CN201741532U - 无氢组合式金属波纹储油柜 - Google Patents

Abstract

一种无氢组合式金属波纹储油柜，解决了现有技术存在的易氧化锈蚀、脱氢给变压器安全运行带来隐患的问题，包括基座、组装其上的壳体及限位导向筒，套装在限位导向筒内的由膨胀本体，上端盖和下底盘构成的波纹膨胀体，分别与膨胀本体内腔连通的顶部排气管路、底部输油管路，设置在波纹膨胀体上的远程传感元件，其特征在于：波纹膨胀体采用超柔性不锈钢制成的内周衬有合成胶膜隔离层的膨胀本体，膨胀本体的上、下端直接拉延成型的密封面分别与上端盖、下底盘固定在一起。其结构设计更加合理，安装快捷，维护方便，实现窗口监测与远程在线监控于一体，油位指示直观、准确，从根本上消除了产生氢气的隐患，进一步延长使用寿命，确保变压器安全运行。

Description

无氢组合式金属波纹储油柜

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力系统油浸式变压器的安全保护装置，特别是一种用于变压器绝缘油容积补偿的密封型大容积的无氢组合式金属波纹储油柜。

背景技术

近年来，用于电力系统油浸式变压器的容积补偿装置主要是为了确保变压器油和空气隔离，使之不老化、不变质，因此已成为不可缺少的安全保护装置。由于金属波纹管式储油柜的应用较好地解决了胶囊式和隔膜式储油柜存在的密封可靠性差、橡胶制品容易老化、破损、会产生油质劣化、泄漏油等问题，所以各种结构形式的金属波纹膨胀储油柜开始问世并蓬勃兴起，如专利公告号为CN2182447Y的“全金属波纹管储油柜”、公告号为CN2357402Y的“波纹膨胀储油柜”、公告号为CN201036123Y和公告号为CN100568411C的“多功能组合式波纹膨胀储油柜”、公告号为CN201465717U的“波纹式金属膨胀器储油柜”、公告号为CN201004365Y和CN201051436Y的“变压器用立式外油储油柜”、公告号为CN201294138Y的“一种组合式金属波纹储油柜”、公开号为CN101763936A的“金属波纹膨胀储油柜”等，正逐步取代传统的胶囊式、隔膜式、金属盒式储油柜。然而，不论是内油式还是外油式金属波纹膨胀储油柜，都离不开绝缘油直接与不锈钢波纹膨胀体接触的事实。

众所周知，储油柜的目的是保证变压器绝缘油的压力不随温度、容积的变化而变化，不仅要达到容积补偿的目的，而且必须杜绝油中溶解气体(易燃、易爆气体)滋生为悬浮气泡，确保变压器绝缘强度。根据气体的上浮物理特性，国内变压器设计中一般都将气体继电器放置在变压器油箱的最上端(储油柜的最下端进出油口处)，人们认为储油柜中不会出现气体。但是，实际使用中发现，这种金属波纹膨胀储油柜问世以后，新的隐患又出现了。其原因就在于：所采用的不锈钢波纹膨胀体是由膨胀本体与上、下法兰或与上端盖、下底座直接焊接而成的；膨胀本体的顶部连通排气管路、底部通过输油管路与变压器油箱连通。当变压器油箱内的绝缘油的油温生变化，不锈钢波纹膨胀体应随着同步伸缩，以满足释放油压变化的要求而发生容积变化。

在此过程中如果绝缘油瞬间膨胀，油压冲击过载，那么对于大容积的特别是椭圆形的膨胀本体来说，则不仅会造成波纹的永久损坏，而且还容易使膨胀本体与上、下法兰或与上端盖、下底座焊接处的接缝开裂漏油，严重影响储油柜的使用寿命。此时，若在储油柜的进油口处加装油压阻尼器(如CN2357402Y)，来达到限制流入膨胀本体的油压，保护膨胀本体的目的，则当变压器内的油压瞬间发生变化时，不但得不到储油柜在单位时间内的同步补偿，反而会使油中气体变为气泡的危险增大，油的耐电强度因此而下降。当油的耐压强度降到平均值的三分之一时，就会导致变压器击穿，所以隐患极大。还有长期运行的变压器绝缘油在磁场、温度和压力等作用下，一旦发生老化裂解，就会分离出一种具有催化剂性能的物质，从而促使变压器油与不锈钢波纹膨胀体接触发生氧化-还原反应(俗称脱氢过程)，最终会在“无人看守”储油柜的密封膨胀本体中产生氢气，给变压器安全运行带来新的隐患。

