Устройство, защищающее электротрансформатор от взрыва

Номер патента: 12010

Опубликовано: 30.06.2009

Автор: Маньер Филлипп

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Превентивное устройство против взрыва электрического трансформатора 1, оснащенного баком 2, заполненным горючим охлаждающим веществом, отличающееся тем, что содержит элемент снижения давления 15, который расположен на выходе из бака, осуществляет декомпрессию бака; резервуар 18, расположенный ниже элемента снижения давления, и вентиль 20 ручного действия, установленный на выходе из резервуара таким образом, чтобы резервуар был герметичен для сбора жидкого вещества, проходящего через элемент понижения давления.

2. Превентивное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит автоматический элемент понижения давления, установленный на выходе из резервуара.

3. Превентивное устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит дополнительный трубопровод, расположенный ниже элемента понижения давления.

4. Превентивное устройство по п.3, отличающееся тем, что содержит элемент устранения пламени, установленный на дополнительном трубопроводе.

5. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит резервуар, снабженный средством охлаждения.

6. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит вакуум-насос, соединенный с резервуаром.

7. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит газовый насос, соединенный с резервуаром, и имеет дополнительный резервуар, соединенный с газовым насосом.

8. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит камеру разгерметизации 16, которая расположена между элементом понижения давления 15 и резервуаром.

9. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит элемент понижения давления 15, включающий в себя жесткий перфорированный диск 35, уплотнительную мембрану 50 и прорезной диск 44.

10. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество элементов понижения давления 15, при этом предусмотрено соединение со множеством трансформаторов 1 и резервуаром 18.

11. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество элементов понижения давления 15, при этом предусмотрено соединение со множеством масляных емкостей трансформатора 1 и резервуара 18.

12. Способ предупреждения взрыва электрического трансформатора 1, оснащенного баком 2, заполненного горючим охлаждающим веществом, отличающийся тем, что декомпрессию бака 2 осуществляют элементом понижения давления 15, сбор жидкости, проходящей через элемент понижения давления, осуществляют через герметический резервуар 18 и отвод газов осуществляют благодаря наличию вентиля 20 с ручным отключением.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

