CN108288564A - 变压器瓦斯继电器自动排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器瓦斯继电器自动排气装置，涉及变压器维护辅助设备领域，本发明通过瓦斯继电器内出现气体并将异形气囊充满后，异形气囊膨胀并通过同极性的磁铁和磁铁块的排斥力推动第一滑块下移，第一滑块与第二滑块接触端面的楔形配合再推动第二滑块向外运动，从而将被打断的排气管道和供油管道打开，实现自动排气和供油，再利用气体逐渐排放过程中异形气囊收缩磁铁和磁铁块的排斥力减小和复位机构的共同作用下，第一滑块和第二滑块恢复原位将排气管道和供油管道关闭。本发明解决了现有的瓦斯继电器放气装置容易出现对变压器是否出现故障的误测和不能自动供油的问题，主要用于自动排气并补给瓦斯继电器内消耗的变压器油。

Description

变压器瓦斯继电器自动排气装置

技术领域

本发明涉及变压器维护辅助设备领域，特别涉及一种变压器瓦斯继电器自动排气装置。

背景技术

瓦斯继电器(又称气体继电器)是变压器所用的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃性气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。其中，轻瓦斯主要反映在变压器出现轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开口杯随油面落下，轻瓦斯干簧触点接通发出信号告警，通知工作人员需要进行放气。

传统的瓦斯继电器的放气工作，需人工进行，在主变内部出现气体或发生故障时，需及时派人、派专车到现场进行放气，有时还需带电爬上运行的变压器上工作，往往不能及时放气，严重影响了变压器的安全运行，如果在雷雨、大风等恶劣天气和路途遥远及偏远变电站、电厂等现场登高带电作业更具危险性。

为解决上述问题，中国专利CN103439985B公开了一种变压器瓦斯继电器智能放气装置，包含有一个光敏控制室及控制模块，在光敏控制室内设置有激光器、光敏探头、遮光浮子及浮子限位杆，光敏控制室安装在瓦斯继电器上部，光敏控制室的内腔与瓦斯断电器内腔相通，遮光浮子套装在浮子限位杆上可在浮子限位杆上上下滑动，浮子限位杆悬挂在光敏控制室的顶部，浮子限位杆的长度伸入到瓦斯继电器的正常油面下大于一个遮光浮子的长度，在光敏控制室接近瓦斯继电器的上部位置处设置有相向水平直线配置的光敏探头及激光器，所述的光敏探头及激光器分设于遮光浮子的两侧且偏离浮子限位杆，遮光浮子在变压器瓦斯继电器处于正常工作时处于光敏探头与激光器之间遮挡光敏探头接收到激光器发出的激光束，当变压器瓦斯继电器内出现气体时，遮光浮子下降使光敏探头可接收到激光器的激光，在光敏控制室的上部引出有排气管，在排气管上安装有放气电磁阀，所述的控制模块包含有光敏控制器及控制电路，放气电磁阀在变压器瓦斯继电器处于正常运行时为常闭状态。

上述专利方案虽然解决了传统的瓦斯继电器需要人工进行放气的问题，但是仍然存在着以下问题：

1、变压器在正常工作时，往往会产生振动，例如磁致伸缩引起的铁芯振动、硅钢片接缝处和叠片之间漏磁引起的铁芯振动；继电器在正常运行工作电压下，由于交变磁场的作用、止挡位置不合适、舌片与磁极相碰、静触点片弹力不够等原因也会处于振动状态，因此上述专利方案中的遮光浮子由于振动会在油面上发生晃动，从而在没有产生气体的情况下，光敏探头也可接收到激光器的激光，进而容易造成对变压器是否出现故障的误测。

