CN116153619A - 一种油浸式电力设备用油箱顶盖及油浸式电力设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油浸式电力设备用油箱顶盖及油浸式电力设备，该油浸式电力设备用油箱顶盖包括：实体密封板、限位支撑板和连接件；其中，所述限位支撑板设置在所述实体密封板的上方；所述连接件可滑动地穿设于所述实体密封板和所述限位支撑板，连接件用于连接油箱侧壁，以将所述实体密封板活动连接在油箱侧壁上；所述实体密封板和所述限位支撑板之间设有弹性泄压元件。本发明采用夹心结构，油箱发生内部冲击载荷时，设置在底层的实体密封板先承受压力冲击，向上移动，并将冲击载荷传递至位于中间的弹性泄压元件，弹性泄压元件在压力冲击载荷下迅速压缩，使得实体密封板脱离油箱侧壁，形成油气泄放通道，压力泄放完毕后可再次密封油箱。

Description

一种油浸式电力设备用油箱顶盖及油浸式电力设备

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种油浸式电力设备用油箱顶盖及油浸式电力设备。

背景技术

油浸式电力设备通过绝缘油实现绝缘要求，然而随着绝缘油绝缘性能下降，低电阻故障可引发电弧放电。高能放电瞬时汽化、裂解绝缘油，快速生成大量高温高压油气，激发压力波。随着压力波在油箱内传递及折反射，油箱内压力激增，将破坏电力设备及油箱。油箱顶盖是油箱薄弱环节，其破裂将导致高温高压油气不可控泄露，引发燃烧爆炸危险，同时对环境及人员造的巨大损伤。

现有油浸式电力设备油箱不可按照压力油箱，以电弧故障超压值进行设计与制造，如此则油箱外壁将非常厚重，油箱整体体积、重量大幅增加，且大幅提升油箱制造成本。同时，油箱强度过高，则当电弧故障发生时，油箱内压力迅速激增将严重损坏油箱内各电力设备。

因此油箱需引入高效泄压机制，即油箱在受到超压冲击时，开启泄压通道，以降低油箱内压力实现对电力设备的防护，同时油箱各个部件不发生破坏。现有压力释放阀泄放能力有限，且对于大型油箱需设置多个压力释放阀，其规格与布置极大影响泄压防护性能，并极大依赖电弧放电位置。部分油箱在顶盖边缘设置预设薄弱点，当油箱内出现电弧故障引发超压压力冲击时，该薄弱点破坏并打开泄放通道以泄放油箱内高压油气。而该薄弱点破坏后，使得油箱内油液直接与外界连通，无法再次密封油箱，仍存在安全隐患。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种油浸式电力设备用油箱顶盖及油浸式电力设备，旨在解决现有油箱设置的薄弱点破坏后无法进行油箱密封的问题。

一方面，本发明提出了一种油浸式电力设备用油箱顶盖，该油浸式电力设备用油箱顶盖包括：实体密封板、限位支撑板和连接件；其中，所述限位支撑板设置在所述实体密封板的上方；所述连接件可滑动地穿设于所述实体密封板和所述限位支撑板，连接件用于连接油箱侧壁，以将所述实体密封板活动连接在油箱侧壁上；所述实体密封板和所述限位支撑板之间设有弹性泄压元件，油箱发生故障时，所述实体密封板在油箱内压力的作用下弹性压缩弹性泄压元件，朝向所述限位支撑板移动，以在油箱侧壁和实体密封板之间开启泄放通道释放压力，在压力释放后，弹性泄压元件弹性复位并施加复位力至所述实体密封板上，以使实体密封板复位至抵接在油箱侧壁上实现油箱的密封。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述限位支撑板为环形结构；所述连接件为多个且沿所述限位支撑板的周向布置；和/或，所述弹性泄压元件为多个且沿所述限位支撑板的周向布置。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述限位支撑板的中空位置处设有桁架结构，并且，所述桁架结构与所述实体密封板之间还设有弹性辅助元件。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述桁架结构上设有安装板，用于连接弹性辅助元件。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述弹性泄压元件套设在所述连接件位于实体密封板和所述限位支撑板之间的部分的外部。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述连接件包括：固定件；其中，所述固定件设置在所述实体密封板的下方。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述固定件为弯折型结构，其包括：支撑板和连接板；其中，所述支撑板和所述连接板呈夹角设置且相连接，所述支撑板用于对实体密封板进行支撑和限位，所述连接板用于连接油箱侧壁。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述连接件还包括：螺栓组件；其中，所述螺栓组件的螺栓头部设置在所述限位支撑板的上方，所述螺栓的螺杆依次穿过限位支撑板、弹性泄压元件、实体密封板和所述支撑板；所述螺栓组件的螺母设置在所述支撑板的下侧，并与螺杆螺纹连接。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述弹性泄压元件的预压紧力大于所述油箱内正常工作压力波动的上限值，用于在所述油箱处于正常工作时，所述弹性泄压元件施加作用力至所述实体密封板上，以使实体密封板对油箱进行密封。

