CN110582818A - 用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备。该设备包括至少一个电压变化检测单元和过电流检测单元，用于向至少一个控制单元提供第一输入信号和第二输入信号。另外，在该设备中设置至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器，以向控制单元提供第三输入信号。一个或多个断路器被配置用以向控制单元提供第四输入信号。至少一个控制单元接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号中的任何一个，由此产生用于操作泄放阀和放气阀的控制信号。

Description

用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种用于在电力变压器系统中检测火灾并防止爆炸的设备和系统。本公开的实施例涉及用于在电力变压器中检测火灾、流体泄漏并防止爆炸的设备和系统。

背景技术

常规地，诸如但不限于电力变压器(以下称为变压器)的电气系统在绕组和铁心中表现出涉及多因素的性能损耗。变压器中的这种损耗产生热量。该热量会损坏提供在绕组上的绝缘层，导致绝缘失效。该绝缘失效产生电弧，该电弧通过配置为保护变压器的电气保护系统的作用使变压器的供电继电器(断路器)跳闸。电弧使封闭在变压器的外壳中的介电油分解，而在外壳中释放氢、乙炔和其它副产物。释放的气体迅速增大外壳内的压力，从而引起爆燃。爆燃导致变压器的外壳内的机械连接(螺栓，焊缝和其它机械接头)大量撕裂。机械连接的撕裂使释放的气体与周围空气中存在的氧气接触。当存在氧气时易燃的乙炔立即着火，导致变压器燃烧。该变压器中的火能够蔓延到其它现场设施，从而造成广泛损害。火还可能引起变压器爆炸。通常，变压器由于因过载、电压浪涌、绝缘的逐渐恶化、油位不足以及绝缘部件故障引起的短路而发生爆炸。然而，失控的火灾也可能是变压器爆炸的起因。

为了克服上述限制，在变压器中配置了防火系统。这些防火系统是通过介电油的燃烧或通过火灾探测器启动。然而是，这些系统的操作具有明显的时间滞后。因此，有必要限制设施的燃烧，并防止火势蔓延到附近的工厂或周围设施。

为了减缓设施燃烧，则需控制介电油的分解。这是通过在变压器的外壳内使用硅油代替常规矿物油来实现的。但是，由于硅油在几毫秒内分解，因此这些预防措施会降低外壳中积聚的压力。该时间间隔对于采用任何预防措施来防止变压器爆炸是不可行的。

在该技术之前，为了减缓上述问题，存在一种用于防止、保护和检测变压器中的爆炸和所引起的火灾的方法。先前的方法包括使用压力传感器检测变压器的绝缘中的断裂的步骤。随后，使用阀对包含在变压器的外壳中的冷却剂进行减压。将加压的惰性气体注入到外壳的底部，以搅拌冷却剂并防止氧气进入外壳。向外壳中注入加压的惰性气体冷却变压器的高温部分。

另外，为了消散由于绕组和铁芯损耗而在变压器中产生的热量，采用自然或强制对流的冷却或熄灭手段。常规地，使用介电油通过强制对流来冷却变压器。在传热过程中，变压器中的油由于其热容量而膨胀。变压器中集成有用以释放由于油膨胀而在外壳中形成的压力的装置。释放在变压器的外壳中形成的压力会固有地防止变压器爆炸。该方法工作令人满意，并且可以防止变压器的外壳燃烧和固有地爆炸。但是，该方法没有预先提供采取纠正措施的指示。而且，在采取纠正措施时，变压器中会发生大量的电气绝缘故障。

因此，根据前面的讨论，需要一种用于检测火灾并防止变压器爆炸并克服上述限制的设备和系统。

发明内容

通过本公开的系统和方法，克服了现有技术的一个或多个缺点，并且提供了附加的优点。通过本公开的技术实现了附加的特征和优点。本公开的其它实施例和方面在本文中被详细描述，并且被认为是本公开的一部分。

应该理解的是，上述本公开的方面和实施例可以彼此任意组合使用。多个方面和实施例可以组合在一起以形成本公开的进一步的实施例。

在本公开的实施例中，公开了一种用于检测火灾并防止变压器中爆炸的设备。该设备包括至少一个电压变化检测单元，其用于确定进入变压器的输入电压与离开变压器的输出电压的比率。当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，至少一个电压变化检测单元向至少一个控制单元提供第一输入信号。该设备中设有过电流检测单元，其用于监测变压器上的负载。当变压器上的负载超过预设负载阈值时，过电流检测单元向至少一个控制单元提供第二输入信号。另外，在该设备中配置有至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器，用以分别检测变压器箱内的油涌和油压变化。当变压器箱中的油涌和油压变化超过预设压力阈值时，向至少一个控制单元提供第三输入信号。此外，配置有一个或多个断路器，用于接收来自至少一个电压变化检测单元、过电流检测单元、至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器中的任一个的输入信号。在接收到输入信号后，一个或多个断路器向至少一个控制单元提供第四输入信号。至少一个控制单元接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀和放气阀的控制信号。放气阀包括主气体阀和副气体阀。主气体阀构造有主进口端口和主出口端口，主进口端口流体连接到气体源。副气体阀构造有副进口端口和副出口端口，副进口端口流体连接到主出口端口，副出口端口流体连接到变压器箱，以在致动主气体阀和副气体阀时将气体送至变压器箱中。排气端口被构造至副气体阀，用以当主气体阀和副气体阀处于关闭位置时，将从主气体阀和副气体阀中的任一个泄漏的气体排放到大气。

在一实施例中，当输入电压与输出电压的比率超过1:40的阈值比率时，至少一个电压变化检测单元向控制单元提供第一输入信号。

在一实施例中，当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，一个或多个断路器阻断变压器接收输入电压。

在一实施例中，至少一个控制单元操作泄放阀，以从变压器箱泄放油。

在一实施例中，至少一个控制单元操作放气阀以将来自气体源的气体注入到变压器箱的底部，用于搅动油来降低变压器箱中的温度和氧气含量，从而防止变压器内的爆炸和火灾。

在一实施例中，副气体阀的副出口端口通过气体流量控制阀和止回阀连接到变压器箱。

在一实施例中，气体源通过压力调节器连接到主气体阀的主进口端口，以控制进入主气体阀的气体的压力。

在另一实施例中，提供了一种用于检测火灾并防止变压器中爆炸的设备。该设备包括至少一个压力监测开关，该压力监测开关被配置为检测输送通过泄放管的油的压力。当输送通过泄放管的油的压力超过预设值时，至少一个压力监测开关向至少一个控制单元提供第一输入信号。至少一个压力监测开关(PMS)进一步包括至少一个压力开关，所述至少一个压力开关当压力监测开关的压力端口中的油压超过预设值时产生第一信号。在PMS中设有至少一个弹簧加载的柱塞，该弹簧加载的柱塞与压力开关接触以操作压力开关。至少一个隔膜附接到弹簧加载的柱塞，用于基于在压力端口中且进入至少一个隔膜的油的压力来操作至少一个弹簧加载的柱塞。而且，压力端口连接到泄放管，用于接收预定量的油，从而维持输送通过泄放管的油的压力。此外，该设备包括至少一个电压变化检测单元，其用于确定进入变压器的输入电压与离开变压器的输出电压的比率。当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，至少一个电压变化检测单元向至少一个控制单元提供第二输入信号。该设备中设有用于监测变压器的负载的过电流检测单元。当变压器上的负载超过预设负载阈值时，过电流检测单元向至少一个控制单元提供第三输入信号。另外，在该设备中配置有至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器，用以检测变压器箱中的油涌和油压变化。当变压器箱中的油涌和油压变化超过预设压力阈值时，第四输入信号被提供给至少一个控制单元。此外，在该设备中配置有一个或多个断路器，用于从至少一个电压变化检测单元、过电流检测单元、至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器中的任一个接收输入信号。当接收到输入信号时一个或多个断路器向至少一个控制单元提供第五输入信号。至少一个控制单元接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀和放气阀的控制信号。放气阀包括主气体阀和副气体阀。主气体阀构造有主进口端口和主出口端口，主进口端口流体连接到气体源。副气体阀构造有副进口端口和副出口端口，副进口端口流体连接到主出口端口，副出口端口流体连接到变压器箱，用于当由至少一个控制单元操作主气体阀和副气体阀时将气体送至变压器箱。排气端口被构造至副气体阀，用以当主气体阀和副气体阀处于关闭位置时，将从主气体阀和副气体阀中的任一个泄漏的气体排放到大气。