2、瓦斯继电器进行放气后，由于油分解气体后，会消耗一部分油，所以需要向继电器内加油，现有的加油工作一般是通过人工进行，效率低下。

发明内容

本发明意在提供一种变压器瓦斯继电器自动排气装置，以实现自动放气和供油，并且避免对变压器是否出现故障的误测。

为解决上述技术问题，本发明提供的基础方案如下：

变压器瓦斯继电器自动排气装置，包括：

集气机构，集气机构包括安装在瓦斯继电器上部的异形气囊，所述异形气囊与瓦斯继电器连通，异形气囊的一侧设有磁铁，异形气囊设有磁铁一侧的容积大于另一侧的容积；

排气机构，所述瓦斯继电器的顶壁上开设有第一通孔，所述第一通孔位于异形气囊设有磁铁的一侧，第一通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第一滑块，且第一滑块与第一通孔密封连接，第一滑块位于瓦斯继电器外的端部设有与所述磁铁极性相同的磁铁块；所述瓦斯继电器顶壁开设有排气管道，排气管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，所述第一滑块可伸入排气管道内，所述第一滑块上开设有能够连通所述排气管道的连接孔；

供油机构，供油机构包括开设在瓦斯继电器侧壁内的储油腔，瓦斯继电器侧壁内开设有位于储油腔下方的第二通孔，所述第二通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第二滑块，且第二滑块与第二通孔密封连接，所述瓦斯继电器侧壁开设有供油管道，供油管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，另一端与储油腔连通，所述第二滑块可伸入供油管道内，所述第二滑块上开设有能够连通所述供油管道的接通孔；

其中，所述第一滑块与第二滑块伸入瓦斯继电器内的端部接触并为相互配合的楔形；所述第一滑块与第二滑块均连接有复位机构。

基础方案的工作原理：当变压器发生故障时，变压器油和其它绝缘材料分解后产生气体，充满瓦斯继电器的变压器油被消耗后油面下降，产生的气体进入到异形气囊后，异形气囊膨胀，由于异形气囊的一侧设有磁铁，异形气囊设有磁铁一侧的容积大于另一侧的容积，在磁铁的重力作用和气囊本身的重心偏向磁铁一侧的情况下，膨胀的气囊会偏向磁铁的一侧倾倒；

由于在异形气囊设有磁铁的一侧设有第一通孔，第一通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第一滑块，第一滑块位于瓦斯继电器外的端部设有与所述磁铁极性相同的磁铁块，所以倾倒的异形气囊上的磁铁块会向磁铁靠近，在同性相斥的排斥力下，磁铁块会推动第一滑块向下移动；

当第一滑块上的连接孔随着第一滑块下移的过程中与排气管道对准时，被第一滑块打断的排气管道就处于连通的状态，又因为排气管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，所以此时瓦斯继电器内的气体通过连通的排气管道向外排出；

在第一滑块开始向下滑动的同时，由于瓦斯继电器侧壁内开设有用于存储变压器油的储油腔，瓦斯继电器侧壁内开设有位于储油腔下方的第二通孔，第二通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第二滑块，第一滑块与第二滑块伸入瓦斯继电器内的端部接触并为相互配合的楔形，所以向下移动的第一滑块会推动第二滑块向瓦斯继电器外的方向移动，而因为瓦斯继电器侧壁开设有被第二滑块打断的供油管道，供油管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，另一端与储油腔连通，第二滑块上开设有能够连通所述供油管道的接通孔，所以第二滑块上的接通孔在向外移动的过程中与供油管道对准时，储油腔内的变压器油从供油管道流向瓦斯继电器内，以自动补给瓦斯继电器所需的油液；

在瓦斯继电器内的气体逐渐向外排放的过程中，气囊会逐渐收缩变小，气囊上的磁铁会逐渐远离第一滑动块上的磁铁块，磁铁块受到的排斥力也会逐渐变小，由于第一滑块连接有复位机构，所以第一滑块在受到向下的作用力小于弹性力后，第一滑动会从最低位置开始上移，从而让连接孔逐渐与排气管道错开，排气管道又重新被第一滑块打断，也就是排气管道重新被第一滑块堵住，此时气体已经完全排放完；

由于第二滑块连接有复位机构，在第一滑块逐渐上移的过程中，第一滑块给第二滑块的作用力变小，所以第二滑块逐渐向瓦斯继电器内移动，从而接通孔逐渐与供油管道错开，当接通孔与供油管道完全错开时，供油管道重新被第二滑块堵住，进入瓦斯继电器内的变压器油重新充满瓦斯继电器，供油完毕。

