。因此该贮存器能够放置在比大气压和变压器箱里散布的常规压力低得多的压力处，这便于使箱减压并减少了箱内存在的氧气量。

在一个实施方式中，该装置包括气泵和辅助贮存器。该气泵配置于贮存器和该辅助贮存器之间，并用于将可燃和/或有毒气体从该贮存器转移到该辅助贮存器--例如在抽吸的同时填充氮气--然后该辅助贮存器能够与贮存器和气泵隔离。该气泵可包括压缩机，且该辅助贮存器可包括加压封装件。因此能够以减小的体积存储可燃有毒气体。