除此之外，由于现有金属波纹膨胀储油柜通常利用普通钢板制成的进行局部防腐处理的法兰或上端盖、下基座，为了便于焊接，波纹膨胀体都采用硬质不锈钢薄板制成的膨胀本体，所以在焊接作业时，受焊接工艺条件的限制，进行局部防腐处理的上、下法兰或上端盖、下底座与膨胀本体间的焊接面要进行加工处理，因焊缝不能进行防腐、防锈处理，故焊缝很容易被氧化锈蚀，因此，开裂漏油的隐患随时会发生，将严重地危害变压器的安全运行。若上、下法兰或上端盖、下底座采用不锈钢结构，则会大大提高产品制造成本，将失去市场竞争力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无氢组合式金属波纹储油柜，解决了现有技术存在的波纹膨胀体易氧化锈蚀、脱氢给变压器安全运行带来隐患的问题，其结构设计更加合理，除保留现有波纹膨胀储油柜的补偿量大等优点外，还具有安装快捷，维护方便，实现窗口监测与远程智能控制于一体的全方位监控，油位指示直观、准确的特点，能从根本上消除产生氢气的隐患，进一步延长储油柜的使用寿命，确保变压器安全运行。

本实用新型所采用的技术方案是：该无氢组合式金属波纹储油柜包括：基座，组装在所述基座上的带有油位观察窗、油位指示的壳体和限位导向筒，套装在所述限位导向筒内的由带有上、下端密封面的膨胀本体，带有导向轮的上端盖和与所述基座固定的下底盘构成的波纹膨胀体，分别与所述波纹膨胀体的膨胀本体内腔连通的顶部排气管路、底部输油管路，设置在所述波纹膨胀体上的远程传感元件和压力变送器，其特征在于：所述波纹膨胀体采用超柔性不锈钢薄板制成膨胀本体，所述膨胀本体内周衬有合成胶膜隔离层，所述膨胀本体的上端直接拉延成型的密封面与所述上端盖固定在一起；下端直接拉延成型的密封面与所述下底盘固定在一起，所述上端盖、下底盘采用普通金属材料制成，并对其外表面进行全部防腐处理。

所述波纹膨胀体的膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面增设上、下法兰，利用上、下法兰并通过密封件和上、下紧固件分别与所述上端盖、下底盘连接固定在一起。

所述波纹膨胀体的膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面的外缘翻边内分别设置加强环，并通过上、下紧固件，将膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面的外缘，利用上、下加强环分别固定封装在上端盖、上法兰之间和下底盘、下法兰之间。

所述上、下法兰采用普通金属材料制成，并对其外表面进行全部防腐处理。

所述上、下法兰采用整体法兰或分体法兰。

本实用新型具有的优点及积极效果是：由于本实用新型无氢组合式金属波纹储油柜是在现有技术结构基础上改进的，其特殊结构的波纹膨胀体采用超柔性不锈钢制成的内周衬有合成胶膜隔离层的膨胀本体和采用普通金属材料制成，并对其外表面进行全部防腐处理的上端盖、下底盘，所以结构设计更加合理，能有效地防止变压器油与不锈钢波纹膨胀体的接触，从根本上消除产生氢气的隐患，解决了现有技术存在的易产生氢气给变压器安全运行带来隐患的问题。

因本实用新型不锈钢波纹膨胀体的上端盖、下底盘可以采用普通金属材料制成，并能对其外表面进行全部防腐处理，使膨胀本体的上、下端采用直接拉延成型的密封面与上端盖、下底座通过紧固件封装在一起，故可以防止现有储油柜膨胀本体与上、下法兰或与上端盖、下底座所采用的焊接连接固定，只能对上、下法兰或上端盖、下底座进行局部防腐处理而产生的易被氧化锈蚀和接缝易开裂、漏油的缺陷。

