Устройство для предотвращения взрыва силового трансформатора

Устройство относится к экологически чистым пожаробезопасным неразрушающим системам защиты силовых трансформаторов при коротком замыкании в активной части трансформатора и может быть использовано в маслонаполненных трансформаторах средней и большой мощности с целью предотвращения катастрофических последствий тяжелого внутреннего повреждения трансформатора.

Технический результат заключается в использовании демпферного принципа гашения гидродинамической волны, возникающей в емкостях маслонаполненного оборудования при КЗ, без необходимости сброса масла и газов.

Устройство содержит демпферные элементы, размещенные на стенках (1) масляного корпуса трансформатора, выполненные каждое из двух металлических пластин (2) и (3), соединенных по контуру тонкостенной металлической гофрированной проставкой (4), при этом полость (5) между пластинами (2) и (3) заполнена инертным газом.

1 з.п.ф., 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения разрыва корпуса конструкционных элементов, преимущественно трансформаторов, охлаждаемых большим объемом жидкости (масла). При коротком замыкании (КЗ) и дуге, возникающей в активной части трансформатора, выделяется большое количество газов, образующихся при разложении трансформаторного масла. В основном это ацетилен и водород, который при высокой температуре при контакте с воздухом самовоспламеняется, что приводит к пожару и тяжелым авариям. Процесс развивается в течение нескольких миллисекунд (Лизунов С.Д., Лоханин А.К. Силовые трансформаторы. Справочная книга. Энергоиздат, 2004). При этом давление в баке резко возрастает, превышая критические параметры. Устранение последствий таких аварий требует значительных капиталовложений для восстановления оборудования. Поэтому защита трансформатора от взрыва требует особого внимания.

В трансформаторной технике известна защитная противопожарная, система, приводимая в действие различными датчиками релейного типа [патент на изобретение RU 2103777, опубликован 27.01.1998]. Недостатком этого устройств является их инерционность - время срабатывания составляет сотые доли секунды, что во много раз превышает необходимую скорость срабатывания защиты. Поэтому для защиты трансформаторов от взрыва и разрушения необходимы системы с меньшей инерционностью.

Наиболее близким к предлагаемому решению (его прототипом) является демпферный принцип гашения гидродинамической волны, возникающих в емкостях маслонаполненного оборудования при КЗ, без необходимости сброса масла и газов, что обеспечивается размещением настенках масляного корпуса трансформатора демпферного слоя в виде пакетов из наружной маслостойкой пленки и упругого материала типа поролона или пенополиуретана [Мишуев А.В. и другие, Демпферная система защиты трансформаторов и высоковольтного маслонаполненного электрооборудования от взрыва и пожара при коротком замыкании, журнал "Электро" 22009].

Наличие демпферного слоя позволяет снизить нагружение стенок камеры, которое в этом случае будет происходить плавно, их прогиб будет осуществляться в статическом режиме, что предотвратит вибрацию стенок.

Однако, применение поролона или пенополиуретана - достаточно мягких материалов, может привести к преждевременному сжатию демпфирующего слоя за счет давления на него масла. Кроме того, при длительной эксплуатации возможен разрыв маслостойкой пленки.

Предложенное устройство устраняет недостатки прототипа, повышая надежность защиты трансформатора с применением демпферных элементов.

Поставленная задача решается тем, что, демпферные элементы, размещенные на стенках масляного корпуса трансформатора, выполнены из двух металлических пластин, соединенных по контуру тонкостенной металлической гофрированной проставкой, при этом полость между пластинами заполнена инертным газом.

Полезная модель имеет уточняющее развитие, заключающееся в том, что демпферные элементы размещены равномерно на стенках масляного корпуса трансформатора, а давление инертного газа между металлическими пластинами демпферных элементов выбрано равным давлению масла в трансформаторе при нормальной его работе.

Сущность предложенного решения поясняется схемой, показанной на фиг.1.

Устройство содержит демпферные элементы, размещенные на стенках 1 масляного корпуса трансформатора, выполненные каждое из двух металлических пластин 2 и 3, соединенных по контуру тонкостенной металлической гофрированной проставкой 4, при этом полость 5 между пластинами 2 и 3 заполнена инертным газом с давлением равным давлению масла в трансформаторе при нормальной его работе.

Устройство работает следующим образом.

Трансформатор содержит активную часть, помещенную в корпус, заполненный охлаждающей жидкостью (диэлектрическим маслом). По стенкам корпуса размещены (по возможности равномерно) демпферные элементы, выполненные каждое из двух металлических пластин, соединенных по контуру тонкостенной металлической гофрированной проставкой, при этом полость между пластинами заполнена инертным газом с давлением равным давлению масла в трансфоматоре при нормальной его работе.

При выбросе, в результате КЗ в активной части, образующиеся газы и масло давят на наружные пластины 2 и 3 демпферных элементов. Происходит сжатие инертного газа между пластинами 2 и 3, увеличивая полезный объем корпуса трансформатора.

Предложенное решение обеспечивает быстрый сброс давления в баке трансформатора при КЗ. Сжатие демпферных элементов происходит только при увеличении давления в корпусе трансформатора, а конструкция устройства обеспечивает его длительный эксплуатационный срок.

1. Устройство для предотвращения взрыва силового трансформатора, содержащее демпферные элементы, размещенные на стенках масляного корпуса трансформатора, выполненные каждое из двух металлических пластин, соединенных по контуру тонкостенной металлической гофрированной проставкой, при этом полости между пластинами заполнены инертным газом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что демпферные элементы размещены равномерно на стенках масляного корпуса трансформатора, а давление инертного газа между металлическими пластинами демпферных элементов выбрано равным давлению масла в трансформаторе при нормальной его работе.