PL195512B1 - Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do przeciwdzialania wybucho- wi elektrycznego transformatora, majacego obu- dowe wypelniona palnym chlodziwem i srodki likwidacji cisnienia w obudowie transformatora, znamienne tym, ze srodki likwidacji cisnienia zawieraja element bezpieczenstwa (1) wyposa- zony w czesc zatrzymujaca (4), która zawiera pierwsze strefy o grubosci zmniejszonej w po- równaniu z reszta czesci zatrzymujacej (4), na- dajace sie do rozerwania bez powstawania fragmentów, kiedy element bezpieczenstwa (1) jest rozrywany, oraz drugie strefy o grubosci zmniejszonej w porównaniu z reszta czesci zatrzymujacej (4), nadajace sie do zginania bez rozrywania, kiedy element bezpieczenstwa (1) jest rozrywany, przy czym element bezpieczen- stwa (8) jest przeznaczony do rozrywania, kie- dy cisnienie wewnatrz obudowy (14) przewyz- sza okreslona wartosc. PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora.

W transformatorach elektrycznych występują straty zarówno w uzwojeniach jak i w rdzeniu, w związku z czym trzeba odprowadzać ciepło. Transformatory dużej mocy są zwykle chłodzone za pomocą płynu, takiego jak olej. Stosowane oleje są dielektryczne i mogą zapalić się powyżej temperatury rzędu 140°C. Ponieważ transformatory są urządzeniami bardzo kosztownymi, trzeba poświęcić wiele uwagi ich zabezpieczeniu.

Przebicie izolacji najpierw powoduje powstanie silnego łuku elektrycznego, który przyspiesza zadziałanie elektrycznych systemów zabezpieczenia, które wyzwalają przekaźnik zasilania transformatora (wyłącznik zabezpieczający). Łuk elektryczny powoduje również rozproszenie energii, na skutek czego powstaje gaz z rozkładu oleju dielektrycznego, zwłaszcza wodór i acetylen.

Po uwolnieniu gazu ciśnienie wewnątrz obudowy transformatora bardzo szybko wzrasta, często z bardzo gwałtowną deflagracją. Deflagracja powoduje rozległe rozrywanie połączeń mechanicznych w obudowie (śruby, spoiny spawalnicze) transformatora, na skutek czego wymienione gazy wchodzą w kontakt z tlenem w otaczającym powietrzu. Ponieważ acetylen może samorzutnie zapalić się w obecności tlenu, natychmiast rozpoczyna się spalanie i powoduje rozprzestrzenienie się ognia na inne części wyposażenia, które mogą również zawierać duże ilości palnych produktów.

Wybuchy są również powodowane zwarciami wywołanymi przez przeciążenia, przepięcia, stopniowe uszkodzenie izolacji i niewystarczający poziom oleju, pojawienie się wody lub wilgoci, albo uszkodzenie członu izolującego.

Znane są systemy zabezpieczania przeciwpożarowego transformatorów elektrycznych uruchamiane przez czujniki spalania lub pożaru. Jednakże systemy te działają ze znacznym opóźnieniem, kiedy olej z transformatora już się pali. Trzeba wtedy ograniczyć pożar do danego urządzenia i zapobiegać rozprzestrzenianiu się pożaru na sąsiednie urządzenia.

Aby spowolnić rozkład płynu dielektrycznego spowodowany przez łuk elektryczny, można zamiast konwencjonalnych olejów mineralnych stosować oleje silikonowe. Jednakże wybuch obudowy transformatora na skutek zwiększenia wewnętrznego ciśnienia zostaje jedynie opóźniony o bardzo krótki czas rzędu kilku milisekund. Czas ten umożliwia zastosowanie środków zapobiegających wybuchowi.

