CN112781905A - 一种变压器油中电弧放电防爆试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及变压器防爆试验的领域，尤其是涉及一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，包括盛满油液的变压器试验本体、设置在变压器试验本体一侧且用于连接防爆装置的检测口、安装在变压器试验本体上以模拟电弧放电的放电组件，以及位于变压器试验本体内以对温度进行采集的温度传感器和对压力进行采集的压力传感器。本申请具有能够较为准确的检测防爆装置的防爆性能的效果。

Description

一种变压器油中电弧放电防爆试验装置

技术领域

本申请涉及变压器防爆试验的领域，尤其是涉及一种变压器油中电弧放电防爆试验装置。

背景技术

大型油浸变压器在工作过程中遇到绝缘故障时，两绕组之间极易产生局部放电、电弧放电等故障，这些故障会使得变压器内部局部高温，油液被快速分解并产生大量的可燃性瓦斯气体，导致变压器内部的压力骤增，进而引发变压器爆炸和燃烧的安全问题。

为提高变压器的使用安全性，各厂商通常会在变压器上安装防爆装置，防爆装置主要有压力释放阀、防爆片组件等，均是通过释放气体压力的方式实现防爆。目前，对于防爆装置质量的把控只是人工检验，这种检验方式大多是针对防爆装置的外观进行检验，而防爆装置的实际防爆性能不易检测。

针对上述中的相关技术，发明人认为传统的检验方式存在有不易检测防爆装置防爆性能的缺陷。

发明内容

为了能够较为准确的检测防爆装置的防爆性能，本申请提供一种变压器油中电弧放电防爆试验装置。

本申请提供的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置采用如下的技术方案：

一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，包括盛满油液的变压器试验本体、设置在变压器试验本体一侧且用于连接防爆装置的检测口、安装在变压器试验本体上以模拟电弧放电的放电组件，以及位于变压器试验本体内以对温度进行采集的温度传感器和对压力进行采集的压力传感器。

通过采用上述技术方案，本申请中放电组件的设置，能够模拟实际变压器中的电弧放电，放电的过程中，油液被快速分解并产生大量的可燃性瓦斯气体气泡，导致变压器壳体内部的压力骤增，该过程中，温度传感器和压力传感器实时分别对变压器试验本体内的温度、压力数据进行采集，以便较为准确的对防爆装置的防爆性能进行测试，从而保证防爆装置在实际应用中的安全性和可靠性。

优选的，所述变压器试验本体至少包括封闭的变压器外壳，检测口与变压器外壳的内部相连通；

放电组件包括安装在变压器外壳顶部的盖板、固定在盖板上且一端伸入变压器外壳内部的两个套管电极、分别连接在两个套管电极位于变压器外壳内的一端且对称设置的铜排，以及分别安装在两铜排相对一侧同一位置的铜棒。

通过采用上述技术方案，试验时，在套管电极上通电，使电流经铜排传递至铜棒上，进而使两铜棒模拟电弧放电。

优选的，所述变压器试验本体还包括设置在变压器外壳内且分别位于放电组件两侧的用于模拟绕组的两油桶。

通过采用上述技术方案，油桶的设置，主要用于模拟实际变压器中的绕组，以便尽可能的还原变压器内部实际电弧放电时瓦斯气泡的扩散情景。

优选的，所述盖板朝向铜排的一侧固接有工字钢加强板。

通过采用上述技术方案，主要用于提高盖板的结构强度，降低盖板在受到较大冲击力时而产生形变的可能性。

优选的，所述温度传感器为温度探针，其安装于盖板上；

压力传感器包括安装于盖板上的第一高频压力传感器，以及分别安装于变压器外壳四周的侧板靠下的第二高频压力传感器。

通过采用上述技术方案，温度传感器的主要作用是实时采集变压器试验本体内的温度数据，压力传感器的主要作用是实时采集变压器试验本体内各个位置的压力数据，以便对防爆装置的防爆性能进行检测，同时为防爆装置和变压器后续的研发提供数据基础。

优选的，所述铜排包括第一铜板单元和第二铜板单元；

第一铜板单元包括连接在套管电极端部且朝背离盖板方向布置的延伸板、固接在延伸板自由端且与延伸板之间呈L形的弯折板，以及固接在弯折板自由端且与弯折板、延伸板之间呈Z形的竖板，两第一铜板单元的两弯折板朝相互远离的方向延伸；