进一步地，上述油浸式电力设备用油箱顶盖，所述实体密封板上设有加强筋。

本发明提供的油浸式电力设备用油箱顶盖，采用夹心结构，油箱发生内部冲击载荷时，设置在底层的实体密封板先承受压力冲击，向上移动，并将冲击载荷传递至位于中间的弹性泄压元件，弹性泄压元件在压力冲击载荷下迅速压缩，使得实体密封板脱离油箱侧壁，形成油气泄放通道，同时，弹性泄压元件压缩变形缓冲冲击功即压力冲击，大幅衰减作用于连接件的冲击载荷；开启泄放通道后，油箱内压力可大幅减小，实体密封板变形极大减小，极大提升了油箱整体抗爆能力。同时，该油浸式电力设备用油箱顶盖较现有油浸式电力设备油箱具备更高能量等级电弧故障容错性，可更有效地防护油浸式电力设备，并避免油箱顶盖破裂及不可控高压油液喷射带来的各种严重后果，且压力泄放完毕后油箱即油箱可再次密封，防止与外界空气接触造成次生灾害，解决了现有油箱设置的薄弱点破坏后无法进行油箱密封的问题。

另一方面，本发明还提出了一种油浸式电力设备，该油浸式电力设备设有上述油浸式电力设备用油箱顶盖。

由于油箱顶盖具有上述效果，所以具有该油箱顶盖的油浸式电力设备也具有相应的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖在电弧故障时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖在电弧故障结束时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖的俯视图；

图5为本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖的又一俯视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

油箱顶盖实施例：

参见图1至图5，其示出了本发明实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖的优选结构。如图所示，该油浸式电力设备用油箱顶盖包括：实体密封板1、限位支撑板2和连接件3；其中，

限位支撑板2设置在实体密封板1的上方。具体地，实体密封板1作为抗爆油箱的顶盖主体，实体密封板1与抗爆油箱的顶部开口相适配，以实现抗爆油箱顶部开口处的密封；为进一步提高实体密封板1的强度，优选地，实体密封板1上可设有加强筋，以具备足够强度从而满足油箱正负压要求，并在承受压力冲击时密封部变形量极小以具备二次密封功能。限位支撑板2设置在实体密封板1的正上方，可作为实体密封板1的限位板，避免实体密封板1的脱离。为减小限位支撑板2对实体密封板1的压力，优选地，如图4和图5所示，限位支撑板2可以为环形结构，其外壁与实体密封板1的外轮廓相适配，限位支撑板2的中间中空部分可起到减重作用，减小其对实体密封板1的压力，进而减小实体密封板1的变形。其中，实体密封板1可以为实体板材，例如实体钢板结构，当然亦可为其他材质，本实施例中对其不做任何限定；限位支撑板2可以为钢板，其强度大于实体密封板1的强度，以确保支撑限位的稳固性。

连接件3可滑动地穿设于实体密封板1和限位支撑板2，连接件3用于连接油箱侧壁（图中未示出），以将实体密封板1活动连接在油箱侧壁上，进而使得实体密封板1可在油箱侧壁上沿连接件3进行滑动，以在油箱正常工作时，实体密封板1设置在油箱侧壁上实现油箱顶部开口的密封，并在油箱发生故障时，实体密封板1可沿连接件3向上（相对于图2所示的位置而言）滑动。具体地，实体密封板1和限位支撑板2上相适配的位置处均沿厚度方向设置管穿孔，连接件3可滑动地穿设于实体密封板1和限位支撑板2的管穿孔，并且，连接件3的底端固定连接在油箱侧壁上，以实现实体密封板1、限位支撑板2与油箱侧壁之间的连接，进而使得实体密封板1可在油箱侧壁上沿连接件3进行滑动，该油浸式电力设备用油箱顶盖通过连接件3与油箱侧壁相连接，实体密封板1可实现油箱顶部开口的密封。在本实施例中，连接件3可以为多个且沿限位支撑板2的圆周方向布置，以确保实体密封板1和限位支撑板2连接的稳定性。其中，连接件3的强度及数量可根据实际情况确定，应保证故障时压力冲击仅仅引起较小变形。

