CN109659115B - 车间变压器的防火灭火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及干式变压器技术领域，尤其是车间变压器的防火灭火装置。包括壳体、圆筒式绕组和灭火装置，圆筒式绕组包括线圈和铁芯，线圈在铁芯上同轴绕制；灭火装置包括：钢瓶，钢瓶设置于壳体外，钢瓶顶端设有出气口，钢瓶内装有阻燃气体；温控阀，温控阀设置于壳体内，包括进气口和出气口，温控阀的进气口通过连接管与钢瓶出气口连通；气囊，弹性气体上端与温控阀出气口连通，气囊下端与铁芯顶端固定连接；其中，铁芯与线圈滑动连接，铁芯能在轴向上滑动；铁芯正下方的外壳上设有通风孔，铁芯与通风孔间隙配合。采用本发明的技术方案能实现快速灭火。

Description

车间变压器的防火灭火装置
技术领域
本发明涉及干式变压器技术领域，特别涉及车间变压器的防火灭火装置。
背景技术
干式变压器指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器，干式变压器的低压线圈和高压线圈按内层外层的顺序缠绕在铁芯上。干式变压器广泛用于车间、码头CNC机械设备等场所，尤其是车间，大量采用干式变压器。由于车间生产设备多，耗电量大，导致干式变压器长期满负载工作，再加上干式变压器工作时自身发热量大，当变压器其出现故障或严重过载时，线圈和铁芯的发热量会陡升，极易引发火灾。对车间的生产也会造成影响。
为解决上述问题，公开号为CN103985505B的中国专利公开了一种防火变压器，包括：缠绕线圈的线圈架，置于线圈架中心通孔内的磁芯，耐火变压器外壳，设于耐火变压器外壳两侧的通风口，设于通风口旁的可转动并封闭通风口的耐火封闭盖，设于耐火变压器外壳内的温度感应器。在发生火灾时，耐火封闭盖将通风口封闭，为线圈提供一个密封的空间，线圈由于没有氧气供给，无法维持燃烧，从而实现灭火，避免发生安全事故。
上述方案能解决变压器的灭火功能，但是变压器起火后，耐火封闭盖将通风口封闭，此时外部的氧气无法进入变压器内部，变压器内部还存在一定量的氧气，变压器内的火灾会继续燃烧，直至氧气耗尽，灭火的速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于提供车间变压器的防火灭火装置，实现快速灭火的功能。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
车间变压器的防火灭火装置，包括壳体、圆筒式绕组和灭火装置，圆筒式绕组包括线圈和铁芯，线圈在铁芯上同轴绕制；灭火装置包括：
钢瓶，钢瓶设置于壳体外，钢瓶顶端设有出气口，钢瓶内装有阻燃气体；
温控阀，温控阀设置于壳体内，包括进气口和出气口，温控阀的进气口通过连接管与钢瓶出气口连通；温控阀初始状态为闭合状态，当壳体内温度超过阈值时，温控阀打开；
气囊，气囊上端与温控阀出气口连通，气囊下端与铁芯顶端固定连接；
其中，铁芯与线圈滑动连接，铁芯能在轴向上滑动；铁芯正下方的壳体上设有通风孔，铁芯与通风孔间隙配合。
基础方案原理以及有益效果在于：
1、当变压器起火时，变压器内温度升高，温度超过阈值时，温控阀打开，钢瓶内的阻燃气体经连接管，流入气囊内。气囊不断膨胀，最后被阻燃气体撑破。气囊在受到超过阈值的温度后变软。被撑破且变软的气囊不足以在竖直方向上支撑铁芯，铁芯向下滑落，气囊被铁芯被拉断；铁芯从外壳上的通风孔掉出外壳。由于铁芯自身温度高，将铁芯排出外壳后，外壳内的温度会有一定下降，有利于控制火势。
2、铁芯是变压器的磁路，当铁芯排出外壳后，变压器不再工作，进一步避免了变压器持续工作发热加重火势。
3、钢瓶内的阻燃气体不断流入外壳内，阻燃气体压强大，会将外壳内气体从通风孔吹出，并形成阻燃气体保护层隔绝氧气，达到快速灭火的目的。
4、阻燃气体流动快，不仅能吹走氧气，还能为壳体内的线圈降温，加快灭火速度。
进一步，所述阻燃气体为二氧化碳。
与氮气相比，二氧化碳密度比空气大，能覆盖着火点，隔绝氧气，灭火效果更好。
进一步，所述温控阀与气囊之间还固定连接有口哨。
当阻燃气体流过口哨时，口哨会发出声响，提醒车间的人员，变压器发生火灾，远离变压器。
进一步，壳体下方还设有底座，底座与壳体之间固设有支脚，支脚的长度小于铁芯的长度。
由于支脚的长度小于铁芯的长度，当铁芯掉落后，铁芯的下端与底座接触，铁芯的上端位于壳体内，铁芯未完全掉出壳体，铁芯将通风孔堵住，防止外部空气进入外壳内，防止复燃。
进一步，所述通风孔处设有防尘板。
在变压器正常工作时，防尘板可以起到防尘的作用；同时可以防止老鼠等动物钻入变压器内。
当铁芯掉落时，铁芯首先掉落到防尘板上，防尘板起到缓冲的作用，减缓铁芯的掉落速度。由于防尘板无法承载铁芯的重量，防尘板会随着铁芯往下掉，并先于铁芯掉落到底座上，铁芯再次掉落到防尘板上，而不是直接掉落到底座上，防尘板再次起到缓冲的作用，防止铁芯在掉落过程中损坏。
进一步，所述壳体内设有支架，线圈固定在支架上。
线圈由支架支撑，线圈散热面积大，有助于降温。
附图说明
图1为车间变压器的防火灭火装置实施例一的正剖图；
图2为车间变压器的防火灭火装置实施例一铁芯掉落后的正剖图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：
外壳1、线圈2、铁芯3、钢瓶4、连接管5、温控阀6、气囊7、通风孔8、口哨9、底座10、支脚11、防灰板12。
具体实施过程如下：
实施例一
车间变压器的防火灭火装置，包括壳体、圆筒式绕组和灭火装置；
如图1所示，圆筒式绕组内包括线圈2和铁芯3，壳体内的底部设有支架，线圈2安装在支架上，线圈2绕制在铁芯3周向上，铁芯3与线圈2滑动连接，铁芯3能在轴向上上下滑动；壳体下方设有底座10，底座10与壳体之间焊接有支脚11，支脚11的长度小于铁芯3的长度。铁芯3正下方的外壳1上设有通风孔8，铁芯3与通风孔8间隙配合。通风孔8处安装有石棉网防灰板12。
灭火装置包括钢瓶4、连接管5、温控阀6、口哨9和气囊7。
钢瓶4焊接在壳体左侧的底座10上，钢瓶4顶端设有出气口，钢瓶4内存放有二氧化碳气体；连接管5贯穿壳体，连接管5左端与钢瓶4出气口法兰连接；温控阀6包括进气口和出气口，温控阀6进气口与连接管5右端法兰连接；温控阀6出气口通过出气管与气囊7连通；温控阀初始状态为闭合状态，当壳体内温度超过阈值时，温控阀打开。
出气管上还连接有口哨9。本实施例中，气囊7采用三元乙丙橡胶制成。根据国家标准《干式变压器》GB6450-1986的规定干式变压器极限工作温度不超过105摄氏度，而三元乙丙橡胶在120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用，当温度达到能在200℃以上后，三元乙丙橡胶变软。本实施例中，阈值设定为110摄氏度。
当变压器起火时，变压器内温度升高，温控阀6打开，钢瓶4内的二氧化碳气体流经连接管5，温控阀6，流入气囊7内，当二氧化碳气体流过口哨9时，口哨9会发出声响，提醒附近的人员，变压器发生火灾，远离变压器。口哨9刚发出声响时，温度刚到105摄氏度，此时采取停止用电等手段还能控制变压器降低负载，使变压器的温度降下来；在未造成严重损坏之前及时止损。
二氧化碳气体流入气囊7后，气囊7不断膨胀，最后被二氧化碳气体撑破。钢瓶4内的二氧化碳气体不断流入外壳1内，将外壳1内的气体吹出，覆盖着火点，隔绝氧气，实现灭火。同时，由于火灾导致的干式变压器内部高温，能使得气囊7变软，加速气囊7的破裂。
同时气囊7撑破后不足以吊起铁芯3，铁芯3向下掉落，铁芯3首先掉落到防尘板上，防尘板起到缓冲的作用，减缓铁芯3的掉落速度。由于防尘板无法承载铁芯3的重量，防尘板会随着铁芯3往下掉，并先于铁芯3掉落到底座10上，铁芯3再次掉落到防尘板上。
如图2所示，铁芯3的上端位于壳体内，铁芯3未完全掉出壳体，铁芯3上端将通风孔8堵住，防止外部空气进入外壳1内，防止复燃。
实施例二
与实施例一的区别在于，还包括叶轮、连杆和刀片；叶轮转动连接在出气管内，刀片位于气囊7内部，连杆上端与叶轮轴心焊接，连杆下端与刀片固定连接。当气体流过出气管时，带动叶轮转动，叶轮带动刀片转动，刀片从气囊7内部对气囊7进行切割，使气囊7快速破损。
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 (6)