因此，本实用新型除保留现有波纹膨胀储油柜的补偿量大，油位指示直观、准确的优点外，可以实现本地窗口监测与远程智能控制于一体的全方位监控，还能在不增加产品制造成本的同时，使其具有安装快捷，维护方便，进一步延长储油柜的使用寿命，确保变压器安全运行的特点。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的一种用于大容积补偿的四个波纹膨胀体连体式结构示意图。

图2是图1卸除壳体上盖后的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是图1的A部放大结构示意图。

图5是图1的B部放大结构示意图。

图中序号说明：1壳体、2散热窗、3排气管路、4软连接管、5上端盖、6上法兰、7合成胶膜隔离层、8膨胀本体、9下法兰、10基座、11下底盘、12输油管路、13注油管路、14软连接管、15蝶阀、16蝶阀、17油位指针、18油位观察窗、19限位导向筒、20远程传感元件、21压力变送器、22导向轮、23端子盒、24上加强环、25上紧固件、26下加强环、27下紧固件。

具体实施方式

根据图1～5详细说明本实用新型的具体结构。该无氢组合式金属波纹储油柜包括：基座10，组装在基座10上的带有油位观察窗18、油位指示的壳体1和限位导向筒19，由套装在限位导向筒19内的带有上、下端密封面的膨胀本体8、带有导向轮22的上端盖5和与基座10固定的下底盘11构成的波纹膨胀体，分别与膨胀本体8内腔连通的顶部排气管路3、底部输油管路12，设置在波纹膨胀体上的远程传感元件20、设置在上端盖5上的压力变送器21等件。其中基座10、壳体1、限位导向筒19的规格、形状应根据实际使用要求设置。

为了便于壳体1散热，在壳体1两侧设置有散热窗2。油位指示由常用的设置在壳体1外侧的油位观察窗18上的温度指示、设置在波纹膨胀体上端的油位指针17构成，以便进行本地窗口监测。远程监控装置包括波纹膨胀体上的远程传感元件20、上端盖5上的压力变送器21及常用的电气元件组成的控制电路和端子盒22等。因此，该储油柜实现了将本地窗口监测与远程智能控制集于一体的全方位监控。

根据变压器绝缘油容积补偿的实际需要和可能，在壳体1内可以设置两个或两个以上对称式排列的波纹膨胀体，本实施例采用大容积补偿的四个波纹膨胀体连体式结构，并使各波纹膨胀体的膨胀本体8内腔的顶部通过软连接管4以横向或纵向连接的顶部排气管路3连通，在与顶部排气管路3连通的纵向排气管末端设置蝶阀16。各膨胀本体8内腔底部相互连通的输油管路12通过蝶阀15和软连接管14与变压器进、出油口对接。带有注油蝶阀的注油管路13与输油管路12连通。向各膨胀本体8内腔注油时，随着膨胀本体8的膨胀节的逐渐伸展，固定在上端盖5上的导向轮22就沿着限位导向筒19平稳地滚动。当膨胀节的数量低于10个波时，导向轮22也可以取消。

为了提高波纹膨胀体的伸缩灵敏性，其采用超柔性不锈钢制成膨胀本体8，波纹膨胀体的规格、形状应按照壳体1和限位导向筒19的规格、形状选择。波纹膨胀体的膨胀本体8内周衬有合成胶膜隔离层7，从而防止了变压器油与不锈钢芯体的接触，消除了产生氢气的隐患。合成胶膜隔离层7采用经过严格工艺筛选出的具有高耐磨、高强度拉伸、高抗撕裂强度、高弹性、耐弱酸碱、耐腐蚀、耐老化、耐臭氧、耐油等特性的合成胶材料。

波纹膨胀体的膨胀本体8的上、下端密封面采用直接拉延成型的密封环面，膨胀本体8直接拉延成型的上端密封面与上端盖5通过密封手段连接固定在一起；直接拉延成型的下端密封面与下底盘11通过密封手段连接固定在一起。