实体密封板1和限位支撑板2之间设有弹性泄压元件4，油箱发生故障时，实体密封板1在油箱内压力的作用下弹性压缩弹性泄压元件4，朝向限位支撑板2移动，如图2所示，以在油箱侧壁和实体密封板1之间开启泄放通道释放压力，尤其是油浸式电力设备用油箱顶盖作为释放油箱内部压力冲击载荷的自适应泄压顶盖，在油浸式电力设备油箱发生内部故障时，油箱内压力激升，弹性泄压元件4自身变形吸收缓冲冲击能量，变形后开启油箱泄放通道，泄放高压油气，进而降低油箱内部压力，保护油箱及其内部的机械、电子设备。在压力释放后，如图3所示，弹性泄压元件4弹性复位并施加复位力至实体密封板1上，以使实体密封板1复位至抵接在油箱侧壁上实现油箱的密封，也就是说，泄压完毕后该顶盖在其上方的升高座、套管等部件重力及弹性泄压元件4弹性力共同作用下，复位并再次密封油箱，提升油浸式电力设备油箱电弧故障容错性。

具体实施时，该油浸式电力设备用油箱顶盖可以为多层夹心结构，弹性泄压元件4为中间层，可通过自身变形吸收缓冲冲击能量，还可降低连接件3所受冲击载荷；弹性泄压元件4可以为多个且沿限位支撑板2的圆周方向布置，以确保实体密封板1和限位支撑板2之间相对运动的稳固性。在本实施例中，弹性泄压元件4与连接件3相对应，并且，弹性泄压元件4可套设在对应连接件3位于实体密封板1和限位支撑板2之间部分的外部，以通过连接件3对弹性泄压元件4进行导向和限位，弹性泄压元件4和实体密封板1可以沿连接件3自由浮动，并由限位支撑板2限位。其中，弹性泄压元件4分布与各个弹性泄压元件4的强度可根据实体密封板1受力分布及变形分布决定，例如可在受力较大或变形较大处布置更多或更高强度的弹性泄压元件4。在本实施例中，弹性泄压元件4的两端可均为自由端，亦可分别连接在实体密封板1和限位支撑板2上。其中，弹性泄压元件4可以为弹簧，亦可为其他弹性元件，本实施例中对其不做任何限定。

在本实施例中，弹性泄压元件4在安装自由状态下可处于受压状态，弹性泄压元件4可具备较小弹性刚度，并在正常状态时具备足够压缩量以提供实体密封板1密封所需压力；为确保油箱正常工作状态下的密封性，优选地，弹性泄压元件4的预压紧力大于油箱正常工作压力波动的上限值，用于在油箱处于正常工作时，弹性泄压元件4施加作用力至实体密封板1上，以使实体密封板1对油箱进行密封，其中，弹性泄压元件4在安装自由状态下产生的载荷为弹性泄压元件4的预压紧力，也就是说，弹性泄压元件4正常工作时，即非故障时，油箱内压力会上下波动，并且，弹性泄压元件4在安装自由状态下产生的载荷大于该油箱正常工作时压力波动的上限值，以保证在油箱正常工作的任意压力值下油箱均处于密封状态。

继续参见图1至图3，为便于实现连接件3与油箱侧壁之间的连接，优选地，连接件3包括：固定件31和螺栓组件32；其中，固定件31设置在实体密封板1的下方，以通过固定件31连接油箱侧壁，连接件3可使得实体密封板1和限位支撑板2连接至固定件31上，以实现该装置与油箱侧壁之间的连接；螺栓组件32的螺栓头部321设置在限位支撑板2的上方，螺栓头部321作为第一限位件，以对限位支撑板2进行限位，使得限位支撑板2、实体密封板1可连接在固定件31上；螺栓组件32的螺杆322可滑动地穿设于限位支撑板2、实体密封板1以及固定件31，螺栓组件32的螺母323设置在固定件31的下侧，并与螺杆322螺纹连接，螺母323作为第二限位件，可实现连接件3的固定，以实现限位支撑板2、实体密封板1以及固定件31之间的连接，还可以将固定件31、实体密封板1和限位支撑板2限位至螺栓头部321和螺杆322之间，对实体密封板1和限位支撑板2进行滑动限位。

继续参见图1，固定件31为弯折型结构，其包括：支撑板311和连接板312；其中，支撑板311和连接板312呈夹角设置且相连接，支撑板311用于对实体密封板1进行支撑和限位，连接板312用于连接油箱侧壁。具体地，支撑板311和连接板312之间垂直设置，连接板312可平行于油箱侧壁并固定在油箱侧壁上，支撑板311可以水平设置，以对实体密封板1进行支撑和限位，还可便于油箱侧壁和支撑板311之间的连接，实现连接件3的固定，进而实现实体密封板1、限位支撑板2与支撑板311之间的连接。

在本实施例中，螺杆322依次穿过限位支撑板2、弹性泄压元件4、实体密封板1和支撑板311，螺母323设置在支撑板311的下侧，并与螺杆322螺纹连接，以实现螺栓组件32和固定件31之间的连接。