基础方案的有益效果为：与现有的变压器瓦斯继电器智能放气装置相比，本发明利用集气机构、排气机构和供油机构实现了对瓦斯继电器内产生的气体进行收集、排放，以及边排放气体边向瓦斯继电器内输入变压器油的过程，实现了对瓦斯继电器的自动排气和供油，异形气囊只有在瓦斯继电器内真正的出现气体后，才会开启整个放气和供油的过程，不会出现误测的情况；并且只需提前将变压器油存储在储存腔中即可实现自动供油，工作人员不需要每次都向瓦斯继电器内加油，以节省劳动力。

进一步，所述连接孔的直径与排气管道的直径大小相同。

连接孔的直径与排气管道的直径大小相同，从而瓦斯继电器内的气体能够快速地通过排气管道和连接孔向外界排出。

进一步，所述接通孔的直径与供油管道的直径大小相同。

接通孔的直径与供油管道的直径大小相同，从而储油腔内的气体能够快速地通过供油管道和接通孔向瓦斯继电器内输送变压器油。

进一步，所述复位机构包括扭簧和固接在瓦斯继电器上的固定架，所述扭簧的一端与固定架连接，另一端与第一滑块和第二滑块伸出瓦斯继电器的一端连接。

采用上述设计，固定架固接在瓦斯继电器上可以更加的稳固，而扭簧结构简单。

进一步，所述排气管道的另一端与外界大气相连通。

采用此种结构，瓦斯继电器内的气体可以直接通过该排气管道排放到大气中。

进一步，所述排气管道的另一端可拆卸连接有气体收集装置。

由于变压器出现故障时产生的气体大多为有害气体，气体收集装置的设置是为了收集有害气体，当瓦斯继电器不需要排气时，再将气体收集装置拆下运输到特定地方处理后进行排放，从而避免对大气环境造成污染。

进一步，所述储油腔和第二通孔均位于异形气囊设有磁铁的一侧。

采用上述结构，可以减小第二滑块的长度，使瓦斯继电器侧壁能够支撑起第二滑块，不需要额外的支撑机构将第二滑块支撑，节省材料。

附图说明

图1为本发明变压器瓦斯继电器自动排气装置实施例的结构示意图(瓦斯继电器内未产生气体)；

图2为本发明变压器瓦斯继电器自动排气装置实施例的另一结构示意图(瓦斯继电器内产生了气体)。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：集气机构1、异形气囊10、磁铁11、排气机构2、第一通孔20、第一滑块21、磁铁块22、排气管道23、连接孔24、供油机构3、储油腔30、第二通孔31、第二滑块32、供油管道33、接通孔34、复位机构4、固定架41、扭簧42、瓦斯继电器5、气体收集装置6。

如图1和图2所示，本发明变压器瓦斯继电器5自动排气装置，包括：

集气机构1，如图1所示，瓦斯继电器5偏向右侧的上端开设有一个开口，瓦斯继电器5上部的开口处通过胶水连接有异形气囊10，异形气囊10与瓦斯继电器5连通，异形气囊10的左侧设有磁铁11，异形气囊10设有磁铁11一侧的容积大于另一侧的容积；

排气机构2，瓦斯继电器5的顶壁上开设有第一通孔20，第一通孔20位于异形气囊10的左侧，第一通孔20内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器5内部的第一滑块21，且第一滑块21与第一通孔20密封连接，其中密封连接可以通过设置在第一滑块21外表面的密封垫圈实现，第一滑块21位于瓦斯继电器5外的端部设有与所述磁铁11极性相同的磁铁块22；所述瓦斯继电器5顶壁开设有排气管道23，排气管道23的一端与瓦斯继电器5的内部连通，第一滑块可伸入排气管道内，如图1所示，排气管道与第一通孔重合的地方是不连续的，也就是排气管道被第一通孔所打断，本实施例中的排气管道23的另一端铰接连接有气体收集装置6，气体收集装置6可以为气囊或橡胶囊等，当然还可以采取排气管道23的另一端直接与外界大气相连通，第一滑块21上开设有能够连通所述排气管道23的连接孔24，连接孔24的直径与排气管道23的直径大小相同；