W publikacji WO-A-97/12379 opisano sposób zapobiegania wybuchowi i pożarowi w transformatorze elektrycznym wyposażonym w obudowę wypełnioną palnym chłodziwem przez wykrywanie przebicia izolacji elektrycznej transformatora za pomocą czujnika ciśnienia, z likwidacją chłodziwa zawartego w obudowie za pomocą zaworu i chłodzenie gorących części chłodziwa przez wprowadzenie obojętnego gazu pod ciśnieniem w dno obudowy, aby wymieszać wymienione chłodziwo i uniemożliwić wejście tlenu w obudowę transformatora. Sposób ten jest zadowalający i umożliwia zabezpieczenie obudowy transformatora przed wybuchem.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia umożliwiającego bardzo szybką likwidację ciśnienia w obudowie, aby dodatkowo zwiększyć prawdopodobieństwo zabezpieczenia integralności transformatora, zmieniaczy zaczepów pod obciążeniem i przepustów zasilania elektrycznego.

Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora, mającego obudowę wypełnioną palnym chłodziwem i środki likwidacji ciśnienia w obudowie transformatora, według wynalazku charakteryzuje się tym, że środki likwidacji ciśnienia zawierają element bezpieczeństwa wyposażony w część zatrzymującą, która zawiera pierwsze strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej, nadające się do rozerwania bez powstawania fragmentów, kiedy element bezpieczeństwa jest rozrywany oraz drugie strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej i nadające się do zginania bez rozrywania, kiedy element bezpieczeństwa jest rozrywany, przy czym element bezpieczeństwa jest przeznaczony do rozrywania, kiedy ciśnienie wewnątrz obudowy przewyższa określoną wartość.

Korzystnie, element bezpieczeństwa ma człon uszczelniający, umieszczony po stronie chłodziwa i przeznaczony do zamykania otworów o małej średnicy wykonanych w części zatrzymującej.

W szczególności, człon uszczelniający ma postać wykładziny na części zatrzymującej, która korzystnie jest wykonana na bazie politetrafluoroetylenu.

Ewentualnie, część zatrzymująca ma kształt wysklepiony z wypukłością zwróconą na zewnątrz po stronie przeciwnej do chłodziwa.

PL 195 512B1

Korzystnie, część zatrzymująca ma postać cienkiej blachy metalowej ze stali nierdzewnej, aluminium lub stopu aluminium.

Ewentualnie, z elementem bezpieczeństwa jest zintegrowany czujnik rozerwania.

W szczególności, czujnik rozerwania zawiera elektryczny przewód przeznaczony do rozrywania równocześnie z elementem bezpieczeństwa, przy czym ten elektryczny przewód jest naklejony na element bezpieczeństwa.

W szczególności, przewód elektryczny jest umieszczony po przeciwnej stronie części zatrzymującej niż chłodziwo, przy czym jest on przykryty ochronną folią.

Drugi wariant urządzenia do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora, mającego obudowę wypełnioną palnym chłodziwem i środki likwidacji ciśnienia w obudowie transformatora, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wiele zespołów do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora, których środki likwidacji ciśnienia zawierają element bezpieczeństwa wyposażony w część zatrzymującą, która zawiera pierwsze strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej, nadające się do rozerwania bez powstawania fragmentów, kiedy element bezpieczeństwa jest rozrywany oraz drugie strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej i nadające się do zginania bez rozrywania, kiedy element bezpieczeństwa jest rozrywany, który to element bezpieczeństwa jest przeznaczony do rozrywania, kiedy ciśnienie wewnątrz obudowy przewyższa określoną wartość, przy czym urządzenie zawiera jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora na głównej obudowie zawierającej uzwojenia i jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora na każdym zmieniaczu zaczepów pod obciążeniem.

Korzystnie, urządzenie zawiera co najmniej jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora na co najmniej jednym przepuście zasilania elektrycznego.

Równocześnie element bezpieczeństwa rozrywając się powoduje, że ciśnienie w obudowie jest likwidowane i przewód elektryczny zostaje przerwany, przez co wykrywane jest nadmierne i nienormalne ciśnienie.

Oczywiście określenia takie jak „po stronie płynu lub „po stronie przeciwnej niż płyn odnoszą się do sytuacji przed rozerwaniem.

Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi jest przeznaczone do głównej obudowy transformatora, do obudowy zmieniacza lub zmieniaczy zaczepów pod obciążeniem i do obudowy przepustów zasilania elektrycznego, przy czym ta ostatnia obudowa nazywana jest również skrzynką olejową. Zadaniem przepustów zasilania elektrycznego jest izolowanie głównej obudowy transformatora od linii wysokiego i niskiego napięcia, z którymi uzwojenia transformatora są połączone za pomocą prętów wyjściowych. Każdy pręt wyjściowy jest otoczony skrzynką olejową zawierającą pewną ilość izolującego płynu. Płyn do izolowania przepustów zasilania elektrycznego i/lub skrzynek olejowych jest innym olejem niż olej w transformatorze.

Mogą być zastosowane środki wprowadzania azotu, które są dołączone do górnej części skrzynki olejowej i mogą być wyzwalane, kiedy zostanie wykryte uszkodzenie. Wprowadzenie azotu może pomóc w odprowadzaniu płynu za element bezpieczeństwa. Wprowadzenie azotu może przede wszystkim zabezpieczyć przed przedostawaniem się powietrza do skrzynki olejowej, co mogłoby wspomagać spalanie.

Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi może być wyposażone w detektor wyzwolenia przekaźnika zasilania transformatora oraz w zespół sterowania, który odbiera sygnały wyjściowe z czujnika transformatora i jest przeznaczony do wysyłania sygnałów sterujących.

Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi może zawierać środki do chłodzenia gorących części płynu przez wprowadzanie obojętnego gazu w dno obudowy głównej, przy czym środki te są sterowane sygnałem sterującym z zespołu sterującego. Powodem jest to, że niektóre części chłodziwa podlegają nagrzewaniu, które może spowodować zapłon chłodziwa. Wprowadzenie obojętnego gazu przy dolnej części obudowy powoduje mieszanie chłodziwa, co wyrównuje temperaturę i zmniejsza uwalnianie gazu.

PL 195 512B1

Przedmiot wynalazku został przedstawiony, w przykładach wykonania, na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia przekrój urządzenia według wynalazku, fig. 1b - powiększony wycinek z fig. 1a, fig. 2 - widok z góry odpowiadający fig. 1, fig. 3 - ogólny widok transformatora wyposażonego w urządzenie według wynalazku, fig. 4 - ogólny widok transformatora wyposażonego w drugi wariant urządzenia według wynalazku, mającego chronić obudowę, zmieniacze zaczepów pod obciążeniem i przepusty zasilania elektrycznego, fig. 5 - schemat logiki działania urządzenia z fig. 4, a fig. 6 przedstawia przekrój przepustu zasilania elektrycznego, wyposażonego w zespół do przeciwdziałania wybuchowi.

Jak pokazano na fig. 1a, 1b i 2, rozrywany element bezpieczeństwa 1ma wysklepiony kształt kołowy wypukły po stronie dolnej i jest przeznaczony do przymocowania do wylotowego otworu (nie pokazano) obudowy zawierającej płyn dielektryczny. Ten element bezpieczeństwa 1 zawiera zatrzymującą część 4 w postaci cienkiej blachy, np. ze stali nierdzewnej, aluminium lub stopu aluminium. Zatrzymująca część 4 jest zamocowana szczelnie pomiędzy dwoma kołnierzami 2, 3 w postaci krążków. Element bezpieczeństwa 1 zawiera, oprócz zatrzymującej części 4, uszczelniającą wykładzinę 9 umieszczoną po stronie dopływu, czyli przykrywającą stronę wklęsłą części zatrzymującej. Przykładowo, wykładzina 9 może być wykonana na bazie politetrafluoroetylenu.

Część zatrzymująca 4 ma pierwsze strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej 4. Te pierwsze strefy mają postać promieniowych linii 5 dzielących ją na sześć części. Promieniowe linie 5 są wydrążone w części grubości zatrzymującej części 4 tak, że pęknięcie odbywa się przez rozerwanie zatrzymującej części 4 wzdłuż jednej z wymienionych linii 5 bez fragmentacji, aby kawałki pękającego elementu bezpieczeństwa 1nie były odrywane i unoszone płynem przepływającym poprzez element bezpieczeństwa 1, co powodowałoby niebezpieczeństwo uszkodzenia kanału usytuowanego dalej.