012010 Данное изобретение касается области использования определенного объема горючей жидкости для предупреждения взрыва электротрансформаторов. Электротрансформаторы несут утечки как в обмотке, так и в сердечнике, что требует поглощения производимого тепла. Так, трансформаторы большой мощности обычно охлаждаются такой жидкостью,как масло. Используемые масла являются диэлектриками и способны поглощать температуру свыше порядка 140C. Трансформаторы являются дорогостоящими изделиями и поэтому их защита требует особого внимания к себе. Нарушение изоляции, во-первых, способствует появлению значительной электрической дуги, которая приводит в действие систему защиты, которая отключает предохраняющий блок питания трансформатора (прерыватель). Электрическая дуга провоцирует также значительный выход энергии, которая способствует высвобождению газа вследствие разложения электрического масла, в частности способствует появлению водорода и ацетилена. Вследствие высвобождения газа давление внутри резервуара трансформатора повышается очень быстро, отсюда возгорание происходит также очень быстро. В результате быстрого возгорания имеют место обширные разрывы механических соединений резервуара (болты, сварочные швы) трансформатора; происходит соединение газа и кислорода в воздухе. Ацетилен легко воспламеняется в соединении с кислородом, тотчас возникает пожар, огонь распространяется на другое оборудование объекта, также содержащего в себе большое количество горючих продуктов. Взрывы, приведшие к разрыву изоляции, возникшие в результате короткого замыкания из-за перегрузок, повышения напряжения, способствуют прогрессирующему разрушению изоляции, понижению уровня масла, появлению воды или гнили или разрушению изолирующего вещества. Ранее, в области пожаротушения были известны системы тушения огня для электротрансформаторов, которые приводились в действие с помощью датчиков. Но эти системы срабатывали с большим опозданием, когда масло в трансформаторе уже горело. Считалось положительным моментом предотвратить распространение огня на соседние установки. Чтобы замедлить разложение диэлектрической жидкости, причиной которого является электрическая дуга, можно применять силиконовые масла вместо обычных минеральных масел. Хотя взрыв резервуара трансформатора вследствие повышения внутреннего давления происходит с задержкой крайне малой, порядка тысячных долей секунды, длительность такой задержки не позволяет привести в действие средства для предотвращения взрыва. Известен документ WO-A-97/12379, согласно которому предупреждение взрыва и пожара в электротрансформаторе, оснащенном емкостью с охлаждающей горючей жидкостью, происходит путем обнаружения разрыва электроизоляции трансформатора с помощью датчика давления; снижение давления охлаждающей жидкости в емкости - с помощью клапана, а охлаждение нагретых частей - охлаждающей жидкостью, путем впрыска инертного газа под давлением в нижнюю часть емкости, с целью перемешать вышеназванную жидкость и помешать кислороду попасть в емкость трансформатора. Этот процесс заслуживает внимания и позволяет предотвратить взрыв емкости трансформатора. В документе WO-A-00/57438 описывается элемент, работающий на разрыв, для быстрого срабатывания противовзрывного устройства электротрансформатора. Цель данного изобретения - оснастить трансформатор улучшенным устройством для чрезвычайно быстрой декомпрессии бака, еще больше повысить вероятность защиты целостности трансформатора,разъемов под нагрузкой и вводов путем установки деталей простых форм. Устройство для предотвращения взрыва электротрансформатора, снабженное баком, заполненным горючей охлаждающей жидкостью, включает в себя элемент уменьшения давления, который расположен на выходе из бака и служит для декомпрессии бака; резервуар, расположенный ниже элемента уменьшения давления, снабжен, по крайней мере, ручным вентилем отключения, установленным на выходе из резервуара таким образом, чтобы резервуар был герметичен для сбора жидкости, проходящей через элемент снижения давления. Таким образом, исключается дисперсия жидкости в нежелательные места с точки зрения безопасности, загрязнения и по другим причинам. Действительно, жидкое вещество, которое может являться смесью жидкости и газа, представляет собой угрозу воспламенения, когда подача кислорода достаточна для создания условий возгорания и взрыва. К тому же, определенные составляющие этой жидкости могут оказаться вредными для человека или окружения, в частности, в замкнутом пространстве. Преимущественно элемент автоматического понижения давления монтируется на выходе из резервуара. Элемент понижения давления может иметь клапан, способный открываться, когда уровень давления превышен, с тем, чтобы избежать разрыва резервуара. Понижающий эффект с помощью клапана в данном случае лимитируется необходимым количеством жидкого вещества для достижения давления ниже планки срабатывания названного клапана. Дополнительный трубопровод может располагаться ниже элемента, понижающего давление. Дополнительный трубопровод позволяет направлять жидкое вещество в нужное место. Дополнительный трубопровод может быть оснащен средством для охлаждения. Температура жидкого вещества может уменьшаться на выходе, снижая таким образом риск возгорания. Резервуар может быть оснащен средством для охлаждения, например газовым редуктором.