CN212230206U - 油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油浸式变压器。油浸式变压器包括：变压器主体；油箱，油箱具有内腔，内腔中填充有变压器油，变压器主体设置在内腔中，并浸入变压器油中，油箱包括：油箱主体，油箱主体上设置有泄压开口；防护结构，防护结构固定设置在油箱主体上，且防护结构封闭泄压开口，防护结构的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值；防护罩，防护罩罩设在防护结构外，并与油箱主体配合围成扩展腔，防护结构封闭泄压开口时，扩展腔与内腔隔离。该油浸式变压器的防爆性能更好。

Description

油浸式变压器

技术领域

本申请实施例涉及变压器领域，尤其涉及一种油浸式变压器。

背景技术

变压器根据绝缘方式的不同可以分为油浸式变压器和干式变压器等。其中，油浸式变压器主要由铁芯、绕组、油箱和分接开关等组成。油箱中填充有变压器油，铁芯、绕阻和分接开关等均设置在油箱内，铁芯和绕组均浸在变压器油中，变压器油起到绝缘和冷却的作用。分接开关可以用来调节变压器的输出电压。

现有的变压器在工作过程中产生燃弧时会产生大量气体，造成变压器的油箱内局部压力骤升，如果产生燃弧的空间比较小，则该空间的油压会在短时间内急剧升高，而来不及传递到大体积空间内，使得油箱中与产生燃弧的空间对应的区域将承受巨大的膨胀力而产生破损，造成油气泄漏。如果该区域温度很高或者仍存在电弧就会容易产生爆炸。因此亟需一种安全性更高的油箱，以提升油浸式变压器的安全性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种油浸式变压器，以至少部分地解决上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种油浸式变压器，其包括：变压器主体；油箱，油箱具有内腔，内腔中填充有变压器油，变压器主体设置在内腔中，并浸入变压器油中，油箱包括：油箱主体，油箱主体上设置有泄压开口；防护结构，防护结构固定设置在油箱主体上，且防护结构封闭泄压开口，防护结构的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值；防护罩，防护罩罩设在防护结构外，并与油箱主体配合围成扩展腔，防护结构封闭泄压开口时，扩展腔与内腔隔离。

可选地，防护结构包括防护盖板和紧固件，紧固件将防护盖板固定在油箱主体上，且防护盖板封闭泄压开口，紧固件和防护盖板中的至少一个的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值。

可选地，紧固件包括第一紧固螺栓，油箱主体上设置有多个安装孔，第一紧固螺栓与安装孔一一对应，第一紧固螺栓穿过防护盖板，并与对对应的安装孔配合，以将防护盖板固定在油箱主体上，多个第一紧固螺栓的破裂阈值的和小于油箱主体的破裂阈值。

可选地，油浸式变压器还包括分接开关，分接开关设置在油箱的内腔中，泄压开口设置在油箱主体的第一侧壁上，且分接开关在第一侧壁上的投影覆盖至少部分泄压开口。

可选地，油箱主体还包括顶盖，分接开关与顶盖之间连接有第二紧固螺栓，防护结构的破裂阈值小于第二紧固螺栓的破裂阈值。

可选地，油箱主体还包括第二侧壁和第三侧壁，第二侧壁和第三侧壁相互平行，且间隔设置，第一侧壁连接在第二侧壁和第三侧壁之间，防护罩包括：第一防护侧壁，第一防护侧壁与第二侧壁固定连接，油箱主体还包括第一加强凸起，第一加强凸起的一部分固定设置在第二侧壁上，第一加强凸起的另一部分固定设置在第一防护侧壁上；第二防护侧壁，第二防护侧壁与第三侧壁固定连接，油箱主体还包括第二加强凸起，第二加强凸起的一部分固定设置在第三侧壁上，第二加强凸起的另一部分固定设置在第二防护侧壁上。

可选地，第一加强凸起上设置有第一缓冲凹槽，第一缓冲凹槽的开口朝向第二侧壁与第一防护侧壁的连接位置处；和/或，第二加强凸起上设置有第二缓冲凹槽，第二缓冲凹槽的开口朝向第三侧壁与第二防护侧壁的连接位置处。

