MX2008000083A - Dispositivo de prevencion contra la explosion de un transformador electrico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de prevencion contra la explosion de un transformador electrico provisto de una cuba llena de fluido de enfriamiento combustible, que comprende un elemento de relajacion de presion, para realizar una descompresion de la cuba, un tanque dispuesto aguas abajo del elemento de relajacion de presion, y, al menos, un obturador del tanque de forma, que el tanque sea hermetico para recoger un fluido que ha pasado por el elemento de relajacion de presion.

Description

DISPOSITIVO DE PREVENCIÓN CONTRA LA EXPLOSIÓN DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO La presente invención se refiere al campo de la prevención contra la explosión de transformadores eléctricos enfriados por un volumen de fluido combustible. Los transformadores eléctricos sufren pérdidas tanto en los devanados como en la parte de hierro que requieren la disipación del calor producido. De esta forma, los transformadores de gran potencia se enfrían, generalmente, por medio de un fluido tal como el aceite. Los aceites utilizados son dieléctricos y son susceptibles de inflamarse por encima de una temperatura del orden de los 140°C. Dado que los transformadores son elementos muy onerosos, su protección requiere una particular atención. Una falta de aislamiento genera, en un primer momento, un arco eléctrico importante que provoca una acción de los sistemas de protección eléctricos que disparan la célula de alimentación del transformador (disyuntor). El arco eléctrico provoca, también, una difusión consecuente de energía que genera un desprendimiento de gas por descomposición del aceite dieléctrico, especialmente, de hidrógeno y acetileno. Como resultado del desprendimiento de gas, la presión en el interior de la cuba del transformador aumenta muy rápidamente, por lo que se produce, a menudo, una deflagración muy violenta. De la deflagración resulta un importante desgarre de las conexiones mecánicas de la cuba (billones, soldaduras) del transformador que pone a dichos gases en contacto con el oxígeno del aire ambiente. Dado que el acetileno es autoinflamable en presencia de oxígeno, se inicia inmediatamente un incendio y se propaga el fuego a los otros equipos del lugar que son susceptibles de contener también grandes cantidades de productos combustibles. Las explosiones se deben a las rupturas de aislamiento debidas a los cortocircuitos provocados por las sobrecargas, las sobretensiones, un deterioro progresivo del aislamiento, un nivel de aceite insuficiente, la aparición de agua o de humedad o un desperfecto de un componente aislante. Se conocen, en la técnica anterior, sistemas de extinción de incendio para transformadores eléctricos que se accionan por detectores de incendio o de fuego. Pero esos sistemas actúan con una importante inercia, cuando el aceite del trasformador ya está en llamas. Por lo tanto, se conformaba con limitar el incendio al equipo referido para que no se propagase el fuego a las instalaciones vecinas. Para retrasar la descomposición del fluido dieléctrico debido a un arco eléctrico, se pueden utilizar aceites de silicona en lugar de los aceites minerales convencionales. Sin embargo, la explosión de la cuba del transformador debida al aumento de la presión interna sólo se retraza durante un lapso extremadamente bajo, del orden de algunos milisegundos. Esta duración no permite emplear medios propios para evitar la explosión. Se conoce a través del documento WO-A-97/12379 un procedimiento de prevención contra la explosión y el incendio en un transformador eléctrico provisto de una cuba llena de fluido de enfriamiento combustible, por detección de una ruptura del aislamiento eléctrico del transformador par un captador de presión, despresurización del fluido de enfriamiento contenido en la cuba por medio de una válvula, y enfriamiento de las partes calientes del fluido de enfriamiento por inyección de un gas inerte, bajo presión, en la parte inferior de la cuba con el objeto de revolver dicho fluido e impedir que el oxígeno penetre en la cuba del transformador. Ese procedimiento es satisfactorio y permite evitar la explosión de la cuba del transformador. El documento WO-A-00/57438 describe un elemento de ruptura de apertura rápida para un dispositivo de prevención contra la explosión de un transformador eléctrico. El objeto de la presente invención es brindar un dispositivo mejorado que permita una descompresión extremadamente rápida de la cuba para aumentar, aún más, la probabilidad de resguardar la integridad del transformador, de los conmutadores bajo carga y de los aisladores empleando, al mismo tiempo, piezas de forma simple. El dispositivo de prevención contra la explosión de un transformador eléctrico provisto de una cuba llena de fluido de enfriamiento combustible, comprende un elemento de relajación de presión dispuesto sobre una salida de la cuba para realizar una descompresión de la cuba, un tanque dispuesto aguas abajo del elemento de relajación de presión y, al menos, una válvula de disparo manual montada a la salida del tanque, de forma que el tanque sea hermético para recoger un fluido que haya pasado por el elemento de relajación de presión. De esta forma, se evita una dispersión del fluido en un lugar donde esto no es aconsejable por razones de seguridad, de contaminación u otras. En efecto, el fluido que puede ser una mezcla de líquido y de gas presenta un riesgo de inflamación cuando el aparte de oxígeno es suficiente para cumplir con las condiciones de inflamación y de explosión. Por otra parte, algunos componentes de ese fluido pueden demostrar ser nefastos para el hombre y/o para el medio ambiente, en especial, en atmósfera restringida. Ventajosamente, se ha montado un elemento de relajación de presión automática a la salida del tanque. El elemento de relajación de presión puede comprender una válvula susceptible de abrirse cuando se supera un techo de presión, con el objeto de evitar una explosión del tanque. Entonces, se limita la relajación por medio de la válvula a lacantidad necesaria de fluido, para llegar a una presión inferior al techo de disparo de dicha válvula. Puede disponerse un conducto suplementario aguas abajo del elemento de relajación de presión. El conducto suplementario permite dirigir el fluido hacia el lugar más apropiado. El conducto suplementario puede estar equipado con un medio de enfriamiento. La temperatura del fluido puede, de esta forma, disminuir antes de su escape, de donde resulta una reducción del riesgo de inflamación. El tanque puede estar equipado con un medio de enfriamiento, por ejemplo, en forma de un reductor de gas. Ventajosamente, se ha montado un elemento de detención de llama sobre el conducto suplementario. El elemento de detención de llama puede presentarse en forma de una válvula de fluido que impide una entrada de oxigeno en el conducto. El elemento de detención de llama puede comprender también una pieza susceptible de obturar dicho conducto durante la presencia de una llama. El elemento de relajación de presión puede también comprender una electroválvula comandada por una unidad de comando exterior o un detector de temperatura cerca de dicha válvula, capaz de comandar el cierre de dicha éléctroválvula en caso de una combustión. El tanque puede estar equipado con un medio de enfriamiento. En una modalidad, el dispositivo comprende una bomba de vacío unida al tanque. De esta forma se puede someter el tanque a una fuerte depresión con respecto a la atmósfera ambiente y a la presión normal imperante en la cuba del transformador, lo que facilita la descompresión de la cuba y reduce la cantidad de oxígeno presente en la cuba. En una modalidad, el dispositivo comprende una bomba de gas y un tanque auxiliar. La bomba de gas está dispuesta entre el tanque y el tanque auxiliar y permite transferir, por ejemplo, con un barrido de nitrógeno simultáneamente con un bombeo, los gases combustibles y/o tóxicos del tanque hacia el tanque auxiliar que puede, posteriormente, ser aislado del tanque y de la bomba de gas. La bomba de gas puede comprender un compresor y el tanque auxiliar puede comprender un recinto bajo presión. De esta forma, los gases combustibles tóxicos pueden ser almacenados en un volumen reducido.