为了降低制造成本，上述上端盖5、下底盘11采用普通金属材料制成，并对其进行全部防腐处理。上述上端盖5、下底盘11也可以按照用户的特别要求，采用内衬合成胶膜隔离层7的不锈钢材料制成，再分别与直接拉延成型的膨胀本体8的上、下端密封面连接固定。

为了增强波纹膨胀体加工时固定连接的可靠性，膨胀本体8直接拉延成型的上、下端密封面还可以增设上、下法兰6、9，利用上、下法兰6、9分别与上端盖5、下底盘11通过密封件和上、下紧固件25、27连接固定在一起。上、下法兰6、9可以采用整体法兰或分体法兰。上、下法兰6、9可以采用普通金属材料制成，并对其进行全部防腐处理。

还可以对波纹膨胀体的膨胀本体8直接拉延成型的上、下端密封面进行外缘翻边处理，并在外缘内翻边内或外缘外翻边内，分别设置上、下加强环24、26。波纹膨胀体加工时通过上、下紧固件25、27，将膨胀本体8直接拉延成型的上、下端密封面的外缘，利用上、下加强环24、26分别固定封装在上端盖5、上法兰6之间和下底盘11、下法兰9之间。

设置在波纹膨胀体上的常用的远程传感元件20通过端子盒23可以将膨胀本体8轴向行程的位移量转换成4～20mA的模拟量信号输出，传递给控制电路中的变压器风冷控制系统及跳闸、报警系统，从而实现远程监测油温的目的。设置在上端盖5上的压力变送器21通过采集油压数据并输出4-20mA信号，从而达到监测膨胀体是否漏油作用。

储油柜在运行前：先打开排气管路3下方的蝶阀16，并将各膨胀本体8整体抽至真空后，打开注油管路13的注油蝶阀开始注油，直到所有膨胀本体8伸展。当油位观察窗18指示上升到相应温度刻度线处(与环境温度基本相同)，排气管路3排出气体后，流出稳定的油量，在停止注油的同时关闭排气蝶阀16和注油管路13上的蝶阀，即可进入储油柜的工作状态。

Claims (5)

1.一种无氢组合式金属波纹储油柜，包括：基座，组装在所述基座上的带有油位观察窗、油位指示的壳体和限位导向筒，套装在所述限位导向筒内的由带有上、下端密封面的膨胀本体，带有导向轮的上端盖和与所述基座固定的下底盘构成的波纹膨胀体，分别与所述波纹膨胀体的膨胀本体内腔连通的顶部排气管路、底部输油管路，设置在所述波纹膨胀体上的远程传感元件和压力变送器，其特征在于：所述波纹膨胀体采用超柔性不锈钢制成膨胀本体，所述膨胀本体内周衬有合成胶膜隔离层，所述膨胀本体的上端直接拉延成型的密封面与所述上端盖固定在一起；下端直接拉延成型的密封面与所述下底盘固定在一起，所述上端盖、下底盘采用普通金属材料制成，并对其外表面进行全部防腐处理。

2.根据权利要求1所述的无氢组合式金属波纹储油柜，其特征在于：所述波纹膨胀体的膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面增设上、下法兰，利用上、下法兰并通过密封件和上、下紧固件分别与所述上端盖、下底盘连接固定在一起。

3.根据权利要求1所述的无氢组合式金属波纹储油柜，其特征在于：所述波纹膨胀体的膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面的外缘翻边内分别设置加强环，并通过上、下紧固件，将膨胀本体直接拉延成型的上、下端密封面的外缘，利用上、下加强环分别固定封装在上端盖、上法兰之间和下底盘、下法兰之间。

4.根据权利要求2所述的无氢组合式金属波纹储油柜，其特征在于：所述上、下法兰采用普通金属材料制成，并对其外表面进行全部防腐处理。

5.根据权利要求4所述的无氢组合式金属波纹储油柜，其特征在于：所述上、下法兰采用整体法兰或分体法兰。

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