[发明专利]用于电气设备的内部故障指示器

说明书

技术领域

本申请涉及用于在流体填充的电气设备中发生内部故障时发出信号的指示器，该电气设备为例如变压器、电抗器、电容器和类似物。本发明的实施例具体应用于在电能分配系统中使用的电气部件。

背景技术

电能分布网使用电气部件，例如变压器、电容器和电抗器。当老化或操作应力使得绝缘系统故障时，在这种装置中能够产生可能危险的状况。这种装置中的短路可能在一转眼的功夫就释放大量的能量。在最糟糕的情况下，该装置可能由于绝缘油的蒸发导致的快速内部压力积聚以及油蒸汽分解成可燃烧或挥发性气体而发生爆炸。

几乎所有的安装在电杆上的分配变压器都由断流器保护，该断流期包括冲出式保险丝、限流保险丝或一些其它快速动作保护装置。在过载或内部故障的情况下，通过将故障装置与其电源断开以中断电弧电流，这样的断流器可以将损坏最小化。服务人员还可以将断流器用作手动开关，以用于接通或断开特定电路。如果在系统中存在过载并且断流器进行操作，那么服务人员可以容易地发现打开的断流器，并且知道通过该打开的断流器断开的该变压器停用了。如果故障在变压器的下游，那么一旦故障被修正，重新熔合断流器以将电路再次通电对于服务人员而言就是简单的事情。类似类型的保护保险丝也用于稳压器，并且还用于落地式变压器，其中例如可以提供刺入式保险丝或限流保险丝。

如果在变压器中出现故障，那么在变压器被修复之前闭合断流器将有可能在变压器中产生电弧放电。如果在由电弧放大引起的内部损坏被修正之前将装置再次通电，那么故障过一次的装置一定会再次故障。电弧放电可能在装置内留下碳化路径，并且可能削弱装置的壳体或“罐”的机械完整性。这增加了装置在再次通电时发生灾难性故障的风险。在极端的情况下，变压器可能会爆炸。这可能引起财产损失，并且可能对服务人员以及正好经过的任何公众群体造成严重伤害。为了避免这种可能性，在试图将发现的由保护装置从电力系统断开的任何电气设备再次通电之前，服务人员必须进行仔细的检测，并且采取特定的预防测量。

不幸的是，在装置中可能发生内部故障而不会留下任何明显的可见提示来提示在该装置中已经出现故障。除非服务人员可能告知特定的装置已经故障，否则他们将可能在没有检测到电气装置故障的情况下向装置再次通电。这可能引起电气装置的重大损伤，如上所述。

已知的是，当装置遭受内部电弧放电故障时，油填充电气装置（例如变压器或稳压器）内的压力具有瞬态或快速涌动。发生这种情况是因为电弧放电使得温度显著增大，这使得某些油蒸发。一些电气装置填充有绝缘气体，例如SF6。在这种气体填充的装置中，电弧放电引起气体中压力涌动。希望提供能够检测这种瞬态压力涌动的装置。

在典型电气装置的壳体内，空间是珍贵的。这尤其是在电气装置的顶部部分的情况下。减压阀和内部故障指示器应当均处于壳体的顶部处的空气空间中。在典型的电气装置中，电力线也通过上部空气空间区域进入壳体。

另外，重要的是，变压器或稳压器的内部在运输和正常使用期间全时与外部大气保持密封。如果允许从装置泄漏，则在这种变压器中使用的电气绝缘流体或气体可能会引起环境问题。

涉及用于检测电气装置中瞬态压力涌动的指示器的相关文献包括Cuk等人的美国专利No.6,812,713和No.6,429,662以及Cuk的美国专利No.5,078,078，这些文献中每一个都以引用的方式并入本文。

根据上述说明，仍然需要一种内部故障指示器，其能够易于安装和用于电气部件，而具有不正确安装或调配的最小风险，并且在电气装置的正常运输和使用期间（包括指示器调配之后）全时保持密封。发明内容

结合系统、工具和方法，描述和示出了其以下的为示例性和示意性而非限制范围的实施例和方面。在各个实施例中，已经减小或消除上述问题中的一个或多个，同时其它的实施例涉及其它的改进。

一种故障指示器，其用于指示电气装置的壳体内快速压力涌动的发生，该故障指示器具有：圆筒，该圆筒能够安装在壳体中的孔内；致动机构，该致动机构具有腔室和致动构件，该腔室处于壳体内，该腔室具有在腔室的内表面和外表面之间连通的至少一个孔口，该致动构件能够响应于腔室的内表面和外表面之间的压差而运动；柱塞，该柱塞处于圆筒的孔眼内，该柱塞通过致动构件在圆筒内向外偏压且通常保持在待命位置中；以及径向密封件，该径向密封件设置在柱塞和圆筒之间，以允许柱塞和圆筒的相对运动。当该压差超过一正的阈值时，致动构件运动，且由此允许柱塞向外运动到触发位置中。径向密封件在待命位置和触发位置中均与柱塞和圆筒密封地接合。