CN107624195B - 绝缘液体膨胀组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于高压线圈(14)的绝缘液体箱(12,52)的绝缘液体膨胀组件，绝缘液体膨胀组件包括具有入口开口(22)和出口开口(24)的膨胀容器(22,58,74)，其中入口开口(22)被设置成与绝缘液体箱(12,52)流通地连接。设置了补偿管道(26)，其在其第一端部处与膨胀容器(22,58,74)的出口开口(24)流通地连接。柔性气袋(32,62,78)流通地连接至补偿管道(26)，使得气体可从补偿管道(26)流至气袋(32,62,78)中并回流。压力器件，其用于对在其它方面气密密封的补偿管道(26)的内部施加压力。

Description

绝缘液体膨胀组件

技术领域

本发明涉及用于高压线圈的绝缘液体箱的绝缘液体膨胀组件，绝缘液体膨胀组件包括具有入口开口和出口开口的膨胀容器，其中，入口开口被设置成与绝缘液体箱流通地连接。

背景技术

已知在高压配电网络(例如具有110kV或380kV的额定电压)中的变压器、电抗器、线圈和其它电气装置通常被布置在由电绝缘液体(如油)填充的箱内。因此经得住相应的电压水平所需要的内部绝缘距离减小且电气高压装置的整体大小可以有利的方式减小。此外，电绝缘液体具有冷却液体的功能。

由于在操作期间绝缘液体的热膨胀，通常将膨胀容器设置在容器上方。热膨胀例如取决于高压装置的实际操作损失或热环境背景条件。膨胀容器的大小可选择为使得在最小热膨胀的情形下，绝缘液体箱仍然是满的，以及在最大热膨胀的情形下，绝缘液体的膨胀体积可被膨胀容器吸收。因此膨胀容器的填充水平处于>0%和<100%之间。

为了避免绝缘液体的湿气污染，膨胀容器内绝缘液体的表面常常相对于大气而被密封。这种密封一般通过安装在膨胀容器中的柔性膜片或橡胶袋而实现。

这种定制方案所需的努力高，因为这种膜片或橡胶袋导致较复杂的设计和在架设和填充过程期间的较复杂的现场处理。此外，需要特殊的监测装置用于监视密封。而且，还注意到，膨胀容器使用膜片或橡胶袋阻碍了布置在绝缘液体箱中的高压装置的可用性。这种装置的任何损坏或泄露导致断电和现场大范围的维修行动，因为膨胀容器定位在绝缘液体箱上方的水平处并仅具有有限的接近性。由于柔性膜片或橡胶袋逐年的磨损，它们的使用寿命也是有限的。

发明内容

本发明的目标是提供避免膨胀容器内的膜片或橡胶袋的绝缘液体膨胀组件。

通过前述种类的绝缘液体膨胀组件解决该问题。该特征在于：补偿管道，其在其第一端部处与膨胀容器的出口开口流通地连接；柔性气袋，其流通地连接到补偿管道，使得气体可从补偿管道流到气袋中并回流；和压力器件，其用于对在其它方面(otherwise)气密密封的补偿管道的内部施加压力。

本发明的基本构思不是直接密封膨胀容器内的绝缘液体的表面，而是在膨胀容器外部提供膨胀器件，尤其是柔性气袋。绝缘液体箱的内部空间、膨胀容器和柔性气袋一起形成气密密封的可膨胀的内部空间，其中通过匹配柔性气袋的容积而在膨胀容器的外面发生膨胀。为了阻止绝缘液体流到膨胀容器外面，气密密封的可膨胀的内部空间的内部不仅由绝缘液体填充，而且由一定体积的适当气体填充。可以说用绝缘液体填充绝缘液体箱和膨胀容器符合现有技术，其中可膨胀的内部空间的剩余容积，尤其是补偿管道和柔性气袋的内部空间的剩余容积由适当的气体填充。柔性气袋的最大容积将至少等于绝缘液体填充的箱内的液体的最大差额体积。

在最简单的情形下，适当的气体为空气。因为整个可膨胀的内部空间为气密密封的，因此没有额外的湿气可渗透至其中和污染绝缘液体。操作压力将稍稍大于大气压力，例如大于大气压力几毫巴。因此确保柔性气袋可克服大气压力而膨胀。为了确保这种过压力，压力器件被设置于在其它方面气密密封的补偿管道处，用于对在气密密封的可膨胀的内部空间中的气体施加压力。

该柔性气袋可通过补偿管道而相对于绝缘液体箱置于任何便利的地板水平和距离处，补偿管道可由管道和/或软管等制成。为了允许有适当的保护而防止紫外线和机械损坏，柔性气袋优选被安装在壳体或封壳的内部。关于柔性气袋的形状没有确切的要求，通常可使用立方体或圆柱形形状。

根据本发明的另一实施例，绝缘液体膨胀组件包括用于高压线圈的绝缘液体箱，其中膨胀容器被布置在绝缘液体箱的上方，并与绝缘液体箱流通地连接。因此，绝缘液体箱和膨胀容器为根据本发明的组件的部分。