供油机构3，供油机构3包括开设在瓦斯继电器5侧壁内的储油腔30，瓦斯继电器5侧壁内开设有位于储油腔30下方的第二通孔31，储油腔30和第二通孔31均位于异形气囊10的左侧，使瓦斯继电器5侧壁能够支撑起第二滑块32，第二通孔31内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器5内部的第二滑块32，且第二滑块32与第二通孔31密封连接，瓦斯继电器5侧壁开设有供油管道33，供油管道33的一端与瓦斯继电器5的内部连通，另一端与储油腔30连通，第二滑块可伸入供油管道内，如图1所示，供油管道与第二通孔重合的地方是不连续的，也就是供油管道被第二通孔所打断，第二滑块32上开设有能够连通所述供油管道33的接通孔34，接通孔34的直径与供油管道33的直径大小相同；

其中，第一滑块21与第二滑块32伸入瓦斯继电器5内的端部接触并为相互配合的楔形；第一滑块21与第二滑块32均连接有复位机构4，本实施例中的复位机构4包括扭簧42和固接在瓦斯继电器5上的固定架41，扭簧42的一端与固定架41连接，另一端与第一滑块21和第二滑块32伸出瓦斯继电器5的一端连接。

变压器瓦斯继电器5自动排气装置的具体实现过程为：

如图2所示，当变压器发生故障时，变压器油和其它绝缘材料分解后产生气体，例如，在油纸绝缘存在局部放电时，油裂解产生氢和甲烷；在故障温度高于正常运行温度不多时，产生甲烷气体；随着故障温度的升高，会产生较多的乙烯和乙烷；如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳；充满瓦斯继电器5的变压器油被消耗后油面下降，产生的气体进入到异形气囊10后，异形气囊10膨胀，由于异形气囊10的一侧设有磁铁11，异形气囊10设有磁铁11一侧的容积大于另一侧的容积，在磁铁11的重力作用和气囊本身的重心偏向磁铁11一侧的情况下，膨胀的气囊会偏向磁铁11的一侧倾倒；

由于在异形气囊10设有磁铁11的一侧设有第一通孔20，第一通孔20内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器5内部的第一滑块21，第一滑块21位于瓦斯继电器5外的端部设有与所述磁铁11极性相同的磁铁块22，所以倾倒的异形气囊10上的磁铁块22会向磁铁11靠近，在同性相斥的排斥力下，磁铁块22会推动第一滑块21向下移动；

当第一滑块21上的连接孔24随着第一滑块21下移的过程中与排气管道23对准时，被第一滑块21打断的排气管道23就处于连通的状态，又因为排气管道23的一端与瓦斯继电器5的内部连通，所以此时瓦斯继电器5内的气体通过连通的排气管道23气体收集装置6排出，由于变压器出现故障时产生的气体大多为有害气体，气体收集装置6的设置是为了收集有害气体；

在第一滑块21开始向下滑动的同时，由于瓦斯继电器5侧壁内开设有用于存储变压器油的储油腔30，瓦斯继电器5侧壁内开设有位于储油腔30下方的第二通孔31，第二通孔31内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器5内部的第二滑块32，第一滑块21与第二滑块32伸入瓦斯继电器5内的端部接触并为相互配合的楔形，所以向下移动的第一滑块21会推动第二滑块32向瓦斯继电器5外的方向移动，而因为瓦斯继电器5侧壁开设有被第二滑块32打断的供油管道33，供油管道33的一端与瓦斯继电器5的内部连通，另一端与储油腔30连通，第二滑块32上开设有能够连通所述供油管道33的接通孔34，所以第二滑块32上的接通孔34在向外移动的过程中与供油管道33对准时，储油腔30内的变压器油从供油管道33流向瓦斯继电器5内，以自动补给瓦斯继电器5所需的油液；

在瓦斯继电器5内的气体逐渐向外排放的过程中，气囊会逐渐收缩变小，气囊上的磁铁11会逐渐远离第一滑动块上的磁铁块22，磁铁块22受到的排斥力也会逐渐变小，由于第一滑块21连接有复位机构4，所以第一滑块21在受到向下的作用力小于弹性力后，第一滑动会从最低位置开始上移，从而让连接孔24逐渐与排气管道23错开，排气管道23又重新被第一滑块21打断，也就是排气管道23重新被第一滑块21堵住，此时气体已经完全排放完；