Zatrzymująca część 4 ma przelotowe otwory 6 o bardzo małej średnicy, z których jeden jest usytuowany pośrodku zatrzymującej części 4, a inne są rozmieszczone po jednym na każdej linii 5 blisko środka. Inaczej mówiąc, spośród siedmiu otworów 6 z sześciu utworzony jest sześciokąt, a jeden otwór jest usytuowany w środku. Otwory 6 stanowią początki rozrywania o jeszcze mniejszej wytrzymałości niż pierwsze strefy mające postać linii 5 i zapewniają, że rozrywanie rozpoczyna się od środka zatrzymującej części 4 i przebiega na zewnątrz.

Wykonanie co najmniej jednego otworu 6 na każdej linii 5 zapewnia, że pierwsze strefy będą rozrywane równocześnie, przez co uzyskuje się największy możliwy przekrój poprzeczny przejścia, przy czym otwory 6, za wyjątkiem otworu środkowego, są usytuowane w jednakowych odległościach od środka. W odmiennym wykonaniu można zastosować inną niż sześć liczbę linii 5 i/lub inną liczbę otworów 6 na jednej linii 5. Uszczelniająca wykładzina 9 służy do zamykania otworów 6.

Ciśnienie rozrywające element bezpieczeństwa 1jest określone w szczególności przez średnicę i usytuowanie otworów 6, głębokość linii 5 oraz grubość i skład materiału, z którego wykonana jest zatrzymująca część 4.

Jak pokazano na fig. 2, zatrzymująca część 4 ma drugie strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej 4. Te drugie strefy mają postać rowków 7, z których każdy jest wykonany na liniowym odcinku łączącym miejsce przecięcia linii 5 i kołowej krawędzi zatrzymującej części 4 z poprzednim miejscem przecięcia linii 5 i kołowej krawędzi zatrzymującej części 4. Jednakże fig. 2 jest widokiem z góry, a zatrzymująca część 4 jest wysklepiona.

Rowki 7 przebiegają zgodnie z krzywizną zatrzymującej części 4 i w widoku z boku są łukami elipsy. Rowek 7 i dwie sąsiednie linie 5 tworzą trójkąt 8, który po rozerwaniu zostanie oddzielony od sąsiednich trójkątów przez rozerwanie materiału wzdłuż linii 5 i odkształci się w kierunku przepływu zginając się wzdłuż rowka 7. Drugie strefy, mające postać rowków 7, powodują zginanie się trójkątów 8 bez rozrywania, aby uniknąć porywania tych trójkątów 8, co mogłoby spowodować uszkodzenie dalszego kanału lub pogorszyć przepływ w dalszym kanale, powodując przez to zwiększenie spadku ciśnienia i zwolnienie zaniku ciśnienia po stronie dopływu. Spadek ciśnienia powodowany przez zatrzymujący element 1po rozerwaniu jest mniejszy, gdy wzrasta liczba linii 5 i rowków 7. Liczba linii 5 i rowków 7 zależy również od średnicy zatrzymującego elementu 1.

Kołnierz 3 umieszczony za kołnierzem 2 jest przebity promieniowym otworem, w którym umieszczona jest zabezpieczająca rurka 10. Czujnik rozerwania zawiera elektryczny przewód 11, który jest przymocowany do zatrzymującej części 4 po stronie odpływu i tworzy pętlę. Ten przewód elektryczny 11 wchodzi w zabezpieczającą rurkę 10, aż do zespołu łączącego. Elektryczny przewód 11 przebiega zasadniczo na całej średnicy zatrzymującego elementu 1, przy czym jedna część 11a

PL 195 512B1 przewodu jest usytuowana po jednej stronie linii 5, równolegle do tej linii 5, a druga część 11b przewodu jest usytuowana promieniowo po drugiej stronie tej samej linii 5, równolegle do niej. Odległość pomiędzy tymi dwiema częściami 11a, 11b przewodu jest mała. Odległość ta może być mniejsza niż maksymalna odległość pomiędzy dwoma otworami 6 tak, że przewód 11 przechodzi pomiędzy otworami 6.