Ventajosamente, el dispositivo comprende una cámara de despresurización dispuesta entre el elemento de relajación de presión y el tanque. La cámara de despresurización presenta una pérdida de carga extremadamente baja y puede estar dispuesta inmediatamente aguas abajo del elemento de relajación de presión, de forma de permitir una descompresión rápida de la cuba del transformador. El tanque puede situarse a mucho mayor distancia de la cámara de despresurización que la distancia entre la cuba del transformador y la cámara de despresurización. La cámara de despresurización puede presentarse en forma de tubo de diámetro netamente más elevado que el diámetro del conducto. La cámara de despresurización puede, ventajosamente, preverse para resistir presiones y esfuerzos mecánicos elevados, superiores a aquellos para los cuales se ha dimensionado el tanque. En una modalidad, el elemento de relajación de presión comprende un disco rígido perforado y una membrana de estanqueidad. El elemento de relajación de presión también puede comprender un disco ranurado. Los discos pueden ser bombeados en el sentido de flujo del fluido. El disco ranurado puede comprender una pluralidad de pétalos separados entre sí por ranuras sensiblemente radiales. Los pétalos se unen a una parte anular del disco y son susceptibles de apoyarse unos sobre otros, por intermedio de patas de enganche para resistir una presión exterior a la cuba del transformador superior a la presión interior. El disco rígido perforado puede estar provisto de una pluralidad de agujeros pasantes dispuestos cerca del centro de dicho disco, y a partir del cual se extienden ranuras radiales. La membrana de estanqueidad puede consistir en una delgada capa a base de politetrafluoroetileno. El disco ranurado puede comprender una pluralidad de partes capaces de apoyarse unas sobre otras, durante un empuje en una dirección axial. En una modalidad, el elemento de relajación de presión comprende, además, un disco de protección de la membrana de estanqueidad; el disco de protección comprende una hoja delgada precortada. El disco de, protección puede realizarse a partir de una hoja de politetrafluoroetileno de espesor superior a la membrana de estanqueidad. El corte previo puede tener forma de parte de círculo. El disco rígido perforado puede comprender una pluralidad de ranuras radiales, distintas entre sí. Ventajosamente, el dispositivo comprende una pluralidad de elementos de relajación de presión previstos para ser unidos a una pluralidad de transformadores. Un solo tanque puede, de esta forma, servir de prevención contra la explosión de una pluralidad de transformadores, y cada transformador está asociado a, al menos, un elemento de relajación de presión. El dispositivo puede comprender un medio de detección de ruptura integrado al elemento de relajación de presión de donde surge una detección de la presión de la cuba, con respecto a un techo predeterminado de relajación de presión. El medio de detección de ruptura puede comprender un cable eléctrico apto para romperse al mismo tiempo que el elemento de relajación de presión. El cable eléctrico puede estar pegado sobre el elemento de relajación de presión, preferentemente, del lado opuesto al fluido. El cable eléctrico puede estar recubierto por una película de protección. El dispositivo puede comprender una pluralidad de elementos de relajación de presión previstos para estar unidos a una pluralidad de capacidades de aceite de, al menos, un transformador. El procedimiento de prevención contra la explosión de un transformador eléctrico provisto de una cuba llena de fluido de enfriamiento combustible comprende una descompresión de la cuba realizada por un elemento de relajación de presión, un colector de fluido que pasa por el elemento de relajación de presión realizado por un tanque hermético, y un retiro de los gases efectuado por, al menos, una válvula de disparo manual. El dispositivo de prevención contra la explosión se adapta para la cuba principal de un transformador, para la cuba del o de los conmutadores bajo carga y para la cuba de los aisladores eléctricos, esta última cuba también se llama "caja de aceite". Los aisladores eléctricos tienen como rol aislar la cuba principal de un transformador de las líneas de alta y baja tensión a las cuales están unidos los devanados del transformador, por medio de conductores de salida. Cada conductor de salida está rodeado por una caja de aceite que contiene una cierta cantidad de fluido de aislamiento. El fluido de aislamiento de los aisladores y/o cajas de aceite es un aceite diferente del aceite del transformador. Se puede prever un medio de inyección de nitrógeno unido a la cuba del transformador y apta para dispararse después de la detección de una falla, de forma manual o automática. La inyección de nitrógeno puede favorecer la evacuación de los gases combustibles de la cuba del transformador hacia el tanque y, eventualmente, hacia el tanque auxiliar. El dispositivo de prevención contra la explosión puede estar provisto de un medio de detección del disparo de la célula de alimentación emitido por los medios captadores del transformador y, que es capaz de emitir las señales de comando. Gracias a la invención, se reduce muy fuertemente la probabilidad de escape de fluido combustible y/o tóxico fuera del dispositivo, lo que permite reducir los riesgos de inflamación de dichos gases o también de intoxicación de un operario que se encuentre en las cercanías. El dispositivo de prevención contra la explosión se adapta particularmente bien a los transformadores eléctricos que se encuentran en lugares limitados, por ejemplo, túneles, minas o también en subsuelo de zona urbanizada. La presente invención se comprenderá mejor con el estudio de la descripción detallada de algunas modalidades tomadas a título de ejemplo, que no son en lo más mínimo limitativos, y que se ¡lustran por medio de los dibujos que se anexan, en los cuales: - la figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo de prevención contra incendio; la figura 2 es una vista en detalle de la figura 1 ; la figura 3 es una vista esquemática de un dispositivo de prevención contra incendio asociado a