-1 012010 Преимущественно элемент гашения пламени монтируется на дополнительном трубопроводе. Элемент гашения пламени может иметь вид жидкостной заслонки, препятствующей проникновению кислорода в трубопровод. Элемент гашения пламени может также иметь деталь, способную закрыть упомянутый трубопровод при возникновении пламени. Элемент понижения давления может иметь также электроклапан, управляемый внешним пультом управления или соседним температурным датчиком упомянутого клапана, способного управлять закрытием названного электроклапана, при воспламенении. Резервуар может быть оснащен средством охлаждения. В реализуемом виде устройство включает в себя воздушный насос, соединенный с резервуаром. Таким образом, можно поместить резервуар в сильное разрежение по отношению к окружающей атмосфере и нормальному давлению, присутствующему в баке трансформатора, что облегчает декомпрессию бака и уменьшает количество кислорода, находящегося в баке. В реализуемом виде устройство включает в себя газовый насос, соединенный с дополнительным резервуаром. Газовый насос располагается между резервуаром и дополнительным резервуаром и позволяет прогонять, например, азот одновременно с прокачкой горючих газов и/или токсических газов из резервуара в дополнительный резервуар, который может быть потом изолирован от резервуара и газового насоса. Газовый насос может включать в себя компрессор, а дополнительный резервуар может включать в себя камеру под давлением. Горючие токсические газы могут, таким образом, собираться в уменьшенном объеме. Преимущественно устройство включает в себя камеру сброса давления, расположенную между элементом понижения давления и резервуаром. Камера сброса давления фиксирует едва заметную потерю давления и может располагаться сразу же за элементом сброса давления, позволяя осуществить быструю декомпрессию бака трансформатора. Резервуар может располагаться на расстоянии от камеры сброса давления большем, чем расстояние между баком трансформатора и камерой сброса давления. Камера сброса давления может представлять собой кусок трубы большего диаметра, чем диаметр трубопровода. Камера сброса давления преимущественно рассчитывается на сопротивление давлениям и механическим усилиям более сильным, чем рассчитан резервуар. В реализуемом виде элемент понижения давления включает в себя прочный перфорированный диск и уплотнительную мембрану. Элемент понижения давления может также включать в себя диск с прорезями. Диски могут быть выпуклыми в направлении течи жидкости. Прорезной диск может включать в себя множество раздельных лепестков, чередующихся с точными радиальными щелями. Лепестки соединяются с кольцеобразной частью диска и способны опираться друг на друга посредством лапокзахватов, чтобы выдерживать давление извне на бак трансформатора. Прочный перфорированный диск может быть снабжен множеством отверстий, расположенных у центра данного диска и от которого располагаются радиальные щели. Уплотнительная мембрана может состоять из тонкого слоя на базе политетрафторэтилена (тефлона). Прорезной диск может иметь множество сегментов, способных опираться друг на друга во время толчка в осевом направлении. В реализуемом виде элемент понижения давления, кроме того, имеет защитный диск уплотнительной мембраны с насечками. Защитный диск может быть выполнен из листочка тефлона, толщина которого больше уплотнительной мембраны. Насечка может иметь вид сегмента круга. Прочный перфорированный диск может иметь множество радиальных щелей, отличных друг от друга. Преимущественно устройство включает в себя множество элементов понижения давления, приспособленных к множеству трансформаторов. Один резервуар, таким образом, может использоваться как антивзрывное устройство во множестве трансформаторов. Каждый трансформатор соединяется, как минимум, с одним элементом понижения давления. Устройство может иметь средство обнаружения разрыва, вмонтированное в элемент понижения давления, которое определяет давление в баке относительно заранее установленной планки понижения давления. Средство обнаружения разрыва может включать в себя электрический провод, способный разорваться одновременно с элементом понижения давления. Электрический провод может быть приклеен на элемент понижения давления, предпочтительно с противоположной стороны относительно жидкого вещества. Электрический провод может быть покрыт защитным слоем. Устройство может включать в себя множество элементов понижения давления, предусмотренных для того, чтобы соединяться с множеством масляных частиц в трансформаторе. Способ предупреждения взрыва электрического трансформатора предусматривает наличие бака,заполненного горючей охлаждающей жидкостью; предусматривает уменьшение давления в баке с помощью элемента понижения давления, с помощью потока жидкости, проходящей через элемент понижения давления в герметичном резервуаре, и с помощью отвода газов путем перекрытия вручную вентиля. Устройство предупреждения взрыва предусмотрено для основного бака трансформатора, для бака,в котором находятся переключатели напряжения, и для бака с электрическими перемычками; последний бак называют еще "масляный бачок". Электрические