Elektryczny przewód 11 jest przykryty ochronną folią 12, która zabezpiecza go przed korozją i przykleja go na odpływowej stronie zatrzymującej części 4. Skład tej folii 12 jest również wybierany w celu uniknięcia modyfikowania ciśnienia rozerwania elementu bezpieczeństwa 1. Folia 12 może być wykonana z osłabionego poliamidu. Rozerwanie elementu bezpieczeństwa nieuchronnie powoduje przerwanie elektrycznego przewodu 11. Przerwanie to może być wykrywane bardzo łatwo i niezawodnie jako przerwanie przepływu prądu przez przewód 11 lub alternatywnie poprzez różnicę napięcia pomiędzy dwoma końcami przewodu 11.

Jak pokazano na fig. 3, transformator 13 zawiera główną obudowę 14 wspartą na ziemi za pomocą nóg 15 i jest zasilany energią elektryczną poprzez przewody 16 otoczone izolatorami 17. Główna obudowa 14 jest wypełniona chłodziwem, np. olejem dielektrycznym i jest zasadniczo przewidziana do wytrzymywania wewnętrznego nadciśnienia 100 kPa.

Główna obudowa 14 jest wyposażona w giętką kompensacyjną tuleję 18, za którą umieszczony jest element bezpieczeństwa 1, którego przerwanie umożliwia bez opóźnienia wykrycie zmiany ciśnienia na skutek deflagracji spowodowanej przez przebicie izolacji elektrycznej transformatora.

Element bezpieczeństwa 1 jest wsparty przez zbiornik 19 przeznaczony do zbierania oleju dopływającego z głównej obudowy 14 po przerwaniu elementu bezpieczeństwa 1. Zbiornik 19 jest wyposażony w rurę 20 do odprowadzania do atmosfery gazów wydostających się z oleju. Jeżeli transformator jest zainstalowany w zamkniętym pomieszczeniu, przewód 20 jest wyprowadzony na zewnątrz tego zamkniętego pomieszczenia. Główna obudowa 14 zostaje zatem pozbawiona ciśnienia natychmiast i częściowo opróżniona do zbiornika 19. Element bezpieczeństwa 1 może być przewidziany do rozerwania przy ciśnieniu właściwym mniejszym niż 100 kPa, np. 20-90 kPa, korzystnie 50-80 kPa.

Odcinający powietrze zawór 20a jest umieszczony w przewodzie rurowym 20, aby uniemożliwić dopływ tlenu z powietrza, co mogłoby spowodować zapalenie się gazów, które mogą stać się wybuchowe, jak również oleju w zbiorniku 19 i w głównej obudowie 14.

Transformator 13 jest zasilany poprzez przekaźnik (nie pokazano), który zawiera elementy odcinające zasilanie, takie jak wyłączniki obwodu przeznaczone do zabezpieczania transformatora 13, a ponadto przekaźnik ten jest wyposażony w czujniki wyzwalające.

Główna obudowa 14 zawiera środki do chłodzenia płynu przez wprowadzanie obojętnego gazu, takiego jak azot, na dno głównej obudowy. Chłodzenie takie umożliwia zmniejszenie ilości niebezpiecznych gazów wytwarzanych przez rozkład płynu i zmniejszenie zawartości wodoru w tej ilości niebezpiecznych gazów. Obojętny gaz jest przechowywany w co najmniej jednej ciśnieniowej butli 21 wyposażonej w pirotechniczny zawór 22, reduktor ciśnienia 23 i przewód rurowy 24 doprowadzający obojętny gaz do dna głównej obudowy 14. Otwarcie zaworu 22 jest sterowane sygnałem przerwania pochodzącym z detektora przerwania zintegrowanego z elementem bezpieczeństwa 1, równocześnie z sygnałem wyzwalania jednego z elektrycznych zabezpieczeń transformatora 13. Wprowadzenie gazu obojętnego powoduje niewielki wzrost poziomu płynu dielektrycznego w głównej obudowie 14 i jego przepływ do zbiornika 19.

Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi, tego typu, jest ekonomiczne, samodzielne w stosunku do sąsiednich urządzeń, ma zwartą konstrukcję i nie wymaga konserwacji. Transformator 13 pokazany na fig. 4 ma zakres mocy większy niż transformator z fig. 3 i jest wyposażony w jeden lub więcej zmieniaczy zaczepów pod obciążeniem oraz w przepusty zasilania elektrycznego wysokiego i niskiego napięcia, i zawiera wiele zespołów do przeciwdziałania wybuchowi.