在一实施例中，压力端口连接到至少一个三通球阀，以接收从泄放管旁通的油。

在一实施例中，至少一个三通球阀通过第一软管连接到至少一个双通球阀，用于接收从泄放管旁通的油。

在一实施例中，至少一个三通球阀通过第二软管连接到泄放管，用于将旁通的油输送回泄放管。

在一实施例中，在压力端口与隔膜之间提供有垫圈，用于防止油泄漏。

在一实施例中，多个支撑板被提供给所述至少一个压力监测开关，用以容纳至少一个隔膜。

在一实施例中，提供了一种用于检测火灾、检测通过设置在泄放管中的泄放阀的流体泄漏并防止变压器中火灾的系统。该系统包括用于检测泄放管中的流体泄漏的流体泄漏检测单元。流体泄漏检测单元包括流体收集室，该流体收集室流体连接到泄放管的下游，用于收集通过处于关闭位置的泄放阀泄漏的流体。流体收集室包括设置在流体收集室的顶侧和底侧上的至少一个通孔。围绕流体收集室的底侧的至少一个通孔的区域被构造为流体收集区域以收集泄漏的流体。流体收集室的底侧与流体排出管连接，该流体排出管经由至少一个通孔向流体收集室中延伸至预定高度。此外，至少一个液位开关位于流体收集室内的预定位置处，以当在流体收集区域中收集预定量的流体时触发警报，以指示流体泄漏。该设备进一步包括至少一个压力监测开关，该压力监测开关被配置成检测输送通过泄放管的油的压力，从而当输送通过泄放管的油的压力超过预设值时向至少一个控制单元提供第一输入信号。至少一个压力监测开关(PMS)进一步包括至少一个压力开关，用于当至少一个压力监测开关的压力端口中的油压超过预设值时产生第一信号。在至少一个压力监测开关中设置有至少一个弹簧加载的柱塞，该弹簧加载的柱塞与压力开关接触以操作压力开关。至少一个隔膜附接到至少一个弹簧加载的柱塞，用于基于在压力端口中并进入至少一个隔膜的油的压力来操作至少一个弹簧加载的柱塞。而且，压力端口连接到泄放管，以接收预定量的油，从而维持被输送通过泄放管的油的压力。此外，该设备包括至少一个电压变化检测单元，用于确定进入变压器的输入电压与离开变压器的输出电压的比率。当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，至少一个电压变化检测单元向至少一个控制单元提供第二输入信号。该设备中设置有用于监测变压器上的负载的过电流检测单元。当变压器上的负载超过预设负载阈值时，过电流检测单元向至少一个控制单元提供第三输入信号。另外，在该设备中构造有至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器，以检测变压器箱内的油涌和油压变化。当变压器箱内的油涌和油压变化超过预设压力阈值时，第四输入信号被提供给至少一个控制单元。此外，在该设备中配置有一个或多个断路器，用于从至少一个电压变化检测单元、过电流检测单元、至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器中的任一个接收输入信号。一个或多个断路器当接收到输入信号时向至少一个控制单元提供第五输入信号。至少一个控制单元接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀和放气阀的控制信号。放气阀包括主气体阀和副气体阀。主气体阀构造有主进口端口和主出口端口，主进口端口流体连接到气体源。副气体阀构造有副进口端口和副出口端口，副进口端口流体连接到主出口端口，而副出口流体连接到变压器箱，用于当由至少一个控制单元操作主气体阀和副气体阀时将气体送至变压器箱中。排气端口被构造至副气体阀，用以当主气体阀和副气体阀处于关闭位置时，将从主气体阀和副气体阀中的任一个泄漏的气体排放到大气。

在另一实施例中，公开了一种用于检测火灾、检测通过设置在泄放管中的泄放阀的流体泄漏并防止变压器爆炸的方法。该方法包括监测流体收集室中的液位的动作，其中位于流体收集室内的预定位置处的至少一个液位开关被构造成用以在检测到流体收集室的流体收集区中的预定液位时触发警报，以指示流体泄漏。通过至少一个压力监测开关来监测输送通过泄放管的变压器箱中的油的压力，从而在输送通过泄放管的油的油压超过预设值时，向至少一个控制单元提供第一输入信号。此外，计算输入电压与输出电压之间的比率，并且当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，将第二输入信号提供给至少一个控制单元。当变压器上的负载超过预设负载阈值时，将第三输入信号提供给至少一个控制单元。分别通过至少一个浪涌检测单元和快速升压继电器(RPRR)监测变压器的变压器箱中的过量油涌和油压变化率，从而向至少一个控制单元提供第四输入信号。此外，当一个或多个断路器接收到第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号中的任一信号时，由一个或多个断路器向至少一个控制单元提供第五输入信号。最后，当由至少一个控制单元接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号中的任一信号时，至少一个控制单元产生控制信号。该控制信号操作泄放阀和放气阀，从而检测火灾并防止变压器的爆炸。

前述发明内容仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，其它的方面、实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

本公开的新颖特征和特性在所附说明书中提出。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对说明性实施例的详细描述，将最好地理解本公开本身的实施例及其优选的使用方式、其进一步的目的和优点。现在参考附图仅以举例的方式描述一个或多个实施例。

图1示出了根据本公开的实施例的用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备。

图2示出了根据本公开的实施例的设备的放气阀。

图3示出了根据本公开的实施例的连接到气体源的放气阀。

图4示出了根据本公开的实施例的设备的压力监测开关。

图5示出了根据本公开的实施例的压力监测开关中的阀的构造。

图6示出了根据本公开的实施例的压力监测开关在设备中的组装。

图7示出了根据本公开的实施例的用于检测火灾、检测通过放泄管的流体泄漏并防止变压器爆炸的系统。

图8a示出了根据本公开的示例性实施例的组装在系统中的流体泄漏检测装置的透视图。

图8b示出了根据本公开的实施例的流体泄漏检测装置的正视图。

本领域技术人员应当理解，本文的任何框图表示体现本主题的原理的说明性系统的构思图。

附图仅出于说明的目的描绘了本公开的实施例。本领域技术人员将从以下描述中容易地认识到，在不脱离本文描述的本公开原理的情况下，可以采用本文所示的系统的替代实施例。

具体实施方式

尽管本公开中的实施例可以进行各种修改和替代形式，但是其具体实施例已经通过示例在附图中示出并且将在下面进行描述。然而，应理解，其并非旨在将本公开限制为所公开的特定形式，而是相反，本公开将覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

要注意的是，本领域技术人员将从本公开内容中得到启发并且修改用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备和系统。然而，这样的修改应当被解释为在本公开的范围内。因此，附图仅示出了与理解本公开实施例有关的那些特定细节，从而不会因对受益于本文描述的本领域普通技术人员而言显而易见的细节而使本公开模糊。

在本公开中使用的术语“包括”，“包含”或其任何其它变体旨在覆盖非排他性的包括，使得包括一系列部件的方法、系统、组件不仅仅包括那些部件，但可以包括未明确列出或该系统或组件或装置所固有的其它部件。换句话说，在没有更多限制的情况下，系统中以“包括...一”开头的一个或多个元件并不排除在系统或装置中存在有其它元件或额外元件。