根据本发明的另一实施例，膨胀容器的入口开口被布置在膨胀容器的底部处且其出口开口被布置在膨胀容器的顶部处。因此确保由于热膨胀而流出绝缘液体箱的绝缘液体被安全地引导至膨胀容器中并在热收缩的情形下流回。

根据本发明的另一实施例，补偿管道的压力器件包括分离液填充的虹吸管(syphon)，其与补偿管道流通地连接。虹吸管充当过压和真空保护虹吸管。虹吸管将由分离液(在操作条件下不会蒸发或冻结)填充，分离液不必一定与绝缘液体相同，但可与绝缘液体相同，因此两种液体都可为油。在对应的管或管道中的分离液的水平限定气体填充的袋的操作压力。在较高压力的情形下，分离液将由气体取代，且气体将被释放至大气中。在绝缘液体箱为真空的情形下，空气可进入绝缘液体膨胀组件。绝缘液体膨胀组件可以不同的适当气体操作。

根据本发明的另一实施例，上升管被设置在虹吸管的开放的出口处。可由分离液填充的虹吸管对气密密封的内部空间施加的最大压力取决于虹吸管本身的形状和容积、分离液的填充水平和上升管。优选竖直布置的上升管的内部容积基本上至少对应于在虹吸管内的分离液的体积的一半，以确保分离液在正常的条件下不会从那里喷出。

根据本发明的另一实施例，通气装置，尤其是硅凝胶通气装置被设置成临时与补偿管道流通地连接。可膨胀的内部空间在正常条件下是气密密封的。例如在柔性气袋的维修或更换的情形下，临时使通气装置连接至补偿管道是可行的，使得由绝缘液体的热膨胀引起的任何过压或负压通过打开通气装置而补偿。优选通气装置为干气装置(诸如硅凝胶通气装置)以便减少通过通气装置进入绝缘液体膨胀组件的湿气。因此，在维修期间安装在绝缘液体箱中的线圈或变压器持续操作达一定时间是可行的。

根据本发明的另一实施例，三通阀被设置用于通气装置与补偿管道的临时连接。这能够实现用于连接或脱连可膨胀的内部空间的任何分支的高度灵活性。

根据绝缘液体膨胀组件的一个优选实施例，柔性气袋由箔或隔膜制成。这种布置具有以下优点：在没有任何较大压力的情况下，柔性空气袋的内部容积的膨胀或收缩是可行的。

根据本发明的另一实施例，柔性气袋由另一柔性气袋气密地包围，其中，设置用于检测两个气袋内部之间的压差的器件。在需要检测泄露的情形下，这是有用的。压力检测器件可为被配合至经包围的柔性气袋的压差继电器。如果气体泄露通过内部的柔性气袋，则将检测到微弱的压差。

根据本发明的另一实施例，柔性气袋的最大内部容积与膨胀容器的内部容积相配。膨胀容器的容积被选择为其可吸收可由于热膨胀而出现的绝缘液体箱内绝缘液体的整个额外的差额体积。因此，柔性气袋的容积也与膨胀容器的容积相配。

根据本发明的一个优选实施例，柔性气袋被布置在封壳或壳体内。因此，提供抵抗环境背景条件诸如雪、风、紫外线辐射等的适当的保护。

根据绝缘液体膨胀组件的另一实施例，用于收集绝缘液体的槽被布置在补偿管道的低垂处。这仅是例如在由于故障而在维修期间一些绝缘液体进入补偿管道的情形下的预备方案。因此，甚至在那种情形下，绝缘液体进入柔性气袋是被阻止的。

根据本发明的另一实施例，设置用于监视在槽中液体的存在性的监测系统。因此任何相应的故障可自动地被检测。

根据绝缘液体膨胀组件的另一实施例，高压线圈和/或高压变压器被布置在绝缘液体箱内，其中箱由绝缘液体(诸如油)填充。因此完整的工作环境被提供作为绝缘液体膨胀组件的一部分。

本发明的另外的有利的实施例在从属权利要求中被提及。

附图说明

现在将通过示范性实施例并参照附图进一步解释本发明，其中：

图1示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性第一设备，

图2示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性第二设备，以及

图3示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性第三设备。

具体实施方式

图1以概略图10示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性第一设备。具有高压线圈14和变压器芯体16的高压变压器被布置在绝缘液体箱12内。绝缘液体箱12被设置成由绝缘液体(诸如油)填充。在绝缘液体箱12上方布置膨胀容器20，其通过液体管道18与绝缘液体箱12流通地连接，流体管道18在膨胀容器20的底部的入口22处终止。

在膨胀容器20的顶部处，设置有出口开口24且补偿管道26与之流通地连接。补偿管道26在其第二端部28处通至虹吸管30。柔性气袋32的入口34与补偿管道26流通地连接，使得气体可从补偿管道26流至柔性气袋32中并回流。柔性气袋32的最大内部容积近似对应于膨胀容器20的内部容积。

虹吸管30被设置成由分离液填充并对流通地连接的绝缘液体箱12、膨胀容器20和柔性气袋32的气密密封的内部空间施加压力。在虹吸管30的开放的端部处，设置有上升管36以便防止分离液从虹吸管30喷出。