varios transformadores; la figura 4 muestra una variante de la figura 1 ; la figura 5 muestra una variante de la figura 1 ; - la figura 6 es una vista en corte transversal de un elemento de ruptura; la figura 7 es una vista parcial agrandada de la figura 6; la figura 8 es una vista desde arriba correspondiente a la figura 6; y - la figura 9 es una vista desde abajo correspondiente a la figura 6; la figura 10 es una vista esquemática de un dispositivo de prevención contra incendio con cámara de despresurización vertical; la figura 11 es una vista general correspondiente a la figura 10; las figuras 12 y 13 muestran variantes de la figura 1 . Tal como se ha ilustrado en las figuras, el transformador 1 comprende una cuba 2 que se apoya sobre el suelo 3 por medio de patas 4 y está alimentado por energía eléctrica por medio de líneas eléctricas 5 rodeadas por aislantes 6. La cuba 2 comprende un cuerpo 2a y una tapa 2b. La cuba 2 está llena de fluido de enfriamiento 7, por ejemplo, de aceite dieléctrico. Con el objeto de garantizar un nivel constante de fluido de enfriamiento 7 en la cuba 2, el transformador 1 está provisto de un tanque de reserva 8 en comunicación con la cuba 2 por un conducto 9. El conducto 9 está provisto de una válvula automática 10 que obtura el conducto 9 desde que detecta un movimiento rápido del fluido 7. De esta forma, durante una despresurización de la cuba 2, la presión en el conducto 9 cae bruscamente lo que provoca un inicio de flujo de fluido 7 que es rápidamente detenido por la obturación de la válvula automática 10. Se evita de esa forma que el fluido 7 contenido en el tanque de reserva 8 se vacíe. La cuba 2 también está provista de uno o varios cables 11 de detección de incendio. En el modalidad representada, un cable 11 de detección de incendia está montado por encima de la cuba 2 y está soportado por contactos 12 que apoyan sobre la tapa 2b. Una distancia de algunos centímetros separa al cable 11 de la tapa 2b. El cable 11 puede comprender dos cables separados por una membrana sintética de bajo punto de fusión, y los dos cables entran en contacto después de la fusión de la membrana. El cable 11 puede estar dispuesto conforme a un recorrido en forma de rectángulo cerca de los bordes de la cuba 2. La cuba 2 puede comprender un captador de presencia de vapor del fluido de enfriamiento también llamado buchholz montado en un punto arriba de la cuba 2, en general, sobre el conducto 9. Una ruptura de aislamiento eléctrico provoca el desprendimiento de vapor del fluido 7 en la cuba 2. Un captador de vapor puede servir para detectar una ruptura del aislamiento eléctrico con un cierto retraso. El transformador 1 es alimentado por intermedio de una célula de alimentación, no representada, que comprende medios de corte de alimentación tales como disyuntores y que está provista de captadores de disparo. El dispositivo de prevención comprende una válvula 13 montada sobre una salida de la cuba 2 dispuesta en un punto alto del cuerpo 2a, un elemento de ruptura 15 cuyo estallido permite detectar sin retraso la variación de presión debida a la ruptura del aislamiento eléctrico del transformador, y dos mangos elásticos 14 que absorben vibraciones, uno de ellos, dispuesto entre la válvula 13 y el elemento de ruptura 15. El dispositivo de prevención comprende también una cámara de despresurización 16 de diámetro superior al del elemento de ruptura 15, montada aguas abajo del elemento de ruptura 15, y un conducto 17 de vaciado soportado por un tanque 18 destinado a recoger los fluidos que provienen de la cuba 2, después del estallido del elemento de ruptura 15 y separar la fracción líquida de la fracción gaseosa. El conducto 17 está montado entre la cámara de despresurización 16 y el tanque 18. El otro mango elástico 14 está montado entre la cámara de despresurización 16 y el conducto 17. El tanque 18 puede estar equipado por aletas de enfriamiento 18a. El tanque 18 está equipado por una tubería 19 de evacuación de los gases provenientes del aceite. La tubería 19 puede realizarse de forma temporal con una cisterna móvil para vaciar el tanque 18. De esta forma, se despresuriza la cuba 2 inmediatamente y luego, se la vacía parcialmente en el tanque 18. Podrá preverse el elemento de ruptura 15 para que se abra a una determinada presión inferior a 1 bar, por ejemplo, comprendida entre 0.6 y 1.6 bar, preferentemente, entre 0.8 y 1.4 bar. Una válvula 20 está dispuesta en la tubería 19 para impedir la entrada del oxígeno del aire que podría alimentar la combustión de los gases y la del aceite en el tanque 18 y en la cuba 2, y para impedir la salida incontrolada de gas o de líquido. La válvula 20 puede ser manual o motorizada por comando manual. La válvula 20 está constantemente cerrada para mantener el tanque hermético, salvo cuando se vacía el tanque 18 de los gases que allí se encuentran, o cuando se efectúa una purga de los gases. La cuba 2 comprende un medio de enfriamiento del fluido 7 por inyección de un gas inerte, tal como nitrógeno, en la parte inferior de la cuba 2. El gas inerte está almacenado en un tanque bajo presión provisto de una válvula, de un manorreductor o de un reductor de presión y de un tubo 21 que lleva el gas hasta la cuba 2. El tanque bajo presión está alojado en un recinto 22. El cable 11 , el elemento de ruptura 15, el captador de vapor, los captadores de disparo, la válvula 13 y el obturador 20 están unidos a una caja de comando 23 destinada a controlar el funcionamiento del dispositivo. La caja de comando 23 está provista de medios de procesamiento de información que reciben las señales de los diferentes captadores y que son capaces de emitir señales de comando, en especial, de la válvula 20. En funcionamiento normal, la válvula 13 está abierta, y el elemento de ruptura 15 está intacto, es decir, cerrado. La válvula 20 también está cerrada. La válvula 13 puede estar cerrada para operaciones de mantenimiento, cuando el transformador 1 está detenido. El mango elástico 14 es capaz de absorber las vibraciones del transformador 1 que se producen durante su funcionamiento y durante un cortocircuito, para evitar transmitir las vibraciones a otros elementos, en especial, al