可选地，扩展腔为真空腔。

可选地，扩展腔内填充有阻燃气体。

可选地，扩展腔内设置有固化并冷却油气的固体填充层。

根据本申请实施例提供的油箱用于安装和保护变压器主体，变压器主体浸入变压器油中，以通过变压器油进行绝缘防护。通过在油箱主体上设置破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值的防护结构，使得油箱主体在受到较大的压力时，防护结构成为油箱主体上的薄弱位置，会首先出现损坏和破裂。又由于防护结构覆盖了油箱主体上的泄压开口，因此在防护结构损坏和破裂后会打开泄压开口，使得油箱主体内的油气可以通过泄压开口排出到油箱主体外，从而实现泄压，以快速地降低油箱主体内的压力，从而对油箱主体内的变压器主体进行保护。而且由于油箱主体外还设置有防护罩，防护罩罩设在防护结构外，因此防护罩实现了将油箱的内腔与外部环境隔离，确保在泄压开口打开后，油箱内腔的油气可以排入防护罩形成的扩展腔内，从而释放压力，又保证不会与外部空气接触，从而避免发生火灾。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，

图1示出了根据本申请的实施例的油浸式变压器的第一视角的立体结构示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的油浸式变压器的防护罩处的局部剖视结构示意图；

图3示出了根据本申请的实施例的油浸式变压器的防护罩处的局部爆炸剖视示意图；

图4示出了根据本申请的实施例的油浸式变压器的分接开关处的局部剖视示意图；

图5示出了图4中I处的局部放大图；

图6示出了根据本申请的实施例的油浸式变压器的第二视角的局部立体结构示意图。

附图标记说明：

10、油箱；

111、泄压开口；

112、第一侧壁；

113、顶盖；

114、第二侧壁；

115、第三侧壁；

116、第一加强凸起；

116a、第一缓冲凹槽；

117、第二加强凸起；

117a、第二缓冲凹槽；

12、防护结构；

13、防护罩；

131、第一防护侧壁；

132、第二防护侧壁；

20、分接开关。

具体实施方式

为了对本申请实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请实施例的具体实施方式。

参照图1-图6，本申请实施例提供一种油浸式变压器，其包括变压器主体和油箱10，油箱10具有内腔，内腔中填充有变压器油，变压器主体设置在内腔中，并浸入变压器油中，油箱10包括油箱主体、防护结构12和防护罩13，油箱主体上设置有泄压开口111；防护结构12固定设置在油箱主体上，且防护结构12封闭泄压开口111，防护结构12的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值；防护罩13罩设在防护结构12外，并与油箱主体配合围成扩展腔，防护结构12封闭泄压开口111时，扩展腔与内腔隔离。

在本实施例中，油箱10用于安装和保护变压器主体，变压器主体浸入变压器油中，以通过变压器油进行绝缘防护。通过在油箱主体上设置破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值的防护结构12，使得油箱主体在受到较大的压力时，防护结构12成为油箱主体上的薄弱位置，会首先出现损坏和破裂。又由于防护结构12覆盖了油箱主体上的泄压开口111，因此在防护结构12损坏和破裂后会打开泄压开口111，使得油箱主体内的油气可以通过泄压开口111排出到油箱主体外，从而实现泄压，以快速地降低油箱主体内的压力，从而对油箱主体内的变压器主体进行保护。而且由于油箱主体外还设置有防护罩13，防护罩13罩设在防护结构12外，因此防护罩13实现了将油箱10的内腔与外部环境隔离，确保在泄压开口111打开后，油箱10内腔的油气可以排入防护罩13形成的扩展腔内，从而释放压力，又保证不会与外部空气接触，从而避免发生火灾。

在本实施例中，变压器主体包括铁芯、绕组等。当然，根据需要变压器主体还可以包括其他适当的结构。

可选地，为了保证防护能力，并降低生产成本和加工生产难度，防护结构12包括防护盖板和紧固件，紧固件将防护盖板固定在油箱主体上，且防护盖板封闭泄压开口111，紧固件和防护盖板中的至少一个的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值。此种防护结构比较简单，生产成本低，而且防护盖板可以方便地固定在油箱主体上，装配难度低，且防护结构的破裂阈值容易控制。