перемычки предназначены для изоляции основного бака трансформатора от линий высокого и низкого напряжений, с которыми соединены обмотки трансформатора посредством выводящих проводников. Каждый выводящий проводник окружен коробкой с-2 012010 маслом, содержащей определенное количество изолирующей жидкости. Изолирующее жидкое вещество перемычек и масляной коробки представляет собой масло, отличное от масла трансформатора. Можно предусмотреть способ впрыска азота в бак трансформатора, способного отключаться после обнаружения неисправности в ручном или автоматическом режиме. Впрыск азота может улучшить эвакуацию горючих газов из бака трансформатора в сторону резервуара и, в случае необходимости, к дополнительному резервуару. Устройство предупреждения взрыва может быть оснащено средством отключения отсека питания трансформатора и коробки управления, которая получает передаваемые сигналы через датчики трансформатора и которая способна передавать сигналы управления. Благодаря изобретению значительно уменьшается вероятность выброса горючей и токсической жидкости из устройства, что позволяет уменьшить риск воспламенения названных газов, а также интоксикации оператора, который находится рядом. Устройство предупреждения взрыва особенно хорошо адаптировано к электротрансформаторам,находящимся в закрытых местах, например в туннелях, шахтах, а также под землей в городской зоне. Данное изобретение будет еще более понятно для изучения благодаря детальному описанию нескольких способов реализации, взятых исключительно в качестве нисколько не ограничивающих примеров и проиллюстрированных на прилагаемых чертежах: фиг. 1 - схематический вид устройства для предупреждения пожара; фиг. 2 - детальный вид фиг. 1; фиг. 3 - схематический вид устройства предупреждения пожара на нескольких трансформаторах; фиг. 4 - вариант фиг. 1; фиг. 5 - вариант фиг. 1; фиг. 6 - поперечный разрез элемента разъединения; фиг. 7 - частично увеличенный вид фиг. 6; фиг. 8 - вид сверху фиг. 6; фиг. 9 - вид снизу фиг. 6; фиг. 10 - схематический вид устройства предупреждения пожара в вертикальной камере разгерметизации; фиг. 11 - общий вид, соответствующий фиг. 10; фиг. 12 и 13 - отображают варианты фиг. 1. Как показано на фигурах, трансформатор 1 включает в себя бак 2, установленный на основании 3 с помощью опор 4, и запитан электроэнергией через электрические линии 5 в окружении изоляторов 6. Бак 2 состоит из корпуса 2 а и крышки 2b. Бак 2 наполнен охлаждающей жидкостью 7, например диэлектрическим маслом. Чтобы обеспечивать постоянный уровень охлаждающей жидкости 7 в баке 2, трансформатор 1 снабжен дополнительным резервуаром 8, соединенным с баком 2 через трубопровод 9. Трубопровод 9 снабжен автоматическим клапаном 10, который перекрывает трубопровод 9, как только клапан обнаруживает быстрое движение жидкости 7. Таким образом, в момент декомпрессии бака 2 давление в трубопроводе 9 внезапно падает, что провоцирует начало течи жидкости 7, которая быстро прекращается благодаря срабатыванию автоматического клапана 10. Таким образом, жидкость 7,находящаяся в дополнительном резервуаре 8, стремится вытечь. Бак 2 также снабжен одним или несколькими кабелями 11 обнаружения пожара. В данном исполнении кабель 11 обнаружения пожара установлен над баком 2 и поддерживается контактными прокладками 12, расположенными на крышке 2b. Расстояние в несколько сантиметров отделяет кабель 11 от крышки 2b. Кабель 11 может иметь два провода, разделенных синтетической мембраной с низкой температурой плавления; оба провода контактируют друг с другом после плавления мембраны. Кабель 11 может быть расположен, в зависимости от направления в прямоугольнике, вблизи от кромок бака 2. Бак 2 может включать в себя датчик наличия пара охлаждающей жидкости, называемый датчиком Бухгольца, установленный в высшей точке бака 2, в основном на трубопроводе 9. Разрыв электроизоляции способствует высвобождению пара жидкости 7, находящейся в баке 2. Датчик пара может определять разрыв электрической изоляции с определенным опозданием. Трансформатор 1 питается через питающий отсек, который не представлен, включает в себя средства прерывания питания, такие как прерыватели, которые снабжены датчиками отключения. Устройство безопасности включает в себя клапан 13, установленный на выходе бака 2, расположенного в высшей точке корпуса 2 а; элемент разрыва 15, взрыв которого позволяет обнаружить без задержки изменение давления, проявившееся в результате разрыва электроизоляции трансформатора; два эластичных рукава 14 поглотителей вибраций, один из них расположен между вентилем 13 и элементом разрыва 15. Устройство безопасности включает в себя также камеру разгерметизации 16 диаметром, превышающим диаметр элемента разрыва 15, установленного ниже элемента разрыва 15 и трубопровода 17 разряжения, поддержанного резервуаром 18, предназначенным для сбора жидкости, выходящей из бака 2 после повреждения элемента разрыва 15 и сепарирования жидкой фракции от газообразной фракции. Трубопровод 17 установлен между камерой разгерметизации 16 и резервуаром 18. Другой эластичный-3 012010 рукав 14 установлен между камерой разгерметизации 16 и трубопроводом 17. Резервуар 18 может быть оснащен ребрами охлаждения 18 а. Резервуар 18 снабжен трубопроводом 