CN207302786U - 变压器抗震结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变压器设备的抗震结构。包括：紧固变压器套管各部件的第一连接组件；设置于变压器储油柜的两个支架之间，用以加固两个支架的第一加固组件；设置于变压器的出线升高座与油箱之间，用以限制出线升高座摆动的第二连接组件；设置于变压器散热器的各组散热器片，用以加固各组散热器片的第二加固组件。本实用新型中，提高了套管的机械性能，降低了套管在地震作用下的断裂频率；约束了储油柜在地震作用下的扭转振动，缓解了由于出线升高座根部约束较弱易产生摆动，从而加重对套管的破坏作用；使得散热器的管路与第二加固组件形成更加稳固的结构，能够保证散热器在地震载荷中不产生较大的变形，大大提高了变压器设备的抗震性能。

Description

变压器抗震结构

技术领域

本实用新型涉及电力设施抗震及防灾减灾技术领域，具体而言，涉及一种变压器抗震结构。

背景技术

变压器作为电力系统的重要电气设备，主要包括内部结构和外部结构，其中，内部结构是由铁芯、线圈等组成的变压器器身部分；外部结构是由套管、出线升高座、储油柜、冷却器(散热器)油箱等组成的附件部分。通过实际震害调研及计算机仿真研究结果表明，变压器抗震的不利因素主要是外部附件。其中：参见图1和图2，套管1＇是变压器内部线圈引线到油箱外部的连接装置，它不但作为引出线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用，因此必须具有足够的电气强度和机械强度，在变压器的组件中，是最重要的组成部分，主要由集油盒11＇、上瓷件12＇、安装法兰13＇和下瓷件组成，通过在集油盒11＇内设置弹簧压紧结构使外部件形成一个密封的整体，套管抗震薄弱环节主要是外瓷套与集油盒、外瓷套与安装法兰13＇连接部位，在震动中容易发生断裂。

储油柜系统的抗震薄弱环节主要是结构支撑的破坏，一般储油柜通过支架固定于箱盖上，相对而言，支架比较柔，地震作用下储油柜和变压器箱体发生运动不同步，从而导致储油柜在地震作用下有明显的整体扭转运动，巨大的剪力可能将支架根部焊缝撕裂。同时,储油柜支架与油箱的连接由于结构限制原因存在重心位置的轴向不对称性,更加容易产生扭转振动，对储油柜的横向运动有显著放大作用。

出线装置升高座一般由6～10mm钢板卷制而成，并通过法兰与油箱或箱盖连接，升高座上安装变压器套管，内装变压器油，套管的重量完全加载到升高座上，套管-升高座可看作一个悬臂梁，若升高座根部约束弱，容易发生摆动效应，导致在地震波作用下发生共振，对地震波产生显著的放大作用，进一步加重对套管的破坏作用，所以升高座的抗震薄弱环节是升高座壁焊缝位置以及与油箱法兰的连接部位。

变压器冷却器(散热器)一般采用自支撑结构，通过支架及导油管固定在油箱上。地震中变压器本体和冷却器间的相对运动会导致法兰连接螺栓的松动和变形，严重时冷却器间发生相对位移，导致法兰间密封失效漏油。

可以看出，变压器各部件在地震作用下容易遭到破坏，而变压器一旦遭到破坏，将带来难以估量的损失。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种变压器抗震结构，旨在解决现有变压器各部件在地震作用下容易遭到破坏而导致变压器受损的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种变压器抗震结构，包括：用以紧固变压器套管各部件的第一连接组件；设置于变压器储油柜的两个支架之间，用以加固两个所述支架的第一加固组件；设置于变压器的出线升高座与油箱之间，用以限制所述出线升高座摆动的第二连接组件；设置于变压器散热器的各组散热器片，用以加固所述各组散热器片的第二加固组件。

进一步地，上述变压器抗震结构中，所述第一连接组件包括：连接于所述变压器套管的集油盒与上瓷件的螺栓组。

进一步地，上述变压器抗震结构中，所述上瓷件为硅橡胶复合外绝缘套。

进一步地，上述变压器抗震结构中，所述第一加固组件包括：交叉设置于所述储油柜的两个所述支架之间的至少两根加强筋。

进一步地，上述变压器抗震结构中，各所述加强筋由角钢组成。

进一步地，上述变压器抗震结构中，所述第二连接组件包括：设置于所述出线升高座与所述油箱外壁之间的连接杆。

进一步地，上述变压器抗震结构中，所述连接杆为多个，并且，各所述连接杆并列设置于所述出线升高座与所述油箱外壁之间。

进一步地，上述变压器抗震结构中，各所述连接杆与所述出线升高座均呈夹角设置。

进一步地，上述变压器抗震结构中，交叉设置于所述各组散热器片上且连接于所述各组散热器片的多个加固件。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的变压器抗震结构，通过在套管的集油盒与上瓷件之间设置第一连接组件使套管的空气侧形成一个整体的机械连接结构，与现有技术中套管的集油盒与上瓷件之间设置密封垫圈，通过集油盒内的弹簧压紧结构提供密封压紧力相比，提高了套管的机械性能，降低了套管在地震作用下的断裂频率；