其中，防护结构的破裂阈值可以是防护结构产生破裂所需要的力。为了使防护结构的破裂阈值小于油箱主体的破裂阈值，并且防护结构仍然具有一定结构强度能够满足油浸式变压器运行时的强度需求，通过防护盖板对泄压开口111进行封闭，从而保证油浸式变压器正常工作过程中不会产生变压器油泄漏，紧固件能够将防护盖板可靠地固定在油箱主体上，确保防护盖板与油箱主体的连接强度。

防护盖板形状、尺寸、材质等可以根据需要确定，本实施例对此不作限制。例如，防护盖板可以是钢板，其厚度更加结构强度需求确定。防护盖板的形状可以与泄压开口111的形状相同或不同，只要保证能够封闭泄压开口111即可。

可选地，紧固件包括第一紧固螺栓，油箱主体上设置有多个安装孔，第一紧固螺栓与安装孔一一对应，第一紧固螺栓穿过防护盖板，并与对对应的安装孔配合，以将防护盖板固定在油箱主体上，多个第一紧固螺栓的破裂阈值的和小于油箱主体的破裂阈值。通过第一紧固螺栓固定防护盖板一方面安装方便、结构简单；另一方面，通过调整第一紧固螺栓的数量和第一紧固螺栓的直径就可以改变防护结构的破裂阈值，这样使得防护结构的破裂阈值比较容易控制和调整。

当然，在其他实施例中，紧固件可以是其他适当的能够将防护盖板固定在油箱主体上的零件，本实施例对此不作限制。

可选地，油浸式变压器还包括分接开关20，分接开关20设置在油箱10的内腔中，泄压开口111设置在油箱主体的第一侧壁112上，且分接开关20在第一侧壁112上的投影覆盖至少部分泄压开口111。由于油浸式变压器的大部分燃弧是由分接开关20引起的，也就是说分接开关20处的变压器油更容易产生油气，使得分接开关20处的压力骤升，为了保护分接开关20，在靠近分接开关20的位置处设置防护结构12，使得在分接开关20处压力骤升时，防护结构12首先破裂，从而打开泄压开口111释放压力，以此避免了油箱主体安装分接开关20的位置由于压力过大而破裂，从而实现了油箱10的破裂位置可控，且可以保护油箱10的重要位置和重要结构。为了保证防护结构12与分接开关20的距离足够近，将防护结构12设置其至少部分被分接开关20在第一侧壁112上的投影覆盖的位置上。

在本实施例中，为了保证油浸式变压器的安全性，确保具有良好的绝缘效果，油箱主体还包括顶盖113，分接开关20与顶盖113之间连接有第二紧固螺栓，防护结构12的破裂阈值小于第二紧固螺栓的破裂阈值。分接开关20设置在顶盖113上，使得分接开关20与油箱主体的第一侧壁112具有一定的间距，在间距中能够填充变压器油，实现绝缘。此外，分接开关20通过第二紧固螺栓安装在顶盖113上，为了保护分接开关20，只需要使防护结构12的破裂阈值小于第二紧固螺栓的破裂阈值即可。例如，使防护结构12中的第一紧固螺栓的直径小于第二紧固螺栓的直径，或者，使第一紧固螺栓的数量小于第二紧固螺栓的数量等，均可以使防护结构12的破裂阈值小于第二紧固螺栓的破裂阈值。

为了在防护结构12出现破损后仍能够使油箱的内腔与外部环境隔离，从而防止油气接触到空气而出现火灾，在油箱主体外连接有防护罩13，防护罩13与油箱主体配合围成扩展腔，以容纳从油箱10的内腔中流出的油气，使油箱10的内腔中过高的压力得到释放，又保证其与外部环境隔离。

可选地，为了提升泄压速度，扩展腔为真空腔。这样在防护结构12破裂后与油箱主体分离，从而使泄压开口111打开，由于扩展腔是真空腔，因此油箱主体内的油气可以快速流入到扩展腔内，从而快速释放压力。