19 удаления газов, выделенных из масла. Трубопровод 19 может быть соединен временным образом с подвижной цистерной, чтобы опустошить резервуар 18. Бак 2, таким образом, тотчас разгерметизируется, и содержимое бака частично затем переходит в резервуар 18. Элемент разрыва 15 может быть рассчитан на срабатывание при установленном давлении ниже 1 бар, например между 0,6 и 1,6 бар, предпочтительно между 0,8 и 1,4 бар. Вентиль 20 находится в трубопроводе 19 для создания помехи появлению кислорода из воздуха, который мог бы способствовать сжиганию газа и масла в резервуаре 18 и в баке 2, а также помешать неконтролируемому выходу газа или жидкости. Вентиль 20 может быть ручным или механизированным с ручным управлением. Вентиль 20 постоянно закрыт, чтобы поддерживать герметичное состояние резервуара, за исключением, когда освобождают резервуар 18 от газов, которые там присутствуют, или когда осуществляется продувка газов. Бак 2 включает в себя средство для охлаждения жидкости 7 путем впрыска инертного газа (такого,например, как азот) в нижнюю часть бака 2. Инертный газ находится под давлением в резервуаре, оснащенном вентилем, детандером или редуктором давления и трубой 21, подводящей газ к баку 2. Резервуар под давлением помещен в шкаф 22. Кабель 11, элемент разрыва 15, датчик пара, датчики отключения, вентиль 13 и заслонка 20 соединены с коробкой управления 23, которая предназначена для контроля работы устройства. Коробка управления 23 оснащена средствами переработки информации, получая сигналы от различных датчиков,способна передавать сигналы управления непосредственно от вентиля 20. В нормальном рабочем режиме вентиль 13 открыт, а элемент разрыва не поврежден, т.е. закрыт. Вентиль 20 тоже закрыт. Вентиль 13 может быть закрыт при техническом обслуживании, трансформатор 1 не работает. Эластичный рукав 14 способен поглощать вибрации трансформатора 1, которые возникают при его работе в и момент короткого замыкания, чтобы избежать передачи вибрации к другим элементам, в частности к элементу разрыва 15. Камера разгерметизации 16 выдерживает сильное падение давления при разрушении элемента разрыва 15 благодаря крайне уменьшенным потерям нагрузки. При разрушении элемента разрыва 15, происходящего вследствие электрической поломки в трансформаторе 1, давление в баке 2 понижается. Струя газа или жидкости пересекает элемент разрыва 15 и распространяется в камере разгерметизации 16, потом перетекает в трубопровод 17 к резервуару 18. Роль камеры разгерметизации 16 может оказаться особенно значимой в первые миллисекунды разрушения элемента разрыва 15. Затем впрыск инертного газа (например, азота) может быть осуществлен в нижнюю часть бака 2,чтобы удалить горючие газы, способные скапливаться в баке 2, и охладить теплые части трансформатора с целью остановить возникновение газов. Впрыск инертного газа может длиться от нескольких минут до нескольких часов после разрушения элемента разрыва 15. Предпочтительно, чтобы продолжительность отстаивания была достаточна для разделения газов и жидкостей. Кроме того, можно добиться охлаждения резервуара 18 и его содержимого. Упомянутые горючие газы устремляются к резервуару 18. Подвижная цистерна может быть в соединении с трубопроводом 19, чтобы собрать все жидкости, находящиеся в резервуаре 18, после открытия вентиля 20. Резервуар 18 может быть продут инертным газом. Элемент разрыва 15 тогда может быть заменен. С позиции безопасности, резервуар с инертным газом предусмотрен для впрыска инертного газа в течение порядка 45 мин, что может оказаться полезным для охлаждения масла и теплых частей путем перемешивания масла и таким образом остановить возникновение газов при разложении масла. Трансформатор 1 может быть снабжен одним или несколькими переключателями под нагрузкой 25,являющихся интерфейсом между данным трансформатором 1 и источником электрического тока, с которым он соединен для обеспечения постоянного напряжения, несмотря на изменения тока в сети. Переключатель под нагрузкой 25 соединен выводящим трубопроводом 26 с трубопроводом 17, предназначенным для слива. В результате переключатель под нагрузкой 25 тоже охлаждается горючей охлаждающей жидкостью. Из-за большой механической прочности взрыв переключателя под нагрузкой крайне мощный и может сопровождаться выбросом горячих струй охлаждающей жидкости. Трубопровод 26 оснащен элементом понижения давления 27, способным разорваться в случае короткого замыкания и понижения давления внутри переключателя под нагрузкой 25. Таким образом, исключается взрыв бака вышеупомянутого переключателя под нагрузкой 25. Благодаря изобретению теперь существует устройство, которое предупреждает взрыв трансформатора, выявляет нарушения изоляции крайне быстро и действует одновременно на устранение всех последствий, которые вытекают отсюда. Это позволяет сохранить трансформатор, переключатели под нагрузкой, вводы, а также минимизировать убытки в результате разрушения изоляции. Как показано на фиг. 2, камера разгерметизации 16 опирается на четыре амортизатора 28, поддерживаемых консолью 29, закрепленной на корпусе 2 а бака 2. Таким образом, создана механическая изоляция между вибрациями, исходящими от трансформатора 1, работающего в нормальном режиме, и камерой разгерметизации 