通过在储油柜的两个支架之间设置第一加固组件，增加了储油柜柜角的稳固性，进而约束了储油柜在地震作用下的扭转振动；

通过在出线升高座与油箱之间设置第二连接组件，限制了出线升高座沿长轴方向上的摆动，缓解了由于出线升高座根部约束较弱易产生摆动效应，从而加重对套管的破坏作用；

通过第二加固组件将各组散热器片连接成为一个整体，使得第二加固组件与散热器的管路形成更加稳固的结构，能够保证散热器在地震载荷中不产生较大的变形，从而大大提高了变压器的抗震性能。

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，而并不认为是对本实用新型的限制。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为现有技术中的油纸电容式套管的结构示意图；

图2为图1中A＇的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的变压器抗震结构中套管的结构示意图；

图4为图3中A的局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的变压器抗震结构中储油柜和散热器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的变压器抗震结构中出线升高座的结构示意图。

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，本实用新型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实用新型。

参阅图3，本实用新型实施例的变压器抗震结构包括：用以紧固变压器套管1各部件的第一连接组件2；设置于变压器储油柜3的两个支架31之间，用以加固两个支架31的第一加固组件4；设置于变压器的出线升高座5与油箱6之间，用以限制出线升高座5摆动的第二连接组件7；设置于变压器散热器8的各组散热器片81，用以加固各组散热器片81的第二加固组件9。

结合图3和图4，第一连接组件2包括连接于变压器套管的集油盒11与上瓷件12的螺栓组21。具体实施时，可以在上瓷件12的第一端(图3所示的左端)与集油盒11的连接处开设多个螺栓孔，相应的，在集油盒11第一端(图3所示的右端)与上瓷件12的连接部位对应设置多个螺栓孔，螺栓组中的各个螺栓可以穿设于相应的多个螺栓孔中，实现集油盒11与上瓷件12的紧固连接，使套管1的空气侧形成一个整体的机械连接结构，提高了套管的机械性能。

继续参阅图3，由于现有的油纸电容式套管在高烈度工况下，靠近套管1安装法兰12位置的瓷套将承受很大的应力，容易损坏断裂，本实施例对套管1的瓷外绝缘进行了改进:选用硅橡胶复合外绝缘套作为上瓷件12。

具体而言，硅橡胶复合外绝缘套具有良好的机械性能和良好的韧性，其内部支撑部分的玻璃钢筒可根据实际情况调整纤维缠绕的方式，从而改善其强度，可以根据实际的地震程度，选择符合强度和韧性要求的硅橡胶复合外绝缘套，进一步提高套管1的抗震性能。具体实施时，硅橡胶复合外绝缘套与安装法兰的连接处可以通过多个螺栓相连接。

参见图5，第一加固组件4可以包括：交叉设置于储油柜3的两个支架31之间的至少两根加强筋41。

具体而言，加强筋41的数量可以根据实际情况进行确定，各根加强筋41可以由角钢组成。具体实施时，可以在储油柜3下方相对设置的两个支架31之间，交叉连接两根或多根角钢，可以将现有技术中平行的柜脚结构变成稳固的三角形结构。

继续参见图5，第二加固组件9包括：交叉设置于各组散热器片81上且连接于各组散热器片81的多个加固件。

具体而言，加固件可以为角钢，各根角钢交叉设置于各组散热器片上形成稳固的交叉结构，且各根角钢的下端可以与各组散热器片焊接连接，将各组散热器片连接为一个整体，同时，交叉设置的角钢与散热器的悬臂管路形成稳固的三角形结构，保证了散热器组在地震载荷中不产生较大的变形，从而有助于提升变压器的抗震性能。

参见图6，第二连接组件7可以包括：设置在出线升高座5与油箱6外壁之间的连接杆71。

具体而言，连接杆71可以为一个或多个。连接杆71的两端可以分别焊接在出线升高座5与油箱6外壁之间，也可以通过本领域技术人员所熟知的其他连接方式固定在出线升高座5与油箱6外壁之间。