elemento de ruptura 15. La cámara de despresurización 16 permite una fuerte caída de presión durante el estallido del elemento de ruptura 15, gracias a las pérdidas de carga extremadamente reducidas. Durante el estallido del elemento de ruptura 15 como consecuencia de una falla eléctrica en el transformador 1 , la presión en la cuba 2 disminuye. Un chorro de gas y/o de líquido atraviesa el elemento de ruptura 15 y se extiende en la cámara de despresurización 16, luego, se escurre por el conducto 17 hacia el tanque 18. El rol de la cámara de despresurización 16 puede demostrar ser particularmente importante en los primeros milisegundos posteriores al estallido del elemento de ruptura 15. Posteriormente, puede efectuarse una inyección de gas inerte, por ejemplo, nitrógeno en la parte inferior de la cuba 2 para evacuar los gases combustibles susceptibles de permanecer en la cuba 2 y enfriar las partes calientes del transformador para detener la producción de gas. La inyección de gas inerte puede ser disparada de algunos minutos a algunas horas después del estallido del elemento de ruptura 15, preferentemente, se prevé una duración de decantación suficiente para que los gases y los líquidos se separen convenientemente. Por otra parte, es posible esperar el enfriamiento del tanque 18 y de su contenido. Dichos gases combustibles se evacúan hacia el tanque 18. Puede disponerse una cisterna móvil en conexión con la tubería 19 para recibir los fluidos presentes en el tanque 18 después de la apertura de la válvula 20. El tanque 18 puede ser purgado con un gas inerte. Entones, puede reemplazarse el elemento de ruptura 15. Por razones de seguridad, el tanque del gas inerte está previsto para poder inyectar del gas inerte durante una duración del orden de 45 minutos, lo que puede demostrar ser útil para enfriar el aceite y las partes calientes por remoción del aceite, y por lo tanto, detener la producción de gases por descomposición del aceite. El transformador 1 puede estar equipado con uno o varios conmutadores bajo carga 25 que sirven de interfaces entre dicho transformador 1 y la red eléctrica a la cual está unido, para asegurar una tensión constante, a pesar de las variaciones de la corriente provista por la red. El conmutador bajo carga 25 está unido por un conducto de vaciado 26 al conducto 17 destinado al vaciado. En efecto, el conmutador bajo carga 25 también es enfriado por un fluido de enfriamiento inflamable. Debido a su fuerte resistencia mecánica, la explosión de un conmutador bajo carga es extremadamente violenta y puede estar acompañada por la proyección de chorros de fluido de enfriamiento incendiado. El conducto 26 está provisto de un elemento de relajación de presión 27 capaz de desgarrarse en caso de cortocircuito y, por lo tanto, de sobrepresión en el interior del conmutador bajo carga 25. De esta forma, se evita la explosión de la cuba de dicho conmutador bajo carga 25. Gracias a la invención, se dispone de esta forma de un dispositivo de prevención contra la explosión del transformador que detecta las rupturas de aislamiento de forma extremadamente rápida y actúa simultáneamente de forma de limitar las consecuencias que resultan de ello. Esto permite resguardar el transformador, así como también el conmutador bajo carga y los aisladores, y minimizar los daños relacionados con la falta de aislamiento. Tal como puede verse en la figura 2, la cámara de despresurización 16 se apoya sobre cuatro amortiguadores 28 soportados por una consola 29 fijada al cuerpo 2a de la cuba 2. De esta forma, se crea un aislamiento mecánico entre las vibraciones resultantes del transformador 1 durante el funcionamiento normal y la cámara de despresurización 16, por una parte, y entre la deformación del transformador 1 durante una ruptura del aislamiento, por otra parte. En la modalidad ilustrada en la figura 2, varios transformadores 1 cercanos están unidos a un tanque 18. En otros términos, varios dispositivos de prevención de varios transformadores diferentes pueden comprender un tanque 18 común. Esto demuestra ser particularmente ventajoso en los lugares acotados, donde el espacio disponible es limitado. En la modalidad ¡lustrada en la figura 4, el dispositivo de prevención comprende, además, una bomba de vacío 30 unida al tanque 18 por un conducto. El tanque 18 puede estar provisto de un sistema de enfriamiento 18b, por ejemplo, por liberación de nitrógeno. Durante la puesta en funcionamiento del dispositivo de prevención, la bomba de vacío 30 es accionada y realiza un vacío parcial del tanque 18, luego, se detiene. La masa de gas resultante de la cuba 2 después del estallido del elemento de ruptura 15, que es susceptible de ser almacenado en el tanque 18, aumenta a igual presión máxima. Así, puede facilitarse la despresurización. El tanque puede ser de un volumen reducido, de donde resulta una ganancia de espacio. En la modalidad ilustrada en la figura 5, el dispositivo de prevención comprende, además, una bomba de gas 31 unida al conducto 17 o al tanque 18 y desemboca en una botella 32 resistente a la presión. Después del estallido del elemento de ruptura 15, y el flujo, de una duración suficiente para el enfriamiento de los gases, la bomba de gas 31 se pone en funcionamiento y realiza un bombeo de los gases presentes en el tanque 18. El tanque 18 puede, de esa forma, ser vaciado del gas que contiene, y dicho gas puede ser una mezcla de gas inerte y de gas combustible. Después de la detención de la bomba de gas 31 , la botella 32 puede fácilmente ser retirada y transportada a distancia. Esa modalidad es particularmente conveniente para los transformadores instalados en minas o túneles. Tal como puede verse en l as figuras 6 a 9, en elemento de ruptura 15 es de forma circular bombeada convexa y está previsto para ser montado sobre un orificio de salida, no representado, de una cuba 2 mantenida ajustada entre dos bridas 33, 34 en forma de discos. El elemento de relajación 15 comprende una parte de retención 35 en forma de un velo metálico de leve espesor, por ejemplo, de acero inoxidable, de aluminio o de aleación de aluminio. El espesor de la parte de retención 35 puede estar comprendido entre 0.05 y 0.25 mm.