1.车间变压器的防火灭火装置，包括壳体、圆筒式绕组和灭火装置，圆筒式绕组包括线圈和铁芯，线圈在铁芯上同轴绕制；其特征在于，灭火装置包括：
钢瓶，钢瓶设置于壳体外，钢瓶顶端设有出气口，钢瓶内装有阻燃气体；
温控阀，温控阀设置于壳体内，包括进气口和出气口，温控阀的进气口通过连接管与钢瓶出气口连通；温控阀初始状态为闭合状态，当壳体内温度超过阈值时，温控阀打开；
气囊，气囊上端通过出气管与温控阀出气口连通，气囊下端与铁芯顶端固定连接；
其中，铁芯与线圈滑动连接，铁芯能在轴向上滑动；铁芯正下方的壳体上设有通风孔，铁芯与通风孔间隙配合；
还包括叶轮、连杆和刀片；叶轮转动连接在出气管内，刀片位于气囊内部，连杆上端与叶轮轴心焊接，连杆下端与刀片固定连接。
2.根据权利要求1所述的车间变压器的防火灭火装置，其特征在于：所述阻燃气体为氮气。
3.根据权利要求1所述的车间变压器的防火灭火装置，其特征在于：所述温控阀与气囊之间还固定连接有口哨。
4.根据权利要求1所述的车间变压器的防火灭火装置，其特征在于：壳体下方还设有底座，底座与壳体之间固设有支脚，支脚的长度小于铁芯的长度。
5.根据权利要求1所述的车间变压器的防火灭火装置，其特征在于：所述通风孔处设有防灰板。
6.根据权利要求1-5任一项所述的车间变压器的防火灭火装置，其特征在于：所述壳体内设有支架，线圈固定在支架上。
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