16, с одной стороны, и разрушением трансформатора 1 в результате нарушения-4 012010 изоляции - с другой стороны. Как показано на фиг. 3, несколько соседних трансформаторов 1 соединены с резервуаром 18. В других случаях несколько защитных устройств нескольких различных трансформаторов могут включать себя в один общий резервуар. Это подтверждается преимущественно в закрытых местах, где имеется ограниченное пространство. Как показано на фиг. 4, защитное устройство включает в себя вакуумный насос 30, соединенный трубопроводом с резервуаром 18. Резервуар 18 может быть оснащен системой охлаждения 18b, например распространением азота. Во время пуска защитного устройства в работу вакуумный насос 30 работает и создает частичный вакуум в резервуаре 18, потом останавливается. Объем газа, выходящий из бака 2 после разрушения элемента разрыва 15, который способен накапливаться в резервуаре 18, достигает максимального давления. Разгерметизация может легко обнаружиться. Резервуар может быть уменьшенного объема, что позволяет сэкономить место. Кроме того, как показано на фиг. 5, защитное устройство включает в себя газовый насос 31, соединенный с трубопроводом 17 или с резервуаром 18 и выходящий в сосуд 32, выдерживающий давление. После разрушения элемента разрыва 15 и вытекания газов, достаточного по продолжительности для охлаждения, газовый насос 31 приводится в действие и осуществляет прокачку газов, находящихся в резервуаре 18. Резервуар 18 может таким образом освободиться от газов, которые в нем находятся. Упомянутый газ может быть смесью инертного газа и горючего газа. После остановки газового насоса 31 сосуд 32 может быть легко удален и перенесен на расстояние. Этот способ подходит, в частности, трансформаторам, установленным в шахтах и туннелях. Как показано на фиг. 6 и 9, элемент разрыва 16 имеет форму выпуклой окружности и предусмотрен для установки на выходное отверстие (не обозначенное) бака 2, зажатого между двух скоб 33 и 34 в виде дисков. Элемент разрыва 15 включает в себя поддерживающую часть 35 в форме тонкого металлического завеса, например из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Толщина полученного изделия 35 должна быть в пределах 0,05 и 0,025 мм. Упорная часть 35 снабжена радиальными полосками 36, делящими ее на множество сегментов. Радиальные полоски 36 имеют вогнутую форму в толщине упорной части 35 таким образом, что разрушение происходит путем разрыва упорной части 35 в центре без дробления. Это позволяет исключить вырывание и перемещение фрагментов элемента разрыва 15 в жидкости, проходящей через него, и исключить разрушение трубопровода, расположенного ниже. Упорная часть 35 снабжена сквозными отверстиями 37 очень малого диаметра, чередующимися с полосками 36 вблизи центра. Иначе говоря, несколько отверстий 37 расположены в шестиугольнике. Отверстия 37 формируют начало разрыва слабого сопротивления и гарантируют, что разрыв начинается в центре упорной части 35. Формирование, минимум, одного отверстия 37 полоской 36 обеспечивает то,что полоски 36 будут отделяться одновременно, образуя участок для наибольшего прохода. Как вариант можно было предвидеть количество полосок 36, начиная с шести, или множество отверстий 37 через полоску 36. Уплотнительный материал 50 может закрывать отверстия 37. Давление при разрыве элемента понижения давления 15 определяется диаметром и положением отверстий 37, глубиной полосок 36, толщиной и составом материала, образующего упорную часть. Полоски 36 сформированы по всей толщине упорной части 35. Толщина остатка упорной части 35 может быть постоянной. Две смежные полоски 36 образуют треугольник 39, который в момент разрыва делится на соседние треугольники путем разрыва материала между отверстиями 37 и деформируется книзу складыванием. Треугольники 39 складываются без разрыва, чтобы избежать вырывания названных треугольников 39,способных разрушить конечный трубопровод или помешать протоку в конечном трубопроводе, увеличивая таким образом потерю напряжения и замедляя сброс давления в верхней части. Количество полосок 36 зависит также от диаметра упорного элемента 15. Скоба 34, расположенная после скобы 33, имеет просверленное радиальное отверстие, в которое помещена защитная труба 41. Датчик разрыва имеет электрический провод 42, закрепленный на упорной части 35 книзу в форме петли. Электрический провод 42 проходит в защитной трубе 41 и доходит до соединительной коробки 43. Электрический провод 42 занимает почти весь диаметр упорного элемента 15. Одна часть провода 42 а проходит рядом параллельно полоске 36, а другая часть провода 42b проходит радиально с другой стороны параллельно полоске 36. Расстояние между двумя частями провода 42 а и 42b незначительно. Оно может быть меньше максимального расстояния, разделяющего два отверстия 37 так, что провод 42 проходит между отверстиями 37. Электрический провод 42 покрыт защитным слоем, который одновременно служит для защиты от коррозии и для приклеивания провода на оконечность упорной части 35. Состав защитного слоя подбирается таким образом, чтобы избежать модификации давления при разрушении элемента разрыва 15. Защитный слой может быть выполнен из хрупкого полиамида. Разрушение элемента разрыва ведет обязательно к разрыву электрического провода 42. Этот разрыв может быть обнаружен крайне легко и надежно путем прерывания циркуляции тока, проходящего по проводу 42 или по разнице напряжения между двумя концами провода 42.