第二铜板单元至少包括安装在竖板上且与竖板之间呈L形的水平板，两第二铜板单元的两水平板朝相互靠近的方向延伸，铜棒安装在水平板的延伸端。

通过采用上述技术方案，第一铜板单元和第二铜板单元之间呈凸字形的结构设计，能够在放电的瞬间有效缓冲油液中产生的气泡压力，同时，不影响气泡初期的扩散，以便模拟绕组间的电弧放电，使得试验数据更加准确。

优选的，所述水平板上加工有沿自身长度方向延伸的腰型槽；铜棒上加工有沿自身径向贯穿的通孔，铜棒通过螺栓穿过通孔和腰型槽以固定于水平板上。

通过采用上述技术方案，便于工作人员根据需要对两铜棒之间的距离进行调整。

优选的，所述铜棒对应通孔两端的位置均加工有与水平板表面贴合的直切面。

通过采用上述技术方案，直切面的设置，能够防止铜棒在安装的过程中来回滚动，以便工作人员进行安装。

优选的，两所述第一铜板单元的两延伸板之间安装有绝缘棒。

通过采用上述技术方案，绝缘棒的设置，主要用于对两铜排进行加固，避免爆炸的过程中两铜排由于剧烈晃动而产生形变。

优选的，还包括位于变压器试验本体一侧且用于与防爆装置相连接的油气分离器。

通过采用上述技术方案，主要用于将气液分离，即排出气体，回收油液，避免浪费。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请中放电组件的设置，能够模拟实际变压器中的电弧放电，放电的过程中，油液被快速分解并产生大量的可燃性瓦斯气体气泡，导致变压器壳体内部的压力骤增，该过程中，温度传感器和压力传感器实时分别对变压器试验本体内的温度、压力数据进行采集，以便较为准确的对防爆装置的防爆性能进行测试，从而保证防爆装置在实际应用中的安全性和可靠性；

2、油桶的设置，主要用于模拟实际变压器中的绕组，以便尽可能的还原变压器内部实际电弧放电时瓦斯气泡的扩散情景；

3、绝缘棒的设置，主要用于对两铜排进行加固，避免爆炸的过程中两铜排由于剧烈晃动而产生形变。

附图说明

图1是本申请实施例的变压器油中电弧放电防爆试验装置的整体结构示意图；

图2是体现油桶和放电组件之间位置关系的结构示意图；

图3是变压器试验本体的俯视图；

图4是体现防爆片组件具体结构以及防爆片组件与检测口之间连接关系的结构示意图；

图5是体现油气分离器具体结构以及油气分离器和防爆片组件之间连接关系的结构示意图；

图6是体现放电组件具体结构的示意图；

图7是体现工字钢加强板位置的仰视图；

图8是体现第二铜板单元具体结构的示意图；

图9是体现铜棒具体结构的示意图。

附图标记说明：1、变压器试验本体；11、变压器外壳；12、油桶；13、支架；14、油枕；15、输油管；16、超声波流量传感器；17、瓦斯继电器；18、断流阀；19、视窗；2、检测口；21、闸阀；3、放电组件；31、盖板；32、工字钢加强板；33、套管电极；34、铜棒；341、通孔；342、直切面；35、衔接板；36、第一铜板单元；361、延伸板；362、弯折板；363、竖板；37、第二铜板单元；371、立板；372、水平板；373、腰型槽；38、绝缘棒；4、温度传感器；51、第一高频压力传感器；52、第二高频压力传感器；6、油气分离器；61、主体；62、出气管；63、进液管；64、试验架；7、防爆片组件；71、减压舱；72、进液波纹管；73、出液波纹管。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种变压器油中电弧放电防爆试验装置。参照图1和图2，变压器油中电弧放电防爆试验装置包括变压器试验本体1、设置在变压器试验本体1一侧的检测口2、安装在变压器试验本体1上的放电组件3、设置在变压器试验本体1内的温度传感器4和压力传感器，以及位于变压器试验本体1一侧的油气分离器6；变压器试验本体1内盛有满装的油液；放电组件3的主要作用是模拟变压器内部的电弧放电；检测口2的主要作用是安装待检测的防爆装置；温度传感器4的主要作用是实时采集变压器试验本体1内的温度数据，压力传感器的主要作用是实时采集变压器试验本体1内的压力数据，以便对防爆装置的防爆性能进行检测，同时为防爆装置和变压器后续的研发提供数据基础；油气分离器6的主要作用是排出气体并回收被喷射而出的油液，避免浪费。