为了克服在本公开的背景技术中提到的限制，公开了一种用于检测火灾并防止变压器中爆炸的设备。该设备包括至少一个电压变化检测单元，用于确定进入变压器的输入电压与离开变压器的输出电压的比率。至少一个电压变化检测单元以预设阈值比率来检测输入电压与输出电压的比率。至少一个电压变化检测单元被配置为当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，向至少一个控制单元提供第一输入信号。在一实施例中，至少一个电压变化检测单元当输入电压与输出电压的比率超过1:40阈值比率时提供第一输入信号。

为该设备设置有过电流检测单元，用以监测变压器上的负载。在一实施例中，过电流检测单元可以是过电流继电器。在一实施例中，过电流检测单元比较进入变压器的电流与离开变压器的电流的差值。如果差值大于预设负载阈值，则向至少一个控制单元提供第二输入信号。

在该设备中设置有至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器(RRRR)，用以检测变压器的变压器箱内的油浪涌(oil surge)和油压变化。当油浪涌超过预设压力阈值时，触发至少一个浪涌检测单元。当变压器箱中的油压变化超过预设压力阈值时，触发至少一个快速升压继电器。至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器当同时被触发时，向至少一个控制单元提供第三输入信号。

此外，在该设备中提供一个或多个断路器，并且断路器被配置为从至少一个电压变化检测单元、过电流检测单元、至少一个浪涌检测单元和至少一个快速升压继电器中的任一个接收输入信号。当从任一部件接收到输入信号时，一个或多个断路器向至少一个控制单元提供第四输入信号。

当接收到第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号中的任一个信号时，至少一个控制单元被配置为生成控制信号以同时操作泄放阀和放气阀。泄放阀构造用以当从至少一个控制单元接收到控制信号时从变压器箱泄放油。同时，连接到气体源的放气阀由至少一个控制单元操作，以从变压器箱的底部释放气体。从变压器箱的底部供给气体会降低油温，并由此防止变压器着火和爆炸。

在本公开的实施例中，该设备进一步包括配置在变压器的泄放管上的压力监测开关。压力监测开关被配置为监测从变压器的泄放管泄放的油的压力。压力监测开关包括至少一个压力开关，当从变压器箱泄放的油的压力超过预设值时，该至少一个压力开关向至少一个控制单元产生输入信号。在一实施例中，压力的预设值为7mwc(米水柱)。至少一个压力开关与至少一个弹簧加载的柱塞接触，以操作至少一个压力开关。至少一个弹簧加载的柱塞又与至少一个隔膜互连。至少一个隔膜接收来自变压器箱的油，并且基于油的压力，至少一个隔膜膨胀，这又使至少一个弹簧加载的柱塞工作。至少一个弹簧加载的柱塞进一步操作至少一个压力开关，以向至少一个控制单元提供输入信号。因此，当从泄放管泄放的油的压力超过预设值时，压力监测开关向至少一个控制单元提供第一输入信号。

当压力监测开关向至少一个控制单元提供第一输入信号时，至少一个电压变化检测单元、过电流检测单元、至少一个浪涌检测单元和一个或多个断路器分别向至少一个控制单元提供第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号。

在本公开的另一实施例中，公开了一种用于检测火灾、检测通过泄放阀的流体泄漏并防止变压器中的火灾的系统。该系统包括如上所述的用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备，以及流体泄漏检测单元。流体泄漏检测单元被配置为检测将油从变压器箱引出的流体排出管中的流体泄漏。流体泄漏检测单元包括流体连接至泄放管的下游的流体收集室。流体收集室被构造用以当泄放阀处于关闭位置时收集通过泄放阀泄漏的流体。流体收集室进一步包括在顶侧和底侧处的至少一个通孔。流体排出管被安装至流体收集室的底侧上，以向流体收集室中延伸至预定高度。这种构造使得围绕至少一个通孔的区域能够用作流体收集区域，用于收集从泄放阀泄漏的流体。至少一个液位开关在流体收集室中设置在预定位置处。至少一个液位开关构造用以当在流体收集区域中收集到预定量的流体时触发警报。

以下段落参考图1至图8b描述了本公开。在附图中，相同的元件或具有相同功能的元件用相同的附图标记表示。在本公开的示例性实施例中，附图示出了用于检测火灾并防止变压器爆炸的设备和系统中涉及的方面。

图1示出了用于检测火灾并防止变压器(30)爆炸的设备(100)的示例性实施例。设备(100)被构造用以当检测到变压器(30)中的火灾时产生控制信号以操作放气阀(6)，用于将气体从气体源(7)释放到变压器(30)的变压器箱(14)中。

设备(100)包括具有变压器箱(14)的变压器(30)，在变压器箱上提供有高压导体(22)和低压导体(23)。高压导体(22)和低压导体(23)被配置为将电流和电压传导进出变压器(30)，用于升压或降压操作。在一实施例中，高压导体(22)承载输入电流，而低压导体(23)承载输出电流。高压导体(22)和低压导体(23)分别连接到高压变压器套筒(15)和低压变压器套管(16)(以下也称为变压器套管)。变压器套管(15和16)是绝缘装置，其允许电压和/或电流传导通过变压器(30)的壁。

另外，变压器箱(14)被填充有油(11)。变压器箱(14)中的油(11)用作冷却剂，以消散在变压器(30)的工作循环期间产生的热量。油(11)被选择而具有诸如但不限于介电/电绝缘性质、高热容量和低粘度性质的性质。在示例性实施例中，油(11)优选是介电可燃冷却剂流体。变压器(30)连接至变压器油枕(21)，该变压器油枕通过管或导管(19)与变压器箱(14)流体连通。变压器油枕(21)用作稳压箱(surge tank)，以抵消变压器箱(14)中的油压变化。管或导管(19)被提供有电力变压器油枕隔离阀(ETCIV)(20)(在此称为ETCIV)。ETCIV(20)构造用以当检测到油(11)从变压器油枕(21)向变压器箱(14)的快速移动时阻塞管或导管(19)中的通道。这固有地指示变压器箱(14)内的油(11)的突然压力增加或压力减小。信号箱(10)将控制单元(1)和ETCI阀(20)互连，以使得能够由控制单元(1)操作ETCI阀(20)。

在设备(100)中提供了差分电流和电压感测继电器(26)，用于测量输入高压导体(22)与输出低压导体(23)之间的差分电流和电压。差分电流和电压感测继电器(26)包括至少一个电压变化检测单元(26a)(以下称为电压变化检测单元)和过电流检测单元(26b)，分别用以监测变压器(30)的电压和电流。差分电流和电压感测继电器(26)、电压变化检测单元(26a)和过电流检测单元(26b)与变压器(30)的至少一个控制单元(1)(以下称为控制单元)互连。电压变化检测单元(26a)配置用以确定进入变压器(30)的输入电压与离开变压器(30)的输出电压的比率。由电压变化检测单元(26a)确定的比率被与预设阈值比率进行比较。预设比率值存储在变压器(30)的控制单元(1)中。在一实施例中，对于升压变压器，比率的预设值为1:40。电压变化检测单元(26a)被配置用以当输入电压与输出电压的比率超过预设阈值比率时，向控制单元(1)提供第一输入信号。

过电流检测单元(26b)被配置为监测变压器(30)上的负载。在一实施例中，通过计算变压器(30)的输入电流与输出电流的差来确定负载。在另一实施例中，通过计算变压器(30)的输入电流与输出电流的比率来确定负载。由过电流检测单元(26b)计算的变压器(30)上的负载被与预设值进行比较。预设的负载值存储在控制单元(1)中。在一实施例中，根据需要选择变压器(30)上的负载的预设值。过电流检测单元(26b)被配置用以当变压器(30)上的负载超过预设负载阈值时向控制单元(1)提供第二输入信号。