通过使用三通阀40，通气装置38与补偿管道26可临时流通地连接，使得甚至例如在维修柔性气袋32的情形下，无论如何仍可操作变压器。在维修之后，通气装置38的连接部必须被关闭使得内部空间再次为气密密封的。而且，槽42被连接至补偿管道26，使得例如由于故障而在维修期间进入补偿管道26的流体可被收集在其中。

图2以概略图50示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性的类似的第二设备。在该示例中，绝缘液体箱52和膨胀容器58被流通地连接并由绝缘液体54填充至填充水平56。在绝缘液体箱52中未描绘相应的线圈或变压器，但可设想其是存在的。在膨胀容器58内的填充水平56相当接近充满的状态，因此仅有限的量的气体60存在于膨胀容器58的顶部中。补偿管道使膨胀容器58与柔性气袋62连接，柔性气袋62被气体64填充至几乎达到其最大容积。在补偿管道的远端端部处，分离液68填充的虹吸管66被设置成气密地密封补偿线路的端部并对其施加压力。这是用于绝缘液体的相对大的膨胀的示例。

图3以概略图70示出具有绝缘液体膨胀组件的示范性的类似的第三设备。绝缘液体箱和膨胀容器74流通地被连接并由绝缘液体填充达填充水平72。在膨胀容器74内的填充水平72相当接近空的状态，使得较大量的气体76存在于膨胀容器74的顶部中。补偿管道使膨胀容器74与柔性气袋80连接，柔性气袋80由气体80填充其最大容积的仅小部分。这是用于绝缘液体的非常小的膨胀的示例。

参考标记列表

10 具有绝缘液体膨胀组件的示范性第一设备

12 绝缘液体箱

14 线圈

16 变压器芯体

18 液体管道

20 膨胀容器

22 膨胀容器的入口开口

24 膨胀容器的出口开口

26 补偿管道

28 补偿管道的第二端部

30 虹吸管

32 柔性气袋

34 柔性气袋的入口

36 上升管

38 通气装置

40 三通阀

42 槽

50 具有绝缘液体膨胀组件的示范性第二设备

52 绝缘液体箱

54 绝缘液体

56 绝缘液体的第一填充水平

58 膨胀容器

60 在膨胀容器中的气体

62 柔性气袋

64 在柔性气袋中的气体

66 虹吸管

68 在虹吸管中的液体

70 具有绝缘液体膨胀组件的示范性第三设备

72 绝缘液体的第二填充水平

74 膨胀容器

76 在膨胀容器中的气体

78 柔性气袋

80 在柔性气袋中的气体。

Claims (14)

1.一种用于高压线圈(14)的绝缘液体箱(12, 52)的绝缘液体膨胀组件，其包括

•具有入口开口(22)和出口开口(24)的膨胀容器(22, 58, 74)，其中，所述入口开口(22)被设置成与所述绝缘液体箱(12, 52)流通地连接，

•补偿管道(26)，其在其第一端部处与所述膨胀容器(22, 58, 74)的所述出口开口(24)流通地连接，

•柔性气袋(32, 62, 78)，其流通地连接至所述补偿管道(26)，使得气体可从所述补偿管道(26)流至所述气袋(32, 62, 78)中并回流，和

•压力器件，其用于对在其它方面气密密封的补偿管道(26)的内部施加压力，

其特征在于

所述补偿管道(26)的所述压力器件包括与其流通地连接的由液体(68)填充的虹吸管(30, 66)。

2.根据权利要求1所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，其包括用于高压线圈(14)的绝缘液体箱(12, 52)，其中，所述膨胀容器(22, 58, 74)被布置在所述绝缘液体箱(12,52)的上方并与之流通地连接。

3.根据权利要求2所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述膨胀容器(22, 58, 74)的入口开口(22)被布置在其底部处且所述出口开口(24)被布置在其顶部处。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，上升管(36)被设置在所述虹吸管(30, 66)的开放的出口处。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，通气装置(38)被设置成临时与所述补偿管道(26)流通地连接。

6.根据权利要求5所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述通气装置(38)为硅凝胶通气装置。

7.根据权利要求5所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，三通阀(40)被设置用于所述通气装置(38)与所述补偿管道(26)的临时连接。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述柔性气袋(32, 62, 78)由箔或隔膜制成。

9.根据权利要求8所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述柔性气袋(32, 62, 78)由另一柔性气袋气密性地包围，其中，设置有用于检测在两个气袋的内部之间的压差的器件。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述柔性气袋(32, 62, 78)的最大内部容积与所述膨胀容器(22, 58, 74)的内部容积相配。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述柔性气袋(32, 62, 78)被布置在壳体内。

12.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，用于收集液体的槽(42)被布置在所述补偿管道(26)的低垂处。

13.根据权利要求12所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，设置有用于监视液体在所述槽(42)中的存在性的监测系统。

14.根据权利要求1至3中的任一项所述的绝缘液体膨胀组件，其特征在于，所述高压线圈(14)被布置在所述绝缘液体箱(12, 52)内，且其中，其由绝缘液体(54)填充。