继续参见图5，为减小实体密封板1的变形，优选地，限位支撑板2的中空位置处可设有桁架结构5，并且，桁架结构5与实体密封板1之间还设有弹性辅助元件6。具体地，桁架结构5上在设有弹性辅助元件6的位置处设有安装板（图中未示出），用于连接弹性辅助元件6，以施加作用力至实体密封板1的中间位置，避免实体密封板1在压力作用下变形，使得实体密封板1整体均匀受力。弹性辅助元件6的顶端可连接在桁架结构5的安装板上，另一端可以为自由端并抵接在实体密封板1的顶壁上。其中，弹性辅助元件6可以为弹簧，亦可为其他弹性元件，本实施例中对其不做任何限定。

综上，本实施例提供的油浸式电力设备用油箱顶盖，采用夹心结构，油箱发生内部冲击载荷时，设置在底层的实体密封板1先承受压力冲击，向上移动，并将冲击载荷传递至位于中间的弹性泄压元件4，弹性泄压元件4在压力冲击载荷下迅速压缩，使得实体密封板1脱离油箱侧壁，形成油气泄放通道，同时，弹性泄压元件4压缩变形缓冲冲击功即压力冲击，大幅衰减作用于连接件3的冲击载荷；开启泄放通道后，油箱内压力可大幅减小，实体密封板1变形极大减小，极大提升了油箱整体抗爆能力。同时，该油浸式电力设备用油箱顶盖较现有油浸式电力设备油箱具备更高能量等级电弧故障容错性，可更有效地防护油浸式电力设备，并避免油箱顶盖破裂及不可控高压油液喷射带来的各种严重后果，且压力泄放完毕后油箱可再次密封，防止与外界空气接触造成次生灾害，解决了现有油箱设置的薄弱点破坏后无法进行油箱密封的问题。

油浸式电力设备实施例：

本实施例中还提出了一种油浸式电力设备，该油浸式电力设备设有上述油箱顶盖。其中，油箱顶盖的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

由于油箱顶盖具有上述效果，所以具有该油箱顶盖的油浸式电力设备也具有相应的技术效果。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，包括：实体密封板、限位支撑板和连接件；其中，

所述限位支撑板设置在所述实体密封板的上方；

所述连接件可滑动地穿设于所述实体密封板和所述限位支撑板，连接件用于连接油箱侧壁，以将所述实体密封板活动连接在油箱侧壁上；

所述实体密封板和所述限位支撑板之间设有弹性泄压元件，油箱发生故障时，所述实体密封板在油箱内压力的作用下弹性压缩弹性泄压元件，朝向所述限位支撑板移动，以在油箱侧壁和实体密封板之间开启泄放通道释放压力，在压力释放后，弹性泄压元件弹性复位并施加复位力至所述实体密封板上，以使实体密封板复位至抵接在油箱侧壁上实现油箱的密封。

2.根据权利要求1所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，

所述限位支撑板为环形结构；

所述连接件为多个且沿所述限位支撑板的周向布置；和/或，所述弹性泄压元件为多个且沿所述限位支撑板的周向布置。

3.根据权利要求2所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，

所述限位支撑板的中空位置处设有桁架结构，并且，所述桁架结构与所述实体密封板之间还设有弹性辅助元件。

4.根据权利要求3所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，

所述桁架结构上设有安装板，用于连接弹性辅助元件。

5.根据权利要求1至4任一项所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，所述连接件包括：固定件；其中，

所述固定件设置在所述实体密封板的下方。

6.根据权利要求5所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，所述固定件为弯折型结构，其包括：支撑板和连接板；其中，

所述支撑板和所述连接板呈夹角设置且相连接，所述支撑板用于对实体密封板进行支撑和限位，所述连接板用于连接油箱侧壁。

7.根据权利要求6所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，所述连接件还包括：螺栓组件；其中，

所述螺栓组件的螺栓头部设置在所述限位支撑板的上方，所述螺栓的螺杆依次穿过限位支撑板、弹性泄压元件、实体密封板和所述支撑板；

所述螺栓组件的螺母设置在所述支撑板的下侧，并与螺杆螺纹连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，

所述弹性泄压元件与所述连接件相对应，所述弹性泄压元件套设在对应连接件位于所述实体密封板和所述限位支撑板之间部分的外部。

9.根据权利要求1至4任一项所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，

所述弹性泄压元件的预压紧力大于所述油箱内正常工作压力波动的上限值，用于在所述油箱处于正常工作时，所述弹性泄压元件施加作用力至所述实体密封板上，以使实体密封板对油箱进行密封。

10.根据权利要求1至4任一项所述的油浸式电力设备用油箱顶盖，其特征在于，所述实体密封板上设有加强筋。

11.一种油浸式电力设备，其特征在于，设有如权利要求1至10任一项所述的油浸式电力设备用油箱顶盖。

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