La parte de retención 35 está provista de estrías radiales 36 que la dividen en varias partes. Las estrías radiales 36 formadas huecas en el espesor de la parte de retención 35 de forma que se produzca una ruptura por desgarre de la parte de retención 35 en su centro y esto, sin fragmentación, para evitar que loa fragmentos del elemento de relajación 15 sean arrancados y desplazados por el fluido que atraviesa el elemento de relajación 15 y que corran el riesgo de deteriorar un conducto situado aguas abajo. La parte de retención 35 está provista de agujeros pasantes 37 de muy leve diámetro repartidos uno por estría 36 cerca del centro. Dicho de otra forma, varios agujeros 37 están dispuestos en hexágono. Los agujeros 37 forman iniciadores de desgarre de poca resistencia y que aseguran que el desgarre comience en el centro de la parte de retención 35. La formación de, al menos, un agujero 37 por estría 36 asegura que las estrías 36 se separarán simultáneamente, y ofrecerán la sección de paso lo más fuerte que sea posible. Como variante, se podría prever un número de estrías 36 diferente de seis, y/o varios agujeros 37 por estría 36. El revestimiento de estanqueidad 50 es capaz de obturar los agujeros 37. La presión de estallido del elemento de relajación 15 está determinada, principalmente, por el diámetro y la posición de los agujeros 37, la profundidad de las estrías 36, el espesor y la composición del material que forma la parte de retención 35. Preferentemente, las estrías 36 están formadas sobre todo el espesor de la parte de retención 35. El resto de la parte de retención 35 puede presentar un espesor constante.