在一实施例中，电压变化检测单元(26a)和过电流检测单元(26b)优选是继电器。

在示例性实施例中，差分电流和电压感测继电器(26)监测变压器(30)的输入信号和输出信号(电压和电流)，以将第一输入信号和第二电流信号提供给控制单元(1)。当电压变化超过预设阈值比率时，第一输入信号被提供给控制单元(1)。当负载变化超过预设负载阈值时，第二输入信号被提供给控制单元(1)。

在另一实施例中，当电压或电流变化超过预设极限时，差分电流和电压感测继电器(26)使变压器(30)的输入端子或输出端子之间的连接跳闸或切断。

设备(100)进一步包括至少一个浪涌检测单元(18)(以下称为浪涌检测单元)和至少一个快速升压继电器(RPRR)(以下称为快速升压继电器)。浪涌检测单元(18)组装在管或导管(19)中，用于感测变压器箱(14)中的油涌。通过监测从变压器箱(14)向变压器油枕(21)的油位来感测油涌。在一实施例中，浪涌检测单元(18)是布赫霍尔茨继电器。快速升压继电器(RPRR)(图中未显示)基于变压器箱(14)中发生的油涌来检测变压器箱(14)内的油压变化。将油涌和油压变化与存储在控制单元(1)中的预设值进行比较。当油涌和油压变化超过预设压力阈值时，浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)共同向控制单元(1)提供第三输入信号。而且，在变压器箱(14)上配置有火灾探测器(17)，以检测变压器(30)的燃烧。

在一实施例中，当油涌超过预设浪涌阈值时，浪涌检测单元(18)使变压器(30)的输入端子或输出端子之间的连接跳闸或断开。

设备(100)还包括一个或多个断路器(24、28)，其与电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR])互连。一个或多个断路器(24、28)从电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收输入信号。一个或多个断路器(24、28)被配置为当从电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收到输入信号时，向控制单元(1)提供第四输入信号。一个或多个断路器(24、28)当从电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)中的任何一个接收到输入信号时，使变压器(30)的输入端子或输出端子之间的连接跳闸或切断。

在一实施例中，当变压器(30)中的电压变化超过预设阈值比率时，一个或多个断路器(24、28)从电压变化检测单元(26a)接收输入信号。当从电压变化检测单元(26a)接收到输入信号时，一个或多个断路器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

在另一实施例中，当变压器(30)中的负载变化超过预设负载阈值时，一个或多个断路器(24、28)从过电流检测单元(26b)接收输入信号。当从过电流检测单元(26b)接收到输入信号时，一个或多个断路器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

在另一实施例中，当变压器箱(14)中的油涌超过预设浪涌极限时，一个或多个断路器(24、28)从浪涌检测单元(18)接收输入信号。当从浪涌检测单元(18)接收到输入信号时，一个或多个断路器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

在另一实施例中，当变压器箱(14)中的油压变化超过预设限值时，一个或多个断路器(24、28)从快速升压继电器(RPRR)接收输入信号。当从快速升压继电器(RPRR)接收到输入信号时，一个或多个断路器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

在一实施例中，一个或多个断路器(24、28)从电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)的组合接收输入信号。当接收到该输入信号时，一个或多个继电器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

在一实施例中，当分别从电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)单独地或组合地接收到第一输入信号、第二输入信号和第三输入信号中的任一信号时，一个或多个断路器(24、28)向控制单元(1)提供第四输入信号。

设备(100)还包括泄放管(9)，其一端连接到变压器箱(14)，另一端连接到油槽(8)。泄放管(9)构造用以将从变压器箱(14)泄出的油引至油槽(8)。在一实施例中，泄放管(9)可连接在任何位置，这使得泄放管(9)能够将油(11)从变压器箱(14)引出。在示例性实施例中，泄放管(9)连接在变压器箱(14)的顶部。在另一实施例中，泵(未在图中示出)构造有泄放管(9)，以能够泄放变压器箱(14)中储存的油(11)。

泄放阀(4)被构造到泄放管(9)。泄放阀(4)允许油(11)的引出。泄放阀(4)基于从控制单元(1)接收的控制信号进行操作。在一实施例中，泄放阀(4)选自诸如但不限于球阀、蝶阀和电磁阀的组。在示例性实施例中，泄放阀(4)是电磁阀。泄放阀(4)包括提升磁体(5)，在接收到控制信号后，该提升磁体从其静止位置(图中未显示)移位。将提升磁体从静止位置移位将使泄放管(9)中的通道接通，从而允许油(11)从变压器箱(14)流向油槽(8)。

在一实施例中，变压器箱(14)被放置在地面(12)上，而变压器(13)的轮子与地面(12)接触。

此外，设备(100)包括导管(45)，其一端流体连接到设置在设备(100)的灭火室中的气体源(7)，并且另一端连接到变压器箱(14)。导管(45)构造用以将气体从气体源(7)引至变压器箱(14)。在一实施例中，导管(45)被设置成使得其将使引至变压器箱(14)的气体能够搅动变压器箱(14)内的内容物。导管(45)和泄放管(9)以预定的头部或高度间隔开，使得进入变压器箱(14)的气体不会立即离开变压器箱(14)。在示例性实施例中，导管(45)和泄放管(9)设置在变压器箱(14)的相对的部分上，即分别设置在底部和顶部上。导管(45)和泄放管(9)的该示例性构造使得能够从变压器箱(14)泄放油(11)，并且还同时允许气体的填充。选择气体使得其包括诸如但不限于惰性/介电性和高热容性质的性质。在示例性实施方案中，气体是氮气。引至变压器箱(14)的气体降低了油(11)的温度，并且还降低了变压器箱(14)中的氧气含量，从而防止变压器(30)爆炸。该气体还通过在破裂或损坏的区域中形成气体层或气体围封，来阻止由于加热而对变压器箱(14)造成任何损坏或破裂。

如图2所示，在导管(45)中设置有放气阀(6)，用于当接收到来自控制单元(1)的控制信号后将气体从气体源(7)引到变压器箱(14)。放气阀(6)包括串联连接的主气体阀(6a)和副气体阀(6b)。主气体阀(6a)包括与气体源(7)连接的进口端口(6d)和与副阀(6b)的进口端口(6f)连接的出口端口(6e)。副气体阀(6b)的出口端口(6g)连接到变压器箱(14)。主气体阀(6a)和副气体阀(6b)的这种结构检测气体泄漏，并将泄漏的气体排放到大气。当主气体阀(6b)处于关闭状态时，主气体阀(6a)保持气体并防止其到达副气体阀(6b)的进口端口(6f)。当主气体阀(6a)打开时，气体被供给到副气体阀(6b)。如果副阀也打开，则气体被引至变压器箱(14)。然而，在操作期间，主气体阀(6a)和副气体阀(6b)均与气体释放单元(6)中的通用操作装置同时操作。在一实施例中，主气体阀(6b)和副气体阀(6b)选自诸如但不限于球阀和弹簧加载阀的组。