-5 012010 Элемент разрыва 15 включает в себя также усиленную часть 44, расположенную между скобами 33 и 34 в виде металлической пластины, например, из нержавеющей стали, алюминия или сплава алюминия. Толщина усиленной части 44 может быть между 0,2 или 1 мм. Усиленная часть 44 включает в себя множество лепестков (например, пять), разделенных радиальными полосками 45, сформированными по всей их толщине. Лепестки соединяются с наружным кольцевым бортиком. Полоска 46 в виде дуги формируется по всей толщине каждого лепестка, за исключением соседних лепестков оконечности, передавая таким образом лепесткам способность деформироваться аксиально. Один из лепестков соединен с центральным многоугольником 47 (сваркой, например). Многоугольник 47 закрывает центр лепестков и опирается на крючки 48, закрепленные на других лепестках и смещенные аксиально по отношению к лепесткам так, что многоугольник 47 будет располагаться аксиально между лепестками и соответствующими крючками 48. Многоугольник 47 может входить в контакт с основанием крючков 48, чтобы там опираться аксиально. Усиленная часть 44 дает хорошую осевую прочность в одном направлении и очень слабую осевую прочность в другом направлении разрушения разрывного элемента 15. Усиленная часть 44 особенно важна тогда, когда давление в баке 2 трансформатора 1 ниже давления в камере разгерметизации 16, которая может произойти, если происходит частичный вакуум в баке 2 при заполнении трансформатора 1. Между упорной частью 35 и усиленной частью 44 может располагаться уплотнительная часть 49,состоящая из тонкого слоя 50 уплотнительного синтетического материала (например, на основе политетрафторэтилена), покрытого с каждой стороны толстым слоем синтетического материла 51, стойкого к перфорации тонкого слоя 50 упорной части 35 и усиленной части 44. Каждый толстый слой может содержать синтетический материал (например, на основе политетрафторэтилена) толщиной порядка 0,1-0,3 мм. Деление на части толстого слоя 51 может быть выполнено в зависимости от дуги круга, около 330. Тонкий слой 50 может иметь толщину порядка 0,005-0,1 мм. Разрывной элемент 15 обеспечивает хорошее сопротивление давлению в одном направлении; дозированное сопротивление давлению в другом направлении, превосходную герметичность и слабую инерцию взрыву. Для улучшения герметичности разрывной элемент 15 может иметь шайбу 52, расположенную между скобой 33 и упорной частью 35, и шайбу 53, расположенную между скобой 34 и частью усиления 44. Шайбы 52 и 53 могут быть выполнены на основе политетрафторэтилена. Кроме того, средство охлаждения жидкостей в изобретенном устройстве может быть предусмотрено. Средство охлаждения может включать в себя лопатки на трубопроводе 17 и/или резервуар 18, климатизационную группу резервуара 18 и/или резервуар со сжиженным газом, например азотом, расширение которого способно охладить резервуар 18. Как показано на фиг. 10 и 11, предохранительное устройство расположено почти вертикально, например на крышке 2b бака 2. Камера разгерметизации 16 включает в себя цилиндр, вертикально расположенный и закрытый с обеих сторон, и связан с элементом разрыва 15, диаметр которого превышает диаметр элемента разрыва 15, установленного ниже элемента разрыва 15. Камера разгерметизации 16 формирует также накопительный резервуар. Трубопровод 19 соединяется с верхней зоной цилиндра камеры разгерметизации 16. Трубопровод 54 соединяется с нижней зоной цилиндра камеры разгерметизации 16 для отбора жидкости. С точки зрения исполнения превентивное устройство, расположенное в большой части над баком 2, достаточно компактное. В предпочтительном варианте трубопровод 54 соединен с резервным резервуаром 8, см. пунктирную линию фиг.10. Свободный объем резервного резервуара 8, т.е. часть, не занятая жидкостью, предназначен для сбора жидкости, поступающей из камеры разгерметизации 16. Дополнительный элемент разрыва 61 может располагаться на трубопроводе 54 между камерой разгерметизации 16 и дополнительным резервуаром 8. Дополнительный элемент разрыва 61 может быть оттарирован на давление более высокое, чем элемент разрыва 15, находящийся выше камеры разгерметизации 16. При работе потеря нагрузки в трубопроводе 54 дает время автоматическому клапану 10 закрываться при разрушении элемента разрыва 15. Дополнительный резервуар 8 накапливает жидкость, исходящую из камеры разгерметизации 16, при этом автоматический клапан 10 закрыт. Как показано на фиг. 11, камера разгерметизации 16 выходит в трубопровод 17, расположенный далее трубопровода 26. Трубопровод 17 переходит в резервныйрезервуар 8. Как показано на фиг. 12, превентивное устройство включает в себя вентиль 13, установленный на выходе бака 2 в определенном месте корпуса 2 а, буквально между половиной и двумя третями высоты корпуса 2 а. Трубопровод 17 изгибается кверху после камеры разгерметизации 16 и включает в себя часть высоты 17 а, расположенной в верхнем уровне по отношению к обмоткам трансформатора 1. В качестве примера нижний уровень отрезка высоты 17 а может располагаться примерно в 20 мм от верхней оконечности обмоток. Таким образом, декомпрессия и частичный слив позволяют сохранить иммерсию и изоляцию обмоток.