可选地，扩展腔内填充有阻燃气体。通过在扩展腔内填充阻燃气体，可以防止油气由于电弧作用而燃烧，提升安全性。

或者，扩展腔内设置有固化并冷却油气的固体填充层。通过设置固体填充层可以将流入扩展腔内的油气进行快速冷却和固化，以保证安全性。当然，除了固体填充层外扩展腔内也可以填充其他适当的化学药剂。

防护罩13的结构、形状和大小等可以根据需要确定，本实施例对此不作限制。

例如，在一种可行方式中，油箱主体还包括第二侧壁114和第三侧壁115，第二侧壁114和第三侧壁115相互平行，且间隔设置，第一侧壁112连接在第二侧壁114和第三侧壁115之间，防护罩13包括第一防护侧壁131和第二防护侧壁132。

其中，第一防护侧壁131与第二侧壁114固定连接，油箱主体还包括第一加强凸起116，第一加强凸起116的一部分固定设置在第二侧壁114上，第一加强凸起116的另一部分固定设置在第一防护侧壁131上。第一防护侧壁131和第二侧壁114连接，以实现防护罩13与油箱主体的连接。为了提升防护罩13与油箱主体的结构强度，在第二侧壁114和第一防护侧壁131上设置第一加强凸起116。

类似地，第二防护侧壁132与第三侧壁115固定连接，油箱主体还包括第二加强凸起117，第二加强凸起117的一部分固定设置在第三侧壁115上，第二加强凸起117的另一部分固定设置在第二防护侧壁132上。第二防护侧壁132与第三侧壁115的连接，以实现防护罩13与油箱主体的连接。为了提升防护罩13与油箱主体的结构强度，从而提升防爆能力，在第三侧壁115和第二防护侧壁132上设置第二加强凸起117，以提升结构强度。

可选地，为了避免应力集中，使油箱主体和防护罩具有一定的变形能力，从而通过油箱主体和防护罩的形变吸收部分能量，第一加强凸起116上设置有第一缓冲凹槽116a，第一缓冲凹槽116a的开口朝向第二侧壁114与第一防护侧壁131的连接位置处；和/或，第二加强凸起117上设置有第二缓冲凹槽117a，第二缓冲凹槽117a的开口朝向第三侧壁115与第二防护侧壁132的连接位置处。

本实施例的油浸式变压器通过在油箱主体上设置破裂阈值较小的防护结构12，使得在产生燃弧造成局部压力骤升时，防护结构12会先于油箱主体破裂，从而打开泄压开口111，使得油气能够通过泄压开口111快速排出，实现压力的快速释放。这样方式不仅保证了油箱主体的安全，而且这种解决问题的思路十分新颖，不同于现有的提高油浸式变压器的压力释放阀的响应速度的解决方案，也不同于提升油箱主体的至少部分关键区域的结构强度，保证在巨大的压力下不破裂不泄露的方案。

本实施例的思想是在油箱主体的一些结构强度较低的区域(如分接开口处、手孔处等)或者任何需要的区域设置破裂阈值相较于油箱主体的破裂阈值小的防护结构，从而使得防护结构12成为油箱的弱点，在产生破裂时，防护结构12会最先破裂，这样就实现了定向破裂，从而将损失控制在预设的范围内。

这种方式相较于传统的油箱强度增强的方案，由于本申请的实施例是主动在油箱10上制造弱点，并增加扩展腔，提升油气的可释放体积来提升防爆性能，本申请的实施例的方式损伤更加可控，且原理和理念更加先进，而且解决了现有的油箱上的法兰等增加结构强度十分困难，且成本高的问题。本实施例的方式技术难度更低、成本也更低。

相较于使用新的压力释放阀的方案，本申请的实施例的方式灵活性更强，泄压开口111和防护结构12可以设置在任何需要的位置，而且相较于压力释放阀的泄压口的泄压开口111的面积可以更大，因而使得防护结构12破损后打开的泄压开口111足够大，可以更快速、有效地降低油箱主体内的压力。此外，释放的油气进入到扩展腔内，仍然是与大气隔离的，因此可以避免爆炸，保证了安全性。