在一示例性布置中，主气体阀(6a)包括至少一个弹簧加载的柱塞(未示出)，用于将气体从进口端口(6d)释放到出口端口(6e)。副气体阀(6b)包括：至少一个弹簧加载的柱塞，用于将气体从进口端口(6f)释放到出口端口(6g)；以及至少一个排气端口(6h)，用于排出泄漏的气体。副气体阀(6b)中的弹簧加载的柱塞通过关闭出口端口(6g)或排气端口(6h)来工作。排气端口(6h)是副气体阀(6b)的另一出口端口，用于排出泄漏的气体。因此，处于固定位置的副气体阀(6b)不允许气体流向变压器箱(14)，而是将泄漏的气体送至排气端口(6h)，从而将气体释放到大气。为了打开出口端口(6h)，需要在副气体阀(6b)的副弹簧加载的柱塞上施加外力。通过机电装置施加外力，该机电装置仅在从至少一个控制单元(1)接收到所有操作信号之后才进行操作。在一实施例中，如果当主气体阀(6a)和副气体阀(6b)的弹簧加载的柱塞均保持在压下状态时，气体被送至变压器(30)，则由副气体阀(6b)检测气体泄漏。在另一实施例中，如果当主气体阀(6a)和副气体阀(6b)的弹簧加载的柱塞均处于释放状态时，气体被送至变压器(30)，则副气体阀(6b)将气体通过止回阀(37)供应到变压器(30)。

压力调节器(34)(在图3中示出)被配置到气体源(7)，以监测被送至变压器箱(14)的气体的压力。压力调节器(34)被提供有：至少一个接触压力表(34a)，用于测量气体源(7)中的气体压力；以及至少一个压力计(34b)，用于测量被送至变压器箱(14)的气体的输入压力。压力调节器(34)还附有压力设定旋钮(34d)，该压力设定旋钮可以由操作员操作以改变被送至主气体阀(6a)中的气体的压力水平。如果输送的气体的输入压力超过预定气体注入压力，则使用压力设定旋钮(34d)降低压力。在一实施例中，预定气体注入压力为10巴以上。压力调节器(34)包括安全泄压阀(34c)，以维持进入变压器箱(14)的气体的压力。在一实施例中，安全阀(34c)通过将气体排放到大气直到压力在预定极限内，来泄放气体的压力。在一实施例中，气流的预定压力极限是10巴。安全阀(34c)的气体出口经由气体流动控制阀(6c)被送至副阀(6b)的出口。气体流动控制阀(6c)控制向变压器箱(14)的气体的流量。另外，气体流动控制阀(6c)的出口与止回阀(37)的进口连接，其中止回阀(37)的出口与变压器箱(14)连接。

此外，压力监测开关(PMS)(31)(如图4所示)包括油接收端(31a)(也称为压力端口)、至少一个隔膜(31b)、封闭在壳体(31d)中的至少一个压力开关(31c)、至少一个弹簧加载的柱塞(31e)和用作隔膜(31b)的封壳的多个支撑板(31f)。压力端口(31a)用紧固装置连接到隔膜(31b)，并设置有垫圈以免油泄漏。在示例性实施例中，紧固装置是安装螺母。隔膜(31b)附接到与压力开关(31c)接触的弹簧加载的柱塞(31e)。在一实施例中，压力开关(31c)是常触(NC)开关。

如图5所示，PMS(31)与泄放管(9)流体连通。PMS(31)位于多个球阀(41、42)之间。多个球阀(41、42)分别通过第一软管(43)和第二软管(44)而与泄放管(9)流体连接。在示例性实施例中，多个球阀(41、42)选自诸如但不限于两通球阀和三通球阀的组。在本公开中，两通球阀(41)和三通球阀(42)都用于将油(11)从泄放管(9)送至PMS(31)。双通球阀(41)的一个开口连接到泄放管(9)，以旁通来自泄放管(9)的油(11)，而双通球阀(41)的另一个开口连接到三通球阀(42)的第一开口，以用于接收被旁通的油(11)。在一实施例中，三通球阀(42)的第二开口连接到PMS(31)的油接收端(31a)，用于将旁路的油(11)送至PMS(31)。PMS(31)从三通球阀(42)接收旁通的油，并测量当前静态油压。

在一实施例中，双通球阀(41)和三通球阀(42)均设有至少一个操作手柄/杆。操作手柄用于根据要求调节阀状态。例如，如图6所示，当附于双通球阀(41)的杆处于水平位置的情况下，则双通球阀(41)处于工作状态/打开状态。但是，如果双通球阀(41)的位置为竖直，则表示双通球阀(41)处于关闭状态。进一步，如果附于三通球阀(42)的杆的位置是竖直的，则称三通阀(42)处于打开状态。但是，如果附于三通球阀(42)的杆的位置为水平的，则表示三通阀(42)处于关闭状态。在一实施例中，当两个阀(41、42)都处于关闭状态时，执行系统(101)的测试。只要操作员愿意，就可以使用操作手柄/杆而以手动方式打开和关闭阀(41、42)。当两个阀(41、42)都关闭时，则油(11)不会被旁路到PMS(31)。该阀构造使得能够对用于检测火灾并防止变压器(30)爆炸的设备(100)进行在线测试。

在油泄放活动期间，PMS(31)感测旁路的油(11)的油压中的变化。一旦旁路的油压发生变化，则弹簧加载的柱塞(31e)就被压下，这导致压力开关(31c)的状态从接触状态变为非接触状态。而且，在检测到旁路的油(11)的压力变化时，PMS(31)向控制单元(1)提供第一输入信号。在一实施例中，预设油压为7mwc[米水柱]。

在一实施例中，当设备(100)的PMS(31)向控制单元(1)提供第一输入信号时，部件，即电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和RPRR、一个或多个断路器(24、28)分别提供第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号。

此外，控制单元(1)包括用于操作控制单元(1)的供电装置(2)和用于在控制单元(1)的操作模式之间进行切换的选择器开关(图中未示出)。控制单元(1)还包括多个机械闩锁接触器(图中未示出)，多个机械接触器中的每一个接触器都与设备(100)的部件互连。即，多个机械接触器与差分电流和电压感测继电器(26)、电压变化检测单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)、快速压力上升继电器(RPRR)和一个或多个断路器(24、28)中的每个互连。控制单元(1)借助多个机械接触器控制设备(100)的部件。

在一实施例中，多个机械接触器包括第一接触器、第二接触器、第三接触器、第四接触器和第五接触器(图中未示出)。第一接触器与电压变化检测单元(26a)接合。第二接触器与过电流检测单元(26b)接合。第三接触器与浪涌检测单元(18)接合。第四接触器与一个或多个断路器(24、28)接合。第五接触器与电缆监测系统(29)接合。电缆监测系统(29)将设备(100)的所有部件与控制单元(1)的多个机械接触器互连，从而使控制单元(1)能够控制设备(100)的部件的操作。

控制单元(1)还包括存储单元(图中未示出)，存储单元被配置为存储设备(100)的部件的预设值。在一实施例中，存储单元还存储计算输入电流/电压与输出电流/电压的比率所需的计算法。在另一实施例中，存储单元还存储计算输入电流/电压与输出电流/电压之间的差所需的计算法。在一实施例中，存储单元是从诸如但不限于RAM、ROM或任何其它存储设备的组中选择的，其目的是存储设备(100)的部件的预设值和计算法。至少一个控制单元(1)包括处理单元(图中未示出)，以基于从部件接收的输入来处理或执行计算法。处理单元可包括至少一个数据处理器，用以执行程序组件，以执行用户或系统生成的请求。处理器可以包括专用处理单元，例如集成系统(总线)控制器、内存管理控制单元、浮点单元、图形处理单元、数字信号处理单元等。处理单元可以包括微处理器，例如AMD Athlon、Duron或Opteron，ARM应用程序，嵌入式或安全处理器，IBM PowerPC，Intel的Core，Itanium，Xeon，Celeron或其它系列的处理器等。处理单元可使用大型机、分布式处理器、多核、并行、网格或其它架构。一些实施例可以利用嵌入式技术，诸如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等。处理单元可以被布置为经由I/O接口与一个或多个输入/输出(I/O)通信。I/O接口可以采用通信协议/方法，例如但不限于音频、模拟、数字、单声道、RCA、立体声、IEEE-1394、串行总线、通用串行总线(USB)、红外、PS/2、BNC、同轴、组件、复合、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)、RF天线、S-Video、VGA、IEEE 802.n/b/g/n/x、蓝牙、蜂窝(例如，码分多址(CDMA)，高速封包存取(HSPA+)，全球移动通信系统(GSM)，长期演进(LTE)，WiMax等)，等等。