-6 012010 Наличие трубопровода 9 обусловлено детектором газа 55, расположенным между автоматическим клапаном 10 и крышкой 2b бака 2. Трубопровод 56 соединяет трубопровод 9 и отрезок высоты 17 а трубопровода 17. Трубопровод 56 соединяется с трубопроводом 9 через газовый детектор 55 и автоматический клапан 10. На трубопроводе 56 расположены ручной вентиль 57, находящийся в открытом положении, за исключением действий по обслуживанию, и электроклапан 58, приводимый в действие коробкой управления 23 в закрытом положении при нормальном обслуживании и в открытом положении после сброса давления элементом 15, чтобы извлечь горючие газы, находящиеся в трубопроводе 9. Кроме того, перемычки 6 в масляной изоляции предусмотрены элементом сброса давления 59, выходящего в трубопровод 60, который соединен с трубопроводом 17. Элемент сброса давления 59 может быть по структуре похожим на элемент сброса давления 15 и адаптированного калибра. Таким образом,бак, перемычки и переключатель под нагрузкой могут быть предусмотрены как элементы сброса давления, позволяя повысить вероятность защиты их целостности. Как показано на фиг. 13, превентивное устройство включает в себя вентиль 13 установленный на выходе из бака 2, расположенный в нижней точке корпуса 2 а. Трубопровод 17 изогнут кверху после камеры разгерметизации 16 и включает в себя отрезок высоты 17 а, как в предыдущем случае. Такая система защиты является экономичной, автономной по отношению к соседним установкам, с малым занимаемым пространством и без техобслуживания. Блок управления может также подсоединяться к дополнительным датчикам, таким как датчик пожара, датчик пара (Бухгольца), датчик отключения отсека питания, чтобы отключить тушение пожара в случае отказа предупреждения взрыва. Благодаря изобретению имеем превентивное устройство для предохранения трансформатора от взрыва, которое требует небольших изменений в элементах трансформатора, которое определяет нарушения в изоляции очень быстро и устраняет одновременно последствия произошедшего, включая закрытые места. Это позволяет избежать взрыва емкостей с маслом и пожаров и как результат - уменьшить разрушения, связанные с коротким замыканием в трансформаторе, а также разрушения переключателей под нагрузкой и перемычек. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Превентивное устройство против взрыва электрического трансформатора 1, оснащенного баком 2, заполненным горючим охлаждающим веществом, отличающееся тем, что содержит элемент снижения давления 15, который расположен на выходе из бака, осуществляет декомпрессию бака; резервуар 18,расположенный ниже элемента снижения давления, и вентиль 20 ручного действия, установленный на выходе из резервуара таким образом, чтобы резервуар был герметичен для сбора жидкого вещества, проходящего через элемент понижения давления. 2. Превентивное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит автоматический элемент понижения давления, установленный на выходе из резервуара. 3. Превентивное устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит дополнительный трубопровод,расположенный ниже элемента понижения давления. 4. Превентивное устройство по п.3, отличающееся тем, что содержит элемент устранения пламени,установленный на дополнительном трубопроводе. 5. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит резервуар, снабженный средством охлаждения. 6. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит вакуум-насос, соединенный с резервуаром. 7. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит газовый насос, соединенный с резервуаром, и имеет дополнительный резервуар, соединенный с газовым насосом. 8. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит камеру разгерметизации 16, которая расположена между элементом понижения давления 15 и резервуаром. 9. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит элемент понижения давления 15, включающий в себя жесткий перфорированный диск 35, уплотнительную мембрану 50 и прорезной диск 44. 10. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество элементов понижения давления 15, при этом предусмотрено соединение со множеством трансформаторов 1 и резервуаром 18. 11. Превентивное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество элементов понижения давления 15, при этом предусмотрено соединение со множествоммасляных емкостей трансформатора 1 и резервуара 18.-7 012010 12. Способ предупреждения взрыва электрического трансформатора 1, оснащенного баком 2, заполненного горючим охлаждающим веществом, отличающийся тем, что декомпрессию бака 2 осуществляют элементом понижения давления 15, сбор жидкости, проходящей через элемент понижения давления, осуществляют через герметический резервуар 18 и отвод газов осуществляют благодаря наличию вентиля 20 с ручным отключением.

МПК / Метки

МПК: H01F 27/40

Метки: защищающее, электротрансформатор, устройство, взрыва

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-12010-ustrojjstvo-zashhishhayushhee-elektrotransformator-ot-vzryva.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство, защищающее электротрансформатор от взрыва</a>

Похожие патенты