Aby zapewnić stały poziom chłodziwa w głównej obudowie 14, transformator 13 jest wyposażony w górny zbiornik 25 połączony z główną obudową 14 przewodem 26.

Przewód 26 ma automatyczny zawór 27, który odcina przewód 26 natychmiast po wykryciu gwałtownego ruchu płynu. W razie wybuchu głównej obudowy 14 ciśnienie w przewodzie 26 gwałtownie spada, na skutek czego ciecz zaczyna płynąć, a przepływ ten zostaje gwałtownie zatrzymany przez zamknięcie automatycznego zaworu 27. Zabezpiecza to ciecz zamkniętą w górnym zbiorniku 25 przed zapaleniem transformatora 13.

Główna obudowa 14 ma czujnik obecności pary chłodziwa, nazywany również czujnikiem Buchholza 28, zamontowany w górnym punkcie głównej obudowy, zwykle na przewodzie 26. Deflagracja

PL 195 512B1 na skutek przebicia izolacji elektrycznej gwałtownie powoduje uwolnienie pary płynu w głównej obudowie 14. Czujnik 28 pary służy zatem do wykrywania przebicia izolacji elektrycznej.

Urządzenie zawiera zespół do przeciwdziałania wybuchowi usytuowany na głównej obudowie 14. Transformator 13 ma zawór 29 umieszczony pomiędzy jego obudową 14 a giętką kompensacyjną tuleją 18. Zawór 29 jest stale otwarty, gdy transformator 13 jest zasilany, a może zostać zamknięty podczas przeprowadzania konserwacji po odłączeniu transformatora 13. Za elementem bezpieczeństwa 1 zamocowany jest kanał 30 likwidacji ciśnienia wyposażony w odcinający powietrze zawór 31. Ten kanał 30 likwidacji ciśnienia uchodzi do studzienki lub bezpiecznego odpływu.

Transformator 13 może być wyposażony w jeden lub więcej zmieniaczy 32 zaczepów pod obciążeniem, stosowanych jako złącza pomiędzy transformatorem 13 a siecią elektryczną, do której jest on dołączony, by zapewniać stałe napięcie pomimo zmian prądu dostarczanego do sieci. Urządzenie zawiera zespół do przeciwdziałania wybuchowi usytuowany na każdym zmieniaczu zaczepów 32 pod obciążeniem.

Zmieniacz 32 zaczepów pod obciążeniem jest wyposażony w obudowę 33 połączoną likwidującym ciśnienie przewodem 34 z przewodem 30 likwidacji ciśnienia. Dla wyjaśnienia, zmieniacz 32 zaczepów pod obciążeniem jest również chłodzony przez palne chłodziwo. Ze względu na jego małą objętość, wybuch zmieniacza 32 zaczepów pod obciążeniem jest bardzo gwałtowny i może mu towarzyszyć rozrzucanie strumieni płonącego chłodziwa. Likwidujący ciśnienie kanał 34 jest wyposażony w element bezpieczeństwa 35 przeznaczony do rozerwania w razie zwarcia, a zatem nadciśnienia wewnątrz zmieniacza 32 zaczepów pod obciążeniem. Element bezpieczeństwa 35 jest podobny do elementu bezpieczeństwa 1 i ma odpowiednie wymiary. Zapobiega zatem wybuchowi obudowy 33 zmieniacza 32 zaczepów pod obciążeniem.

Transformator 13 ma wiele przepustów 36 zasilania elektrycznego umożliwiających dołączenie go do sieci elektrycznej wysokiego napięcia. Urządzenie zawiera zespół do przeciwdziałania wybuchowi usytuowany na każdym przepuście 36 zasilania elektrycznego.

Figura 6 przedstawia ilustracyjny przykład wykonania przepustu zasilania elektrycznego. Przepust 36 zasilania elektrycznego zawiera obudowę lub olejową skrzynkę 37 w kształcie cylindra, którego dolny koniec jest zamocowany na głównej obudowie 14, a górny koniec jest wolny. Wyjściowy pręt 38 wychodzący z głównej obudowy 14 przechodzi przez olejową skrzynkę 37 z jednego końca do drugiego.