当接收到来自部件的任一输入信号，则控制单元(1)产生控制信号。该控制信号操作设备(100)的泄放阀(4)和放气阀(6)。操作泄放阀(4)将经由泄放管(9)从变压器箱(14)泄放油(11)。同时，该控制信号操作如图2所示的放气阀(6)，将气体引向变压器箱(14)中。(46)。

因此，不论何时至少一个控制单元(1)检测到变压器(30)中可能发生着火和/或爆炸，即接收到来自变压器(30)的部件的输入信号，则经由放气单元(6)向变压器(30)供应气体。由此，检测火灾并防止变压器爆炸。

在本公开的一个示例性实施例中，图7示出了用于检测流体泄漏、火灾并防止变压器(30)爆炸的系统(101)。系统(101)配置有设备(100)的流体泄漏检测单元(102)。

在示例性构造中，流体泄漏检测单元(102)被组装到泄放管(9)(如图8a所示)。在一实施例中，流体泄漏检测单元(102)被集成在泄放管(9)的底部。泄放管(9)被分为上部流体泄放管(9a)和下部泄放管(9b)。上部泄放管(9a)的一端连接到变压器箱(14)，另一端连接到泄放阀(4)的进口端口(4a)。下部泄放管(9b)的一端连接至泄放阀(4)的出口端口(4b)，下部泄放管(9b)的另一端连接至流体收集室(4)的顶侧部分(3)。在一实施例中，泄放阀(4)设置在上部泄放管(9a)和下部泄放管(9b)之间。上部泄放管(9a)和下部泄放管(9b)用紧固件连接泄放阀(4)。在一实施例中，将泄放管(9)和泄放阀(4)互连的紧固件选自诸如但不限于螺母、螺栓和铆钉的组。

另外，如图9b所示，下部泄放管(9)构造有延伸的扩张部分(9c)。在一实施例中，流体收集室(3)附接到延伸的扩张部分(9c)。流体收集室(3)通过诸如但不限于焊接、软钎焊、硬钎焊和紧固的方法附接到延伸的扩张部分(9c)。流体收集室(3)构造用以当泄放阀(4)处于关闭位置时收集从泄放管(9)泄漏的油。流体收集室(3)在其顶侧和底侧中的每侧均具有至少一个通孔(4)或通道。设置在顶侧上的至少一个通孔(38)连接到扩张部分(9c)，并且设置在室(3)的底侧处的至少一个通孔连接到流体排出管(32)。在一实施例中，泄放管(9)和至少一个通孔(38)是同轴的。这种构造使得油(11)能够直接流过至少一个通孔(38)经由流体排出管(32)流到油槽(8)。此外，在流体收集室(3)中构造有泄放塞(3b)，以泄放由延伸的扩张部分(9c)而收集的油(11)。

此外，流体收集室(3)提供有流体收集区域(39)(如图8b所示)。流体收集区域(39)设置在流体收集室(3)的底部。在一实施例中，流体收集区域(39)是围绕至少一个通孔(4)的区域，并且构造用以收集从泄放阀(4)泄漏的油。从泄放阀(4)泄漏的油在到达延伸的扩张部分(9c)时，由于泄放管(9)的扩张部分而损失其压力。因此，油(11)沿着流体收集室(3)的壁流动，从而被收集在流体收集区域(39)中。流体收集区域(39)通过流体排出管(32)与流体收集室(3)的底部的连接而形成。流体排出管(5)通过至少一个通孔(38)向流体收集室(3)内延伸至预定高度。在一实施例中，流体排出管(5)基于所需的流体收集区域(39)的体积而延伸至预定高度。而且，流体排出管(32)在流体收集室(3)内的延伸部分用作侧壁，以防止收集的油经由流体排出管(32)流入油槽(8)。

流体收集室(3)进一步提供有至少一个液位开关(3c)。液位开关(3c)位于流体收集室(3)的预定位置处。在一实施例中，液位开关(3c)位于流体收集室(3)的底部的一个角落处。此外，在流体收集室(3)的侧面中的一个侧面上制成预定尺寸和形状的至少一个切口(3a)。在一实施例中，切口(3a)的形状可以变化，其包括但不限于正方形、长方形、圆形、椭圆形以及任何其它可以达到目的的形状。切口(3a)的尺寸被配置为使得其将使操作员能够够到液位开关(3c)。切口(3a)还使操作员可以窥视流体收集室(3)。此外，预定数量的锁定孔形成为围绕切口(3a)部分。具有与切口(3a)的锁定孔相同数量的锁定孔的锁定板(3d)被附接到流体收集室(3)，以遮住切口(3a)。在一实施例中，设置于锁定板(3d)的锁定孔的数量为大约2至大约10。锁定板(3d)的这种构造防止油通过泄放管(9)并通过切口(3a)泄出。而且，触发警报器(未示出)被配置到流体泄漏检测单元(102)，以在检测到系统(101)中的流体泄漏时警告操作员。

在变压器的使用过程中，流体泄漏检测单元(102)监测变压器(30)中的流体泄漏。流体泄漏检测单元(102)被构造用以在泄放阀(4)的关闭位置期间检测泄放管(9)中的油(11)的泄漏。当收集在流体收集室(3)中的油(11)超过预设值时，流体泄漏检测单元(102)检测泄漏。当检测到泄漏时，至少一个液位开关(3c)触发警报，以警告操作员油泄漏。

此外，在使用变压器(30)的过程中，从变压器箱(14)泄放的油(11)的压力由PMS(31)监测。当从泄放管(9)泄出的油(11)的压力超过预设阀时，压力开关(31c)向至少一个控制单元(1)提供第一输入信号。

类似地，当通过监测到变压器(30)的输入和输出的电压电流信号之间的变化而感测到异常情况时，电压变化单元(26a)和过电流检测单元(26b)分别提供第二输入信号和第三输入信号至控制单元(1)。

在使用变压器(30)期间，当浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)检测到变压器箱(14)内的高于预设值的油涌和油压变化时，向控制单元(1)提供第四输入信号。

此外，由于电压变化单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)与一个或多个断路器(24、28)的互连，第五输入信号由一个或多个断路器(24、28)提供给控制单元(1)。当一个或多个断路器(24、28)从电压变化单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收到信号时，向控制单元(1)提供第五输入信号。

当接收到第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号、第四输入信号和第五输入信号中的任一信号时，至少一个控制单元(1)同时操作泄放阀(4)和放气阀(6)。在泄放阀(4)的释放后，变压器箱(14)中的油(11)泄出。由于放气阀(6)的释放，来自气体源(7)的气体从变压器箱(14)的底部被输送。气体在变压器箱(14)底部的循环搅动存在于变压器箱(14)中的油(11)，从而均匀地冷却油(11)。而且，由于气体的流动而对油(11)的搅动除去了变压器箱(14)中的氧气，从而降低了变压器箱(14)中的氧气含量。而且，气体在变压器箱(14)中上升并在发生于变压器箱(14)的裂纹或破裂上形成包封。因此，循环的气体防止变压器(30)的爆炸和导致的火灾。

在一实施例中，如对设备(100)的描述中所述的，在不存在PMS(31)的情况下，控制单元(1)分别从电压变化单元(26a)、过电流检测单元(26b)、浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)以及一个或多个断路器(24、28)接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号中的任一信号。