Dos estrías 36 adyacentes forman un triángulo 39 que durante la ruptura va a separarse de los triángulos lindantes por desgarre del material entre los agujeros 37 y se deformará hacia delante por plegado. Los triángulos 39 se pliegan sin desgarre para evitar el arranque de dichos triángulos 39 susceptibles de deteriorar un conducto aguas abajo o que genere un flujo aguas abajo en el conducto aguas abajo y que aumente así la pérdida de carga y que retarde la despresurización del lado aguas arriba. El número de estrías 36 depende también del diámetro del elemento de retención 25. La brida 34 dispuesta aguas abajo de la brida 33 está perforada por un agujero radial en el cual está dispuesto un tubo de protección 41. El detector de ruptura presenta un cable eléctrico 42 fijo sobre la parte de retención 35 del lado aguas abajo y dispuesto en espiral. El cable eléctrico 42 se prolonga en el tubo de protección 41 hasta una caja de conexión 43. El cable eléctrico 42 se extiende sobre la casi totalidad del diámetro del elemento de retención 15, con una parte de cable 42a dispuesta de un lado de una estría 36 paralelamente a dicha estría 36, y la otra parte de cable 42b dispuesta radialmente del otro lado de la misma estría 36 paralelamente a dicha estría 36. La distancia entre las dos partes de cable 42a, 42b es leve. Esta distancia puede ser inferior a la distancia máxima que separa dos agujeros 37, de forma tal que el cable 42 pase entre los agujeros 37. El cable eléctrico 42 está recubierto por una película de protección que sirve a la vez para evitar su corrosión y para pegarlo sobre la cara aguas abajo de la parte de retención 35. La composición de esa película también se elegirá para evitar modificar la presión de ruptura del elemento de ruptura 15. La película podrá realizarse de poliamida fragilizada. El estallido del elemento de ruptura arrastra necesariamente el corte del cable eléctrico 42. Este corte puede ser detectado de forma extremadamente simple y confiable por interrupción de la circulación de una corriente que pasa por el cable 42 o también por diferencia de tensión entre los dos extremos del cable 42. El elemento de ruptura 15 comprende también una parte de refuerzo 44 dispuesta entre las bridas 33 y 34 en forma de un velo metálico, por ejemplo, de acero inoxidable, de aluminio o de aleación de aluminio. El espesor de la parte de refuerzo 44 puede estar comprendido entre 0.2 y 1 min. La parte de refuerzo 44 comprende una pluralidad de pétalos, por ejemplo, cinco, separados por estrías radiales 45 formadas sobre todo su espesor. Los pétalos se unen a un barde exterior anular, y se forma una estría 46 en forma de arco de círculo sobre todo el espesor de cada pétalo salvo cerca de los pétalos vecinas, y confiere así a los pétalos una capacidad de deformarse axialmente. Uno de los pétalos está unido a un polígono central 47, por ejemplo, por soldadura. El polígono 47 cierra el centro de los pétalos y apoya sobre ganchos 48 fijados sobre los otros pétalos y separados axialmente, con respecto a los pétalos de forma que el polígono 47 esté dispuesto axialmente entre los pétalos y los ganchos 48 correspondientes. El polígono 47 puede estar en contacto con el fondo de los ganchos 48 para apoyarse en ellos axialmente. La parte de refuerzo 44 ofrece una buena resistencia axial en un sentido y una muy leve resistencia axial en el otro sentido, el sentido del estallido del elemento de ruptura 15. La parte de refuerzo 44 es particularmente útil cuando la presión en la cuba 2 del transformador 1 es inferior a la de la cámara de despresurización 16, lo que puede suceder si se produce un vacío parcial en la cuba 2 para el llenado del transformador 1. Entre la parte de retención 35 y la parte de refuerzo 44, puede disponerse una parte de estanqueidad 49 que comprende una película delgada 50 de material sintético estanco, por ejemplo, a base de politetrafluoroetileno rodeada sobre cada cara, por una película gruesa 51 de material sintético precortado para evitar así una perforación de la película delgada 50 por medio de la parte de retención 35 y de la parte de refuerzo 44. Cada película gruesa 51 puede comprender un material sintético, por ejemplo, a base de politetrafluoroetileno de espesor del orden de OJ a 0.3 mm. El precorte de las películas gruesas 51 puede efectuarse de acuerdo con un arco de círculo de aproximadamente 330°. La película delgada 50 puede presentar un espesor del orden de 0.005 a 0J mm. El elemento de ruptura 15 ofrece una buena resistencia a la presión en un sentido, una resistencia calibrada a la presión en el otro sentido, una excelente estanqueidad y una leve inercia al estallido. Para mejorar la estanqueidad, el elemento de ruptura 15 puede comprender una arandela 52 dispuesta entre la brida 33 y la parte de retención 35 y una arandela 53 dispuesta entre la brida 34 y la parte de refuerzo 44. Las arandelas 52 y 53 pueden realizarse