[发明专利]用以防护电力变压器免于爆炸及起火的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力变压器爆炸及/或所造成的起火的防止、保护及/或探测，本发明更特别涉及一种预先，即在可燃性冷却剂流体、介电油分解之前，防止及探测爆炸及/或所造成的起火可能性的系统/装置。 

背景技术

电力变压器在其绕组及铁心上体现耗损，因此，有必要将所产生的热耗散掉。通常使用诸如油的流体来冷却高功率变压器，所使用的油具有介电性，且可在140℃以上的温度点燃。变压器是非常昂贵的，必须特别注意保护。绝缘故障会首先形成强电弧，强电弧促使电气保护系统动作，并使变压器的供电继电器(电路断路器)脱扣。强电弧也使能量随而耗散，该能量使介电油分解生成释放气体，特别是氢及乙炔。该气体释放后，变压器壳体以内的压力会迅速增大，并因此产生经常会非常剧烈地爆燃。爆燃会致使变压器壳体中的机械性连接(螺栓、焊接)大规模地撕裂，因而使所述的气体接触到周围空气中的氧。乙炔在氧存在之下可自燃，所以燃烧会立即开始且火势延及可能包含了大量可燃物的其他现场设备。爆炸则是由于短路所致，短路是由过载、电涌、累积的绝缘退化、不充分的油位、水或湿气出现、或绝缘组件故障所引起。用于电力变压器的防火系统是现有技术中已知的，由燃烧或起火探测器所启动。然而，在变压器的介电油已经烧起时，此类系统是经过一个显著的时滞才实施的。 因此需要将燃烧限制于出问题的设备，防止火烧延及附近机器设备。为减缓电弧所致的介电油流体的分解，可使用硅油来代替公知的矿物油。然而，变压器壳体由于内压增加而导致的爆炸仅有极短时间，数量极约几毫秒的延迟。此时间长度足使配合能防止爆炸的装置成为可能。 

文献WO-A-97/12379揭示了一种用于防止、保护或探测以对抗电力变压器中爆炸或所造成的起火的方法，该电力变压器具有一充满可燃性冷却剂流体的壳体，该方法使用一压力传感器来探测变压器电性绝缘的破坏，使用一阀将该壳体中所含的冷却剂减压，且将一加压的惰性气体注入该壳体的底部以搅拌冷却剂的热的部分并防止氧进入该变压器的壳体，借此来冷却该冷却剂的热的部分。此方法是符合要求的，且在某种程度上有可能防止该变压器的壳体爆裂。然而，所述的方法并不预先提供指示来采取改正的测量。而且，到改正动作发生之时，大量的电性绝缘已经崩溃。 

电力变压器体现固有的绕组及铁心损耗，这些损耗生成热，这些热需借自然的空气冷却、自然的油冷却或强迫的空气冷却或强迫的油冷却耗散。较大的电力变压器一般是用油来冷却，该油为可燃性冷却剂流体。较大的电力变压器有一装置以探测及释放变压器储糟内部可燃性冷却剂流体膨胀所产生的压力，从而防止爆炸。 

印度第IN189089号专利申请教导了一种用于变压器的防止、保护及/或探测以对抗爆炸或所造成的起火的方法及装置。该专利提供一种防止、保护及/或探测电力变压器以免于败坏的方法，所借方式是防止、保护及/或探测所述的电力变压器以对抗爆炸或所造成的起火，所述的电力变压器有一充满可燃性 冷却剂的壳体，该方法包含如下步骤：使用一压力传感器装置探测变压器的电性绝缘破坏；使用一阀，部分排除壳体所含的冷却剂，及通过将一加压的惰性气体注射入壳体底部以搅拌该冷却剂并驱离邻近的氧气，冷却该冷却剂的热的部分。所述的专利特别有关于一种用于变压器之防止，保护及/或探测以对抗爆炸或所造成的起火的压力装置，该压力装置有异于本发明。该专利没有清楚地述说该压力装置之本质。 

美国专利第US6,804,092号揭示一种用于防止、保护及探测以对抗电力变压器爆炸及/或所造成的起火的装置，该电力变压器包含有一充满可燃性冷却剂液体的壳体，并揭示一种减压缩该变压器壳体的装置。该减压缩装置包含一断裂元件，该断裂元件整合了具有一留置部件的爆炸探测器，而该留置部件包含第一区域，该第一区域相对该留置部件的其余部分有减小的厚度，且于所述的元件断裂时可撕裂而不破碎，该留置部件还包含有第二区域，该第二区域较该留置部件其余部分有减小了的厚度，且于所述的元件断裂时可折叠而不撕裂。所述的断裂元件在该壳体内部的压力超过一预定的最高限度时可遭破坏。该整合于断裂的爆炸探测器所发出的信号触发一冷却系统，且防止氧接触由于油接触电弧所生成的爆炸气体。 

美国专利第US6,804,092号简略地阐述了“减压装置”，其中一断裂元件随着变压器外壳中的压力在一预定的最高限度以上增大而撕裂，该减压缩装置并非一用以探测及防止电力变压器爆炸的外行能懂的系统。