益处：

本公开提供了一种设备，该设备被构造用以将气体从变压器箱的底部送至变压器箱中，从而冷却油并从变压器箱消除氧气收集。

本公开提供了一种设备，其中送至变压器箱的气体还被配置为围绕变压器箱上的裂纹或破裂形成包封或层，从而防止变压器爆炸。

本公开提供了一种用于检测流体泄漏从而固有地防止与变压器发热和爆炸有关的问题的设备和系统。

本公开提供了一种用于检测火灾的设备和系统，该设备和系统在变压器爆炸的危险情况下为操作员提供了采取预防措施的时间间隔。

等同

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据情况和/或应用将复数转换为单数和/或将单数转换为复数。为了清楚起见，本文可以明确地阐述各种单数/复数置换。

本领域技术人员将理解，通常，本文中、尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含”应被解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员将进一步理解，如果意图引入特定数量的引入的权利要求叙述，则将在权利要求中明确地陈述这种意图，并且在没有这种陈述的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，下面的所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求的叙述。但是，此类短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“一”引入的权利要求叙述将任何包含该引入的权利要求叙述的特定权利要求限制为仅包含一个此类权利要求叙述的发明，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词例如“一”(例如，“一”通常应解释为“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求叙述的定冠词也是如此。另外，即使明确叙述了具体数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员也会认识到，这样的叙述通常应解释为意味着至少所叙述的数目(例如，在没有其它修饰符的情况下，仅叙述“两个叙述”则通常表示至少两个叙述，或两个或更多叙述)。此外，在那些使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的约定的情况下，通常这样的构造旨在采用本领域技术人员会理解该约定的意义(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C以及具有B和C和/或具有A、B和C等等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常，这样的构造旨在采用本领域技术人员会理解该约定的意义(例如，“具有A，B或C中至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C以及具有B和C和/或具有A，B和C等等的系统)。本领域技术人员将进一步理解，实际上，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代术语的任何分离词和/或短语都应理解为考虑了包括这些术语中的一个、这些术语中的任一个或者两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

另外，在根据马库什组(Markush group)描述本公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，由此也根据马库什组中的任何单个成员或成员的子组来描述本公开。

尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其它方面和实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由所附权利要求指示。

附图标记

Claims (16)

1.一种用于检测火灾并防止变压器(30)中爆炸的设备(100)，该设备(100)包括：

至少一个电压变化检测单元(26a)，所述电压变化检测单元(26a)用于确定进入变压器(30)的输入电压与离开变压器(30)的输出电压的比率，其中当所述输入电压与所述输出电压的比率超过预设阈值比率时，所述至少一个电压变化检测单元(26a)向至少一个控制单元(1)提供第一输入信号；

过电流检测单元(26b)，所述过电流检测单元(26b)用于监测变压器(30)上的负载，从而当所述变压器(30)上的负载超过预设负载阈值时，向所述至少一个控制单元(1)提供第二输入信号；

至少一个浪涌检测单元(18)和至少一个快速升压继电器(RPRR)，所述至少一个浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)被配置用于检测所述变压器(30)的变压器箱(14)内的油涌和油压变化，从而当所述变压器箱(14)中的油涌和油压变化超过预设压力阈值时向所述至少一个控制单元(1)提供第三输入信号；

一个或多个断路器(24、28)，所述一个或多个断路器(24、28)被配置用于从所述至少一个电压变化检测单元(26a)、所述过电流检测单元(26b)、所述至少一个浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收输入信号，其中所述一个或多个断路器(24、28)向所述至少一个控制单元(1)提供第四输入信号；和

所述至少一个控制单元(1)，所述至少一个控制单元(1)接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号和所述第四输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀(4)和放气阀(6)的控制信号，

其中，所述放气阀(6)包括：

主气体阀(6a)，所述主气体阀(6a)构造有：主进口端口(6d)，所述主进口端口(6d)与气体源(7)流体连接；和主出口端口(6e)；

副气体阀(6b)，所述副气体阀(6b)构造有：副进口端口(6f)，所述副进口端口与所述主出口端口(6e)流体连接；和副出口端口(6g)，所述副出口端口(6g)与所述变压器箱(14)流体连接，用于当由所述至少一个控制单元(1)操作所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)时，将气体送至所述变压器箱(14)中；和

排气端口(6h)，所述排气端口(6h)构造用以当所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)处于关闭位置时将从所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)中的任一个泄漏的气体排出到大气。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中当所述输入电压与所述输出电压的比率超过1:40的阈值比率时，所述至少一个电压变化检测单元(26a)向所述至少一个控制单元(1)提供第一输入信号。

3.根据权利要求1所述的设备(100)，其中当所述输入电压与所述输出电压的比率超过所述预设阈值比率时，所述一个或多个断路器(24、28)阻断所述变压器(30)接收所述输入电压。

4.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述至少一个控制单元(1)操作所述泄放阀(4)以从所述变压器箱(14)泄放油。

5.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述至少一个控制单元(1)操作所述放气阀(6)以将来自气体源(7)的气体注入到所述变压器箱(14)的底部，用于搅动油(11)来降低所述变压器箱(14)中的温度和氧气含量，从而防止所述变压器(30)内的爆炸和火灾。

6.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述副气体阀(6b)的所述副出端口(6g)通过气体流动控制阀(6c)和止回阀(37)连接到所述变压器箱(14)。

7.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述气体源(7)通过压力调节器(34)连接到所述主气体阀(6a)的所述主进口端口(6d)，以控制进入所述主气体阀(6a)的气体的压力。

8.一种用于检测火灾并且防止变压器(30)中爆炸的设备(100)，所述设备(100)包括：

至少一个压力监测开关(31)，所述至少一个压力监测开关(31)配置为检测输送通过泄放管(9)的油(11)的压力，从而当输送通过所述泄放管(9)的油(11)的压力超过预设值时向至少一个控制单元(1)提供第一输入信号，

其中，所述至少一个压力监测开关(31)包括：

至少一个压力开关(31c)，所述压力开关(31c)用于当所述压力监测开关(31)的压力端口(31a)中的油压超过预设值时产生所述第一信号；

至少一个弹簧加载的柱塞(31e)，所述弹簧加载的柱塞(31e)与所述至少一个压力开关(31c)接触，用于操作所述至少一个压力开关(31c)；

至少一个隔膜(31b)，所述至少一个隔膜(31b)附接到所述至少一个弹簧加载的柱塞(31e)，用于基于在所述压力端口(31a)中且进入所述至少一个隔膜(31b)的油(11)的压力操作所述至少一个弹簧加载的柱塞(31e)；和

所述压力端口(31a)，所述压力端口(31a)连接到泄放管(9)，用于接收预定量的油(11)，从而维持输送通过所述泄放管(9)的油(11)的压力；

至少一个电压变化检测单元(26a)，所述至少一个电压变化检测单元(26a)用于计算进入变压器(30)的输入电压与离开变压器(30)的输出电压的比率，其中所述至少一个电压变化检测单元(26a)当所述输入电压与所述输出电压的比率超过预设阈值比率时向所述至少一个控制单元(1)发送第二输入信号；

过电流检测单元(26b)，所述过电流检测单元(26b)用于监测所述变压器(30)上的负载，从而当变压器(30)上的负载超过预设负载阈值时，向所述至少一个控制单元(1)提供第三输入信号；

至少一个浪涌检测单元(18)和至少一个快速升压继电器(RPRR)，所述至少一个浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)被配置用于检测所述变压器(30)的变压器箱(14)内的油涌和油压变化，从而当所述变压器箱(14)中的油涌和油压变化超过压力阈值时，向所述至少一个控制单元(1)提供第四输入信号；

一个或多个断路器(24、28)，所述一个或多个断路器(24、28)被配置用于从所述至少一个电压变化检测单元(26a)、所述过电流检测单元(24b)、所述至少一个浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收输入信号，其中所述一个或多个断路器(24、28)向所述至少一个控制单元(1)提供第五输入信号；并且