Szczelny elektryczny izolator 39 umieszczony jest pomiędzy wyjściowym prętem 38 a ścianą głównej obudowy 14. Podobnie elektryczny izolator 40 jest umieszczony pomiędzy wyjściowym prętem 38 a swobodnym górnym końcem olejowej skrzynki 37, która jest prawie całkowicie wypełniona olejem podczas normalnej eksploatacji.

Kanał 41 łączy dno olejowej skrzynki 37 z likwidującym ciśnienie kanałem 34 zmieniacza 32 zaczepów pod obciążeniem. Zastosowany element bezpieczeństwa 42 odcina kanał 41 w warunkach normalnej eksploatacji. Element bezpieczeństwa 42 jest podobny do elementu bezpieczeństwa 1i ma odpowiednie wymiary.

Przewód rurowy 43 do wprowadzania obojętnego gazu uchodzi u góry olejowej skrzynki 37 i jest dołączony do jednej lub kilku butli 21 (fig. 4).

Zaobserwowano, że zwarcia przepustów 36 zasilania elektrycznego są najczęściej powodowane przez izolator 39, który starzeje się lub pęka pod wpływem drgań głównej obudowy 14, na której jest zamocowany. Łuk elektryczny spowodowany zwarciem wyzwala znaczną ilość energii, co powoduje wzrost temperatury oleju, uwalnianie gazu i gwałtowny wzrost ciśnienia w olejowej skrzynce 37. Ten wzrost ciśnienia powoduje rozerwanie izolatora 39 lub olejowej skrzynki 37. W kontakcie z powietrzem gazy zapalają się, a olej rozpływa się na transformatorze 13. Powoduje to rozległy pożar.

Podczas wybuchu uszkodzenie izolatora 39 często powoduje wyciek oleju z głównej obudowy 14, który zasila pożar i pomaga mu w objęciu całego transformatora 13, jego wyposażenia i sąsiednich urządzeń.

Element bezpieczeństwa 42 wybiera się z ciśnieniem rozerwania niższym niż ciśnienie sprawdzania olejowej skrzynki 37. Wzrost ciśnienia powoduje rozerwanie elementu bezpieczeństwa 42, a przez to natychmiastowe zlikwidowanie ciśnienia w olejowej skrzynce 37 i przepływ oleju. Wykrycie rozerwania za pomocą zintegrowanego przewodu elektrycznego umożliwia wprowadzenie obojętnego gazu przewodem rurowym 43, aby uniemożliwić wprowadzenie tlenu z powietrza otoczenia do olejowej skrzynki 37 i zwiększyć przepływ oleju. Zabezpieczenia elektryczne transformatora 13 umożliwiają wyłączenie tego transformatora. Potrzebna jest wówczas naprawa tylko uszkodzonego przepustu zasilania elektrycznego, co oznacza zmniejszenie kosztów i skrócenie przestoju transformatora 13.

PL 195 512B1

Transformator 13 ma również moduł sterowania (nie pokazano) dołączony do każdego czujnika rozerwania elementów bezpieczeństwa 1, 35 i 42. Każde wykrycie rozerwania jednego z elementów bezpieczeństwa 1, 35 lub 42 równocześnie z zadziałaniem elektrycznych zabezpieczeń transformatora powoduje wprowadzenie gazu obojętnego do głównej obudowy 14, zmieniaczy 32 zaczepów pod obciążeniem i przepustów 36 zasilania elektrycznego, ponieważ zwarcie w jednym z tych elementów często przyczynia się do uszkodzenia innych (fig. 5). Transformator 13 jest ponadto wyłączany przez same zabezpieczenia elektryczne. Jak pokazano na fig. 5, zadziałanie jednego z zabezpieczeń elektrycznych transformatora (czujnik Buchholza, czujnik udaru prądowego, czujnik zwarcia do ziemi, ochrona różnicowa) i jednego z elementów bezpieczeństwa powoduje wprowadzenie obojętnego gazu do wszystkich elementów zawierających palny płyn.