参照图2和图3，变压器试验本体1包括封闭的变压器外壳11、固定在变压器外壳11的内底板上且分别位于放电组件3两侧的两个油桶12、通过支架13固定于变压器外壳11外侧壁上的油枕14，以及连接在油枕14和变压器外壳11之间的输油管15，输油管15上由变压器外壳11至油枕14的方向依次安装有超声波流量传感器16、瓦斯继电器17和断流阀18，油枕14可通过输油管15向变压器外壳11内进行补油。变压器外壳11的侧壁上设有多个视窗19，视窗19正对放电组件3模拟电弧放电的位置，以便工作人员在试验的过程中进行观察。

油桶12的设置，主要用于模拟绕组，以便尽可能的还原变压器内部实际电弧放电时瓦斯气泡的扩散情景。为保证油桶12的结构强度，降低油桶12在变压器外壳11内压强骤增时而产生形变的可能性，在油桶12内安装有钢结构支撑架。

检测口2固定在变压器外壳11上并且与变压器外壳11的内部相连通，检测口2上安装有闸阀21，用于控制检测口2的打开或关闭。通常情况下，检测口2为关闭状态。

参照图3和图4，本申请实施例中的防爆装置以防爆片组件为例进行展示说明，以下对防爆片组件进行简单介绍。防爆片组件7包括减压舱71、通过法兰分别连接在减压舱71两端的进液波纹管72和出液波纹管73，以及安装夹紧在进液波纹管72和减压舱71之间的防爆片，进液波纹管72远离减压舱71的一端与检测口2通过法兰密封连接。

参照图5，油气分离器6包括主体61以及连接且连通于主体61上的出气管62和进液管63，主体61通过试验架64支撑于地面上，且主体61高于变压器试验本体1设置，出液波纹管73远离减压舱71的一端通过法兰与油气分离器6的进液管63相连接。

参照图3和图6，上述的放电组件3包括盖板31，变压器外壳11顶部对应盖板31的位置加工有开口，盖板31密封安装在变压器外壳11顶部的开口处且水平设置。

参照图3和图7，盖板31朝向变压器外壳11内部的一侧固接有工字钢加强板32，用于提高盖板31的结构强度，降低盖板31受较大冲击力时产生形变的可能性。

参照图2和图7，本申请中的温度传感器4采用温度探针，其安装于盖板31上，用于检测电弧附近的温度。本申请中的压力传感器采用高频压力传感器，具体包括安装于盖板31上的第一高频压力传感器51，以及分别安装于变压器外壳11四周的侧板靠下的第二高频压力传感器52，用于检测变压器外壳11内部各个位置的压力。

参照图2和图6，盖板31上位于工字钢加强板32两侧的位置分别固定有竖直设置的套管电极33，套管电极33的一端穿过盖板31伸出变压器外壳11的外部，用于连接高压电。套管电极33的另一端伸入变压器外壳11内部，在两套管电极33位于变压器外壳11内部的一端分别连接有用于导电的铜排，两铜排对称设置，在两铜排相对一侧的同一位置均安装有用于放电的铜棒34，以便模拟电弧放电。

参照图6，更具体的是，套管电极33位于变压器外壳11内部的一端焊接有竖直设置的衔接板35；铜排包括第一铜板单元36和第二铜板单元37；第一铜板单元36包括一体成型的延伸板361、弯折板362和竖板363，延伸板361和竖板363相互平行且均与弯折板362相垂直，即三者之间呈Z形，延伸板361朝背离盖板31的方向竖直布置且通过螺栓与衔接板35可拆卸固定连接，两第一铜板单元36的两弯折板362朝相互远离的方向延伸，在两第一铜板单元36的两延伸板361之间安装有一对绝缘棒38，用于对铜排进行加固，避免剧烈晃动。

第二铜板单元37包括一体加工且呈L形的立板371和水平板372，立板371通过螺栓可拆卸连接在竖板363一侧，两第二铜板单元37的两水平板372朝相互靠近的方向延伸，第二铜板单元37和第一铜板单元36的结构设计，能够在放电瞬间有效对产生的气泡压力进行缓冲。