所述至少一个控制单元(1)接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号、所述第四输入信号和所述第五输入信号中的任一输入信号，从而产生用于操作泄放阀(4)和放气阀(6)的控制信号

其中，所述放气阀(6)包括：

主气体阀(6a)，所述主气体阀(6a)构造有：主进口端口(6d)，所述主进口端口(6d)与气体源(7)流体连接；和主出口端口(6e)；

副气体阀(6b)，所述副气体阀(6b)构造有：副进口端口(6f)，所述副进口端口(6f)与所述主出口端口(6e)流体连接；副出口端口(6f)，所述副出口端口(6f)与所述变压器箱(14)流体连接，用于当由所述至少一个控制单元(1)操作所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)时，将气体送至所述变压器箱(14)中；和

排气端口(6g)，所述排气端口(6g)构造成用以当所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)处于关闭位置时，将从所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)中的任一个泄漏的气体排出到大气。

9.根据权利要求8所述的设备(100)，其中，所述压力端口(31a)连接到至少一个三通球阀(42)，以接收从所述泄放管(9)旁通的油(11)。

10.根据权利要求9所述的设备(100)，其中，至少一个三通球阀(42)通过第一软管(43)连接到至少一个双通球阀(41)，以接收从所述泄放管(9)旁通的油(11)。

11.根据权利要求9所述的设备(100)，其中，至少一个三通球阀(42)通过第二软管(44)连接到所述泄放管(9)，用于将旁通的油(11)输送回所述泄放管(9)。

12.根据权利要求8所述的设备(100)，其中，预定油压水平高达约7mwc。

13.根据权利要求8所述的设备(100)，包括提供在所述压力端口(31a)与所述至少一个隔膜(31b)之间的垫圈，用于防止油泄漏。

14.根据权利要求8所述的设备(100)，包括用于容纳所述至少一个隔膜(31b)的多个支撑板(31f)。

15.一种用于检测火灾、检测通过设置在泄放管(9)中的泄放阀(4)的流体泄漏并防止变压器(30)中火灾的系统(101)，所述系统(101)包括：

流体泄漏检测单元(102)，包括：

流体收集室(3)，所述流体收集室(3)流体连接到所述泄放管(9)的下游，用于收集通过处于关闭位置的所述泄放阀(4)泄漏的流体，其中，所述流体收集室(3)包括：

至少一个通孔(38)，所述至少一个通孔(38)设置在所述流体收集室(3)的顶侧和底侧上，其中围绕所述流体收集室(3)的底侧的所述至少一个通孔(38)的区域被构造为流体收集区域(39)以收集泄漏的流体；

所述流体收集室(3)的底侧与流体排出管(32)连接，所述流体排出管(32)经由所述至少一个通孔(38)向所述流体收集室(3)中延伸至预定高度；和

至少一个液位开关(33)，所述至少一个液位开关(33)位于所述流体收集室(3)内的预定位置处，以当在所述流体收集区域(39)中收集预定量的流体时触发警报，以指示流体泄漏；

至少一个压力监测开关(31)，所述至少一个压力监测开关(31)配置用以检测输送通过泄放管(9)的油压，从而当输送通过所述泄放管(9)的油的压力超过预设值时向所述至少一个控制单元(1)提供第一输入信号，其中所述至少一个压力监测开关(31)包括：

至少一个压力开关(31c)，所述至少一个压力开关(31c)用于当所述压力监测开关(31)的压力端口(31a)中的油压超过预设值时产生所述第一信号；

至少一个弹簧加载的柱塞(31e)，所述至少一个弹簧加载的柱塞(31e)与所述至少一个压力开关(31c)接触，用于操作所述至少一个压力开关(31c)；

至少一个隔膜(31b)，所述至少一个隔膜(31b)附接到所述至少一个弹簧加载的柱塞(31e)，用于基于在所述压力端口(31a)中并进入所述至少一个隔膜(31b)的油(11)的压力来操作所述至少一个弹簧加载的柱塞(31e)；和

所述压力端口(31a)，所述压力端口(31a)连接到泄放管(9)，用于接收预定量的油(11)，从而维持输送通过所述泄放管(9)的油(11)的压力，

至少一个电压变化检测单元(26a)，所述至少一个电压变化检测单元(26a)用于计算进入变压器(30)的输入电压与离开变压器(30)的输出电压的比率，其中所述至少一个电压变化检测单元(26a)当所述输入电压与所述输出电压的比率超过预设阈值比率时向至少一个控制单元(1)提供第二输入信号；

过电流检测单元(26b)，所述过电流检测单元(26b)用于监测变压器(30)上的负载，从而当变压器(30)上的负载超过预设负载阈值时，向至少一个控制单元(1)提供第三输入信号；

至少一个浪涌检测单元(18)和至少一个快速升压继电器(RPRR)，所述至少一个浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)被配置用于检测所述变压器(30)的变压器箱(14)内的油涌和油压变化，从而当所述变压器箱(14)中的油涌和油压变化超过预设压力阈值时向所述至少一个控制单元(1)提供第四输入信号；

一个或多个断路器(24、28)，所述一个或多个断路器(24、28)被配置用于从所述至少一个电压变化检测单元(26a)、所述过电流检测单元(24b)、所述浪涌检测单元(18)和所述至少一个快速升压继电器(RPRR)中的任一个接收输入信号，其中所述一个或多个断路器(24、28)向所述至少一个控制单元(1)提供第五输入信号；并且

所述至少一个控制单元(1)接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号、所述第四输入信号和所述第五输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀(4)和放气阀(6)的控制信号，所述放气阀(6)包括：

主气体阀(6a)，所述主气体阀(6a)被构造有：主进口端口(6d)，所述主进口端口(6d)与气体源(7)流体连接；和主出口端口(6e)；

副气体阀(6b)，所述副气体阀(6b)被构造有：副进口端口(6f)，所述副进口端口与所述主出口端口(6e)流体连接；和副出口端口(6f)，所述副出口端口(6g)与所述变压器箱(14)流体连接，用于当所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)被致动时将气体送至所述变压器箱(14)中；和

排气端口(6g)，所述排气端口(6g)被构造成用以当所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)处于关闭位置时将从所述主气体阀(6a)和所述副气体阀(6b)中的任一个泄漏的气体排出到大气。

16.一种用于检测火灾、检测通过设置在泄放管(9)中的泄放阀(4)的流体泄漏并防止变压器(30)爆炸的方法，所述方法包括以下动作：

监测流体收集室(3)中的液位，其中位于所述流体收集室(3)内的预定位置处的至少一个液位开关(33)被构造成用以当检测到所述流体收集室(3)的流体收集区域(8)中的流体的预定液位时触发警报，以指示流体泄漏；

监测输送通过所述泄放管(9)的变压器箱(14)中的油(11)的压力，从而当输送通过所述泄放管(9)的油的压力超过预设压力阈值时向所述至少一个控制单元(11)提供第一输入信号；

计算输入电压与输出电压的比率，并且当所述输入电压与所述输出电压的比率超过预设阈值比率时，向至少一个控制单元(1)提供第二输入信号；

当所述变压器(30)上的负载超过预设负载阈值时，向所述至少一个控制单元(1)提供第三输入信号；

分别由至少一个浪涌检测单元(18)和快速升压继电器(RPRR)检测所述变压器(30)的变压器箱(14)中的过量油涌和油压变化率，从而向所述至少一个控制单元(1)提供第四输入信号；

当一个或多个断路器(24)接收到所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号和所述第四输入信号中的任一信号时，由所述一个或多个断路器(24、28)向至少一个控制单元(1)提供第五输入信号，以及

由所述至少一个控制单元(1)接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号、所述第四输入信号和所述第五输入信号中的任一信号，从而产生用于操作泄放阀(4)和放气阀(6)的控制信号，从而检测火灾并防止变压器(30)爆炸。