a base de politetrafluoroetileno. Además, puede preverse un medio de enfriamiento de los fluidos en el dispositivo de prevención. El medio de enfriamiento puede comprender alitas sobre el conducto 17 y/o el tanque 18, un grupo de climatización del tanque 18, y/o un tanque de gas licuado, por ejemplo, nitrógeno, cuya relajación es susceptible de enfriar el tanque 18. En la modalidad de las figuras 10 y 11 , el dispositivo de prevención está dispuesto en forma sensiblemente vertical, por ejemplo, sobre la tapa 2b de la cuba 2. La cámara de despresurización 16 comprende un cilindro de eje vertical cerrado en sus extremos que está, al mismo tiempo, unido al elemento de ruptura 15, de diámetro superior al del elemento de ruptura 15, montado aguas abajo del elemento de ruptura 15. La cámara de despresurización 16 forma también el tanque colector. El conducto 19 se une con una zona superior del cilindro de la cámara de despresurización 16. Un conducto 54 se une con una zona inferior del cilindro de la cámara de despresurización 16 para la extracción de líquido. Esa modalidad es particularmente compacta, y el dispositivo de prevención está situado en gran parte por encima de la cuba 2. En una variante ventajosa, el conducto 54 está unido al tanque de reserva 8, ver la línea de puntos en la figura 30. El volumen disponible del tanque de reserva 8, es decir, la parte no ocupada por un líquido, está disponible para recibir líquido proveniente de la cámara de despresurización 16. Se puede disponer un elemento de ruptura suplementario 61 sobre el conducto 54 entre la cámara de despresurización 16 y el tanque de reserva 8. El elemento de ruptura suplementario 61 puede ser parado a una presión de ruptura más elevada que el elemento de ruptura 15 aguas arriba de la cámara de despresurización 16. En funcionamiento, la pérdida de carga en el conducto 54 deja tiempo a la válvula automática 10 para cerrarse durante una ruptura del elemento de ruptura 15. El tanque de reserva 8 recoge líquido proveniente de la cámara de despresurización 16, y la válvula automática 10 está cerrada. Tal como se ha ilustrado en la figura 11, la cámara de despresurización 16 desemboca en el conducto 17 situado en la prolongación del conducto 26. El conducto 17 desemboca en el tanque de reserva 8. En la modalidad de la figura 12, el dispositivo de prevención comprende una válvula 13 montada sobre una salida de la cuba 2 dispuesta en un punta del cuerpo 2a situado sensiblemente entre la mitad y dos tercios de la altura del cuerpo 2a. El conducto 17 está acodado hacía arriba después de la cámara de despresurización 16 y comprende una parte alta 17a dispuesta a un nivel superior al de los devanados del transformador 1. A título de ejemplo, la parte inferior de la parte alta 17a puede estar situada a aproximadamente 20 mm por encima del extremo superior de los devanados. De esta forma, la descompresión y el vaciado parcial permite conservar la inmersión de los devanados y el aislamiento que resulta de ello. El conducto 9 está provisto de un detector de gas 55 dispuesto entre la válvula automática 10 y la tapa 2b de la cuba 2. Un conducto 56 une el conducto 9 y la parte alta 17a del conducto 17. El conducto 56 se une al conducto 9 entre el detector de gas 55 y la válvula automática 10. Sobre el conducto 56 están dispuestos una válvula manual 57 mantenida en posición abierta, salvo para las operaciones de mantenimiento y una electro válvula 58 comandada por la caja de comando 23, en posición cerrada en servicio normal y en posición abierta después de una relajación de presión por parte del elemento 15, para recuperar los gases inflamables presentes en el conducto 9. Por otra parte, 108 aisladores 6 de aislamiento de aceite también están provistos de un elemento de relajación de presión 59 que desemboca en un conducto 60 unido al conducto 17. El elemento de relajación de presión 59 puede tener una estructura semejante al elemento de relajación de presión 15 y de calibre adaptado. De esta forma, la cuba, los aisladores y el conmutador bajo carga pueden estar provistos de elementos de relajación de presión que permitan aumentar la probabilidad de resguardar su integridad. En la modalidad de la figura 13, el dispositivo de prevención comprende una válvula 13 montada sobre una salida de la cuba 2 dispuesta en un punto bajo del cuerpo 2a. E conducto 17 está acodado hacia lo alto, después de la cámara de despresurización 16, y comprende una parte alta 17a como en la modalidad precedente. Dicho sistema de protección es económico, autónomo con respecto a las instalaciones vecinas, de volumen confiable y sin mantenimiento. La unidad de comando también puede estar unida a los captadores accesorios tales como detector de incendio, captador de vapor (buchholz) y al captador de disparo de la célula de alimentación para disparar una extinción del incendio en caso de falla de la prevención de explosión.