参照图8和图9，水平板372上加工有沿自身长度方向延伸的腰型槽373，腰型槽373可以为两个；铜棒34上对应两腰型槽373的位置分别加工有沿铜棒34自身径向贯穿的通孔341，铜棒34通过螺栓穿过通孔341和腰型槽373以固定于水平板372上，根据需要，工作人员可对两铜棒34之间的距离进行调整。为了便于工作人员前期安装，在铜棒34对应通孔341两端的位置分别加工能够与水平板372表面贴合的直切面342，用于定位，避免铜棒34在安装的过程中来回滚动。

本申请实施例的实施原理为：试验时，将防爆片组件7安装在检测口2和油气分离器6之间；打开闸阀21，使变压器外壳11与防爆片组件7的进液波纹管72连通；对套管电极33进行通电，电流经铜排传递至铜棒34上，使得两铜棒34模拟电弧放电，放电的过程中，油液被快速分解并产生大量的可燃性瓦斯气体气泡，导致变压器壳体内部的压力骤增，该过程中，温度传感器4和压力传感器实时对变压器外壳11内的温度、压力数据进行采集；当变压器外壳11内的压力达到防爆片的承受极限时，防爆片破裂，此时，油液和气体一同沿减压舱71、出液波纹管73和进液管63进入油气分离器6中，使得气液分离，即排出气体，回收油液；同时，部分油液和气体会受冲击力的影响沿输油管15朝油枕14倒灌，倒灌的过程中，超声波流量传感器16检测油液的回流速度，当回流速度达到设定值时，瓦斯继电器17发出重瓦斯报警；当瓦斯继电器17内积累的气体达到设定值时，瓦斯继电器17发出轻瓦斯报警；而断流阀18的设置，主要是在着火时起阻断保护的作用，避免油枕14中油液的输入。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：包括盛满油液的变压器试验本体(1)、设置在变压器试验本体(1)一侧且用于连接防爆装置的检测口(2)、安装在变压器试验本体(1)上以模拟电弧放电的放电组件(3)，以及位于变压器试验本体(1)内以对温度进行采集的温度传感器(4)和对压力进行采集的压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述变压器试验本体(1)至少包括封闭的变压器外壳(11)，检测口(2)与变压器外壳(11)的内部相连通；

放电组件(3)包括安装在变压器外壳(11)顶部的盖板(31)、固定在盖板(31)上且一端伸入变压器外壳(11)内部的两个套管电极(33)、分别连接在两个套管电极(33)位于变压器外壳(11)内的一端且对称设置的铜排，以及分别安装在两铜排相对一侧同一位置的铜棒(34)。

3.根据权利要求2所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述变压器试验本体(1)还包括设置在变压器外壳(11)内且分别位于放电组件(3)两侧的用于模拟绕组的两油桶(12)。

4.根据权利要求2所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述盖板(31)朝向铜排的一侧固接有工字钢加强板(32)。

5.根据权利要求2所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述温度传感器(4)为温度探针，其安装于盖板(31)上；

压力传感器包括安装于盖板(31)上的第一高频压力传感器(51)，以及分别安装于变压器外壳(11)四周的侧板靠下的第二高频压力传感器(52)。

6.根据权利要求2所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述铜排包括第一铜板单元(36)和第二铜板单元(37)；

第一铜板单元(36)包括连接在套管电极(33)端部且朝背离盖板(31)方向布置的延伸板(361)、固接在延伸板(361)自由端且与延伸板(361)之间呈L形的弯折板(362)，以及固接在弯折板(362)自由端且与弯折板(362)、延伸板(361)之间呈Z形的竖板(363)，两第一铜板单元(36)的两弯折板(362)朝相互远离的方向延伸；

第二铜板单元(37)至少包括安装在竖板(363)上且与竖板(363)之间呈L形的水平板(372)，两第二铜板单元(37)的两水平板(372)朝相互靠近的方向延伸，铜棒(34)安装在水平板(372)的延伸端。

7.根据权利要求6所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述水平板(372)上加工有沿自身长度方向延伸的腰型槽(373)；铜棒(34)上加工有沿自身径向贯穿的通孔(341)，铜棒(34)通过螺栓穿过通孔(341)和腰型槽(373)以固定于水平板(372)上。

8.根据权利要求7所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：所述铜棒(34)对应通孔(341)两端的位置均加工有与水平板(372)表面贴合的直切面(342)。

9.根据权利要求6所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：两所述第一铜板单元(36)的两延伸板(361)之间安装有绝缘棒(38)。

10.根据权利要求1所述的一种变压器油中电弧放电防爆试验装置，其特征在于：还包括位于变压器试验本体(1)一侧且用于与防爆装置相连接的油气分离器(6)。

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