Moduł sterowania może być również dołączony do czujników wyposażenia, takich jak czujnik pożarowy, czujnik 28 pary (Buchholza) i zespół wyzwalania przekaźnika zasilającego, aby spowodować gaszenie pożaru, gdyby zabezpieczenie przeciwwybuchowe zawiodło.

Urządzenie według wynalazku wymaga niewielu modyfikacji elementów transformatora, wykrywa przebicia izolacji niezwykle szybko i równocześnie działa tak, aby ograniczyć wynikające z tego konsekwencje. Dzięki temu można uniknąć wybuchów zbiorników olejowych i spowodowanych przez to pożarów, zmniejszając szkody związane ze zwarciami w transformatorze, jak również w zmieniaczach zaczepów pod obciążeniem i w przepustach zasilania.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora, mającego obudowę wypełnioną palnym chłodziwem i środki likwidacji ciśnienia w obudowie transformatora, znamienne tym, że środki likwidacji ciśnienia zawierają element bezpieczeństwa (1) wyposażony w część zatrzymującą (4), która zawiera pierwsze strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej (4), nadające się do rozerwania bez powstawania fragmentów, kiedy element bezpieczeństwa (1) jest rozrywany, oraz drugie strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej (4), nadające się do zginania bez rozrywania, kiedy element bezpieczeństwa (1) jest rozrywany, przy czym element bezpieczeństwa (8) jest przeznaczony do rozrywania, kiedy ciśnienie wewnątrz obudowy (14) przewyższa określoną wartość.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element bezpieczeństwa (1) ma człon uszczelniający, umieszczony po stronie chłodziwa i przeznaczony do zamykania otworów (6) o małej średnicy wykonanych w części zatrzymującej (4).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że człon uszczelniający ma postać wykładziny (9) na części zatrzymującej (4), która to wykładzina (9) korzystnie jest wykonana na bazie politetrafluoroetylenu.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że część zatrzymująca (4) ma kształt wysklepiony z wypukłością zwróconą na zewnątrz po stronie przeciwnej do chłodziwa.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że część zatrzymująca (4) ma postać cienkiej blachy metalowej ze stali nierdzewnej, aluminium lub stopu aluminium.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że z elementem bezpieczeństwa (1) jest zintegrowany czujnik rozerwania.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że czujnik rozerwania zawiera elektryczny przewód (11) przeznaczony do rozrywania równocześnie z elementem bezpieczeństwa (1), przy czym ten elektryczny przewód (11) jest naklejony na element bezpieczeństwa (1).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód elektryczny (11) jest umieszczony po przeciwnej stronie części zatrzymującej (4) niż chłodziwo, przy czym jest on przykryty ochronną folią (12).
9. 9. Urządzenie do przeciwdziałania wybuchowi elektrycznego transformatora, mającego obudowę wypełnioną palnym chłodziwem i środki likwidacji ciśnienia w obudowie transformatora, znamienne tym, że zawiera wiele zespołów do przeciwdziałania wybuchowi, których środki likwidacji ciśnienia zawierają element bezpieczeństwa (1) wyposażony w część zatrzymującą (4), która zawiera pierwsze strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej (4), nadające się do rozerwania bez powstawania fragmentów, kiedy element bezpieczeństwa (1) jest rozrywany oraz drugie strefy o grubości zmniejszonej w porównaniu z resztą części zatrzymującej (4), nadające się do zgina8

   PL 195 512B1 nia bez rozrywania, kiedy element bezpieczeństwa (1) jest rozrywany, który to element bezpieczeństwa (1) jest przeznaczony do rozrywania, kiedy ciśnienie wewnątrz obudowy (14) przewyższa określoną wartość, przy czym urządzenie zawiera jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi na głównej obudowie (14) zawierającej uzwojenia i jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi na każdym zmieniaczu (32) zaczepów pod obciążeniem.
10. 10. Układ według zastrz. 9, znamienne tym, że zawiera co najmniej jeden zespół do przeciwdziałania wybuchowi na co najmniej jednym przepuście (36) zasilania elektrycznego.