Gracias a la explosión, se dispone de esta forma de un dispositivo de prevención contra la explosión en un transformador que requiere pocas modificaciones de los elementos del transformador, que detecta las rupturas de aislamiento de forma extremadamente rápida y que actúan simultáneamente de forma de limitar las consecuencias resultantes de ellas, incluso en lugares reducidos. Esto permite evitar las explosiones de las capacidades de aceite y los incendios resultantes, reduciendo así los daños relacionados con los cortocircuitos en el transformador así como los conmutadores bajo carga y los aisladores.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un dispositivo de prevención contra la explosión de un transformador eléctrico (1 ) provisto de una cuba (2) llena de fluido de enfriamiento combustible, caracterizado porque comprende un elemento de relajación de presión (15) dispuesto sobre una salida de la cuba para realizar una descompresión de la cuba, un tanque (18) dispuesto aguas abajo del elemento de relajación de presión y, al menos, una válvula (20) de disparo manual montada a la salida del tanque, de forma tal que el tanque sea hermético para recoger un fluido que ha pasado por el elemento de relajación de presión.

2.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se ha montado a la salida del tanque un elemento de relajación de presión automático.

3.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, Caracterizado además porque comprende un conducto suplementario dispuesto aguas abajo del elemento de relajación de presión.

4.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque un elemento de detención de llama está montado sobre el conducto suplementario.

5.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el tanque está equipado con un medio de enfriamiento.

6.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende una bomba de vacío unida al tanque.

7.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende una bomba de gas unida al tanque y un tanque auxiliar unido a la bomba de gas.

8.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende una cámara de despresurización (16) dispuesta entre el elemento de relajación de presión (15) y el tanque.

9.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el elemento de relajación de presión (15) comprende un disco rígido perforado (35), una membrana de estanqueidad (50) y un disco ranurado (44).

10.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el dispositivo comprende una pluralidad de elementos de relajación de presión (15) previstos para estar unidos a una pluralidad de transformadores (1 ), y un tanque (18),

11.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el dispositivo comprende una pluralidad de elementos de relajación de presión (15) previstos para estar unidos a una pluralidad de capacidades de aceite de al menos un transformador (1), y un tanque (18)-

12.- Un procedimiento de prevención contra la explosión de un transformador eléctrico (1), que está provisto de una cuba (2) llena de fluido de enfriamiento combustible, en el cual se realiza una descompresión de la cuba (2) por un elemento de relajación de presión (15), se realiza la recolección del fluido que ha pasado por el elemento de relajación de presión por un tanque (18) hermético, y se efectúa un retiro de los gases por, al menos, una válvula (20) de disparo manual.