优选地，连接杆71为多个，并且，各个连接杆71可以并列设置于出线升高座5与油箱6外壁之间，制作简单，安装方便。

更优选地，各连接杆71与出线升高座5均呈夹角设置，可以对出线升高座5的根部施加更大的约束力，更好地限制出线升高座5沿长轴方向的摆动。

上述显然可以得出，由于组成变压器的各部件对同样强度的抗震设防烈度的抗震能力各不相同，本实施例中提供的变压器抗震结构对组成变压器的各部件分别进行改进：通过在套管的集油盒与上瓷件之间设置第一连接组件使套管的空气侧形成一个整体的机械连接结构，与现有技术中套管的集油盒与上瓷件之间设置密封垫圈，通过集油盒内的弹簧压紧结构提供密封压紧力相比，提高了套管的机械性能，降低了套管在地震作用下的断裂频率；通过在储油柜的两个支架之间设置第一加固组件，增加了储油柜柜角的稳固性，进而约束了储油柜在地震作用下的扭转振动；通过在出线升高座与油箱之间设置第二连接组件，限制了出线升高座沿长轴方向上的摆动，缓解了由于出线升高座根部约束较弱易产生摆动效应，从而加重对套管的破坏作用；通过第二加固组件将各组散热器片连接成为一个整体，使得第二加固组件与散热器的管路形成更加稳固的结构，能够保证散热器在地震载荷中不产生较大的变形，大大提升了变压器的抗震性能。

下面将本实用新型实施例提供的变压器的抗震结构中的储油柜、出线升高座和散热器与现有技术中的储油柜、出线升高座和散热器的抗震性能进行比较，结果如下：

现有技术中的储油柜在8度抗震设防烈度下，最大位移为35.1mm，最大应力为246.0MPa，超过了材料的屈服强度235MPa，不满足抗震设计要求。本实用新型实施例提供的储油柜最大变形为21.1mm，最大应力为120.3MPa，材料的屈服强度为235MPa，满足抗震设计要求。

现有技术中的出线升高座在8度抗震设防烈度下，最大变形为32.2mm，最大应力为356.1MPa，超过了材料的屈服强度为345MPa，不满足抗震设计要求。本实用新型实施例提供的出线升高座的最大变形为15.4mm，最大应力为161.2Mpa，相对于现有技术中的出线升高座而言，其变形和应力均有明显改善，满足抗震强度要求。

现有技术中对散热器在9度抗震设防烈度下进行抗震分析，散热器沿着侧壁方向的变形较大，最大变形为24.1mm，最大应力为330.8MPa，而材料的屈服强度为235MPa，不满足抗震强度要求。本实用新型实施例提供的散热器结构无论是变形还是应力都得到了较大幅度的减小：最大变形为5.4mm，最大应力为192.6MPa，满足抗震强度要求。

综上，本实用新型提供的变压器抗震结构，通过对变压器的外部附件分别进行改进：提高了套管的机械性能，降低了套管在地震作用下的断裂频率；约束了储油柜在地震作用下的扭转振动；缓解了由于出线升高座根部约束较弱易产生摆动效应，从而加重对套管的破坏作用；使得散热器的管路与第二加固组件形成更加稳固的结构，能够保证散热器在地震载荷中不产生较大的变形，在不影响变压器电器功能的前提下，大大提高了变压器的抗震性能。

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

Claims (9)

1.一种变压器抗震结构，其特征在于，包括：

用以紧固变压器套管(1)各部件的第一连接组件(2)；

设置于变压器储油柜(3)的两个支架(31)之间，用以加固两个所述支架(31)的第一加固组件(4)；

设置于变压器的出线升高座(5)与油箱(6)之间，用以限制所述出线升高座(5)摆动的第二连接组件(7)；

设置于变压器散热器(8)的各组散热器片(81)，用以加固所述各组散热器片(81)的第二加固组件(9)。

2.根据权利要求1所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述第一连接组件(2)包括：连接于所述变压器套管的集油盒(11)与上瓷件(12)的螺栓组(21)。

3.根据权利要求2所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述上瓷件(12)为硅橡胶复合外绝缘套。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述第一加固组件(4)包括：交叉设置于所述储油柜(3)的两个所述支架(31)之间的至少两根加强筋(41)。

5.根据权利要求4所述的变压器抗震结构，其特征在于，各所述加强筋(41)由角钢组成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述第二连接组件(7)包括：设置于所述出线升高座(5)与所述油箱(6)外壁之间的连接杆(71)。

7.根据权利要求6所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述连接杆(71)为多个，并且，各所述连接杆(71)并列设置于所述出线升高座(5)与所述油箱(6)外壁之间。

8.根据权利要求7所述的变压器抗震结构，其特征在于，各所述连接杆(71)与所述出线升高座(5)均呈夹角设置。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的变压器抗震结构，其特征在于，所述第二加固组件(9)包括：交叉设置于所述各组散热器片(81)上且连接于所述各组散热器片(81)的多个加固件。