由于第二滑块32连接有复位机构4，在第一滑块21逐渐上移的过程中，第一滑块21给第二滑块32的作用力变小，所以第二滑块32逐渐向瓦斯继电器5内移动，从而接通孔34逐渐与供油管道33错开，当接通孔34与供油管道33完全错开时，供油管道33重新被第二滑块32堵住，进入瓦斯继电器5内的变压器油重新充满瓦斯继电器5，供油完毕，整个瓦斯继电器5恢复到如图1所示的状态，再将气体收集装置6拆下运输到特定地方处理后进行排放，从而避免对大气环境造成污染。

其中，第一滑块21与第一通孔20密封连接，第二滑块32与第二通孔31密封连接，所以在第一滑块21和第二滑块32相对于第一通孔20和第二通孔31滑动的过程中，不会存在瓦斯继电器5内的变压器油向外泄露的情况。

综上所述，本发明通过瓦斯继电器5内出现气体并将异形气囊10充满后，异形气囊10膨胀并通过同极性的磁铁11和磁铁块22的排斥力推动第一滑块21下移，第一滑块21与第二滑块32接触端面的楔形配合再推动第二滑块32向外运动，从而将被打断的排气管道23和供油管道33打开，实现自动排气和供油，再利用气体逐渐排放过程中异形气囊10收缩磁铁11和磁铁块22的排斥力减小和复位机构4的共同作用下，第一滑块21和第二滑块32恢复原位将排气管道23和供油管道33关闭。从而异形气囊10只有在瓦斯继电器5内真正的出现气体后，才会开启整个放气和供油的过程，不会出现误测的情况；并且边排放气体边自动向瓦斯继电器5内输入变压器油，所以只需提前将变压器油存储在储存腔中即可实现自动供油，工作人员不需要每次都向瓦斯继电器5内加油，以节省劳动力。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于，包括：

集气机构，集气机构包括安装在瓦斯继电器上部的异形气囊，所述异形气囊与瓦斯继电器连通，异形气囊的一侧设有磁铁，异形气囊设有磁铁一侧的容积大于另一侧的容积；

排气机构，所述瓦斯继电器的顶壁上开设有第一通孔，所述第一通孔位于异形气囊设有磁铁的一侧，第一通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第一滑块，且第一滑块与第一通孔密封连接，第一滑块位于瓦斯继电器外的端部设有与所述磁铁极性相同的磁铁块；所述瓦斯继电器顶壁开设有排气管道，排气管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，所述第一滑块可伸入排气管道内，所述第一滑块上开设有能够连通所述排气管道的连接孔；

供油机构，供油机构包括开设在瓦斯继电器侧壁内的储油腔，瓦斯继电器侧壁内开设有位于储油腔下方的第二通孔，所述第二通孔内滑动配合有一端伸入瓦斯继电器内部的第二滑块，且第二滑块与第二通孔密封连接，所述瓦斯继电器侧壁开设有供油管道，供油管道的一端与瓦斯继电器的内部连通，另一端与储油腔连通，所述第二滑块可伸入供油管道内，所述第二滑块上开设有能够连通所述供油管道的接通孔；

其中，所述第一滑块与第二滑块伸入瓦斯继电器内的端部接触并为相互配合的楔形；所述第一滑块与第二滑块均连接有复位机构。

2.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述连接孔的直径与排气管道的直径大小相同。

3.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述接通孔的直径与供油管道的直径大小相同。

4.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述复位机构包括扭簧和固接在瓦斯继电器上的固定架，所述扭簧的一端与固定架连接，另一端与第一滑块和第二滑块伸出瓦斯继电器的一端连接。

5.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述排气管道的另一端与外界大气相连通。

6.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述排气管道的另一端可拆卸连接有气体收集装置。

7.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器自动排气装置，其特征在于：所述储油腔和第二通孔均位于异形气囊设有磁铁的一侧。