本申请实施例的防护罩的设置位置、大小和形状均可以根据需要适当调整，防护结构的形状也可以根据需要调整，以增强灵活性。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本申请实施例示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请实施例的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请实施例的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请实施例保护的范围。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器，其特征在于，包括：

变压器主体；

油箱(10)，所述油箱(10)具有内腔，所述内腔中填充有变压器油，所述变压器主体设置在所述内腔中，并浸入所述变压器油中，所述油箱(10)包括：

油箱主体，所述油箱主体上设置有泄压开口(111)；

防护结构(12)，所述防护结构(12)固定设置在所述油箱主体上，且所述防护结构(12)封闭所述泄压开口(111)，所述防护结构(12)的破裂阈值小于所述油箱主体的破裂阈值；

防护罩(13)，所述防护罩(13)罩设在所述防护结构(12)外，并与所述油箱主体配合围成扩展腔，所述防护结构(12)封闭所述泄压开口(111)时，所述扩展腔与所述内腔隔离。

2.根据权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述防护结构(12)包括防护盖板和紧固件，所述紧固件将所述防护盖板固定在所述油箱主体上，且所述防护盖板封闭所述泄压开口(111)，所述紧固件和所述防护盖板中的至少一个的破裂阈值小于所述油箱主体的破裂阈值。

3.根据权利要求2所述的油浸式变压器，其特征在于，所述紧固件包括第一紧固螺栓，所述油箱主体上设置有多个安装孔，所述第一紧固螺栓与所述安装孔一一对应，所述第一紧固螺栓穿过所述防护盖板，并与对应的所述安装孔配合，以将所述防护盖板固定在所述油箱主体上，所述多个第一紧固螺栓的破裂阈值的和小于所述油箱主体的破裂阈值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油浸式变压器还包括分接开关(20)，所述分接开关(20)设置在所述油箱(10)的所述内腔中，所述泄压开口(111)设置在所述油箱主体的第一侧壁(112)上，且所述分接开关(20)在所述第一侧壁(112)上的投影覆盖至少部分所述泄压开口(111)。

5.根据权利要求4所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油箱主体还包括顶盖(113)，所述分接开关(20)与所述顶盖(113)之间连接有第二紧固螺栓，所述防护结构(12)的破裂阈值小于所述第二紧固螺栓的破裂阈值。

6.根据权利要求4所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油箱主体还包括第二侧壁(114)和第三侧壁(115)，所述第二侧壁(114)和所述第三侧壁(115)相互平行，且间隔设置，所述第一侧壁(112)连接在所述第二侧壁(114)和所述第三侧壁(115)之间，所述防护罩(13)包括：

第一防护侧壁(131)，所述第一防护侧壁(131)与所述第二侧壁(114)固定连接，所述油箱主体还包括第一加强凸起(116)，所述第一加强凸起(116)的一部分固定设置在所述第二侧壁(114)上，所述第一加强凸起(116)的另一部分固定设置在所述第一防护侧壁(131)上；

第二防护侧壁(132)，所述第二防护侧壁(132)与所述第三侧壁(115)固定连接，所述油箱主体还包括第二加强凸起(117)，所述第二加强凸起(117)的一部分固定设置在所述第三侧壁(115)上，所述第二加强凸起(117)的另一部分固定设置在所述第二防护侧壁(132)上。

7.根据权利要求6所述的油浸式变压器，其特征在于，所述第一加强凸起(116)上设置有第一缓冲凹槽(116a)，所述第一缓冲凹槽(116a)的开口朝向所述第二侧壁(114)与所述第一防护侧壁(131)的连接位置处；和/或，所述第二加强凸起(117)上设置有第二缓冲凹槽(117a)，所述第二缓冲凹槽(117a)的开口朝向所述第三侧壁(115)与所述第二防护侧壁(132)的连接位置处。

8.根据权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述扩展腔为真空腔。

9.根据权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述扩展腔内填充有阻燃气体。

10.根据权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述扩展腔内设置有固化并冷却油气的固体填充层。

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