200828711 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於預防由大|、、六 里/風體（4寸別為可燃流體）所冷 邠的變壓器元件爆炸之領域。 【先前技術】 電力變壓器+ ·
Power transformer)經受繞線及 線心方面之損耗，從而雲I φ视广、 仗而而要耗散所產生之熱。因此，高功 率雙壓器通常猎由諸如油之來、、古 ” 之颂的/瓜體來冷部。所使用的油 為”電性，且在約14〇〇c之、、w疮1V 口且狄#， ι /皿度以上易於者火。因為變壓 為極貝重元件，所以其保護需要密切注意。 巴、彖缺卩曰最初胃產生較強電弧，而該電弧可啟動使變壓 器之電源電池跳閘的電保護系統（斷路器）。藉由分解介電 油，電弧亦會導致能量之眚餅掖I ， 、 ^ 里 < 貝貝擴散，其導致釋放氣體（特 別為氫氣及乙快）。 在釋放氣體之後，變壓I!貯槽巾的壓力極快速地增加， 籲從而導致通常為極猛烈的爆炸。爆炸導致變壓器貯槽之機 械鏈接件（螺釘、溶接部）之顯著斷裂，從而使得氣體與周 圍空氣之氧氣接觸。因為乙炔在存在氧氣之情況下為可自 燃的，所以，火災會即刻爆發，且傳播至現場之其他單元， 而該等單元亦易於含有大量可燃產物。 爆炸係歸因於由短路所引起之絕緣故障，該等短路係由 過載、湧浪電壓（surge voltage)、絕緣之漸進損壞、低 油位、水或械每之出現、或絕緣組件之故障所導致。 先前技術描述了用於變壓器之滅火系統，其係藉由火災 312xp/發明說明書(補件)/97-01/96139132 5 200828711 偵測斋來啟動。此等系統在變壓II油已經在燃燒時被啟 動。因此，可認為其足以將火災限於相關設備，且 災傳播至鄰近安裝物。 為了減綾介電流體歸因於電弧而分解，可使用矽油 (Slllc〇neoil)以代替習知礦物油。然而，變壓器貯栌歸 因於内部麼力之增加的爆炸，僅被延遲一極短時期^幾 宅秒）。因此，貯槽之爆炸為不可避免的。 ㈣97/12 379教示了—種藉由以下方式來預防裝備 有一個填充有可燃冷卻流體的貯槽的變壓器中之爆炸及 火災的方法：藉由壓力感測器來偵測變壓器之電絕緣之斷 裂；使用閥門來使貯槽中所存在的冷卻流體減壓；及 由將加壓惰性氣體注射至貯槽底部中，以攪拌該流體且 防氧氣進人變壓H貯槽，來冷卻該冷卻流體之變熱部分。、 此方法為令人滿意，且用以避免變壓器貯槽之爆炸。刀 WO-A 0G/57 438描述了-種用於變壓器之爆炸預 置的快速打開斷裂元件。 、、
Philippe Magnier之未公開的美國專利申許安 1 1 /473, 339號描述了 -種允許在密封館集器中穿= 釋放元件之流體之極快速減壓及收集的預㈣置。二隹 器可裝備有-個可連接至氣體泵及辅助儲集器"口 : 路0 、 ，及對 此類型 申請人已發現’對於置放於限制區域中之變壓哭 於必須減少預防裝置成本所針對的低功率變=哭y 之預防裝置具有缺點。 & ’ 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 6 200828711 【發明内容】 ，之目標為矯正此等缺點。 出一種用於減少的可用处 釋放元件的流體得以= ，讓穿過壓力 此種預防變壓哭开杜、s ^ τ祕人 件爆炸之裝置（該裝置具備一個含有 可燃冷卻流體的貯槽）包含· “您u “ α, )匕3. 一壓力釋放元件，被置放於 力1—袋體，被置放於壓 自扁平：離SIt二破組構成在壓力釋放元件斷裂後即 放― M t文充虱狀態。該袋體限制了穿過該壓力釋 小的乃的：狃。袋體之形狀可適用於及/或可適應於被減 形狀的可用空間。袋體的重量可較低，使 太i女^或兩個刼作者在扁平狀態中或在充氣狀態（基 本上充有氣體）中操縱該袋體。 ^重預防二置適合於置放於礦山坑道中的變壓器，在礦 ^逼中’猎由-線路將穿過壓力釋放元件的流體移除至 ’屬極為困難，此係歸因於坑道之尺寸、所需之線路 :r ,、泉路中之壓降、及線路之損壞風險。在壓力釋放元 斷衣之後，可使袋體與該壓力釋放元件隔離且關閉，且 接著用手或在機器上輸送至坑道之外冑，在纟中，流體可 接著經受適當處理。 -在置放力水力發電廠之地下或混凝土坑冑中（通常在水 、壩之底部處）的變屋器、或安裝於隨道（例>，公路或鐵路 中的變壓器（對於此情形’用於收集氣體及/或可燃 液虹的頜外線路之存在為不良的）之狀況下，亦可獲得此 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97傭96139132 7 200828711 等優點。此特別應用於電牽引網路（electrical tracti加 network)之電源變壓器。 此種預防裝置有利地應用於置放於建築物之子結構中 的變壓器元件，例如，極高的塔，在該塔中，可用空間歸 因於成本而為較小，且，用於含納易燃產物的額外線路之 存在為不良的。 此種預防裝置可被安装於一個内埋式變壓器元件上。兮 等變壓器通常被安裝於一個變壓室中，例如’配置於公: 空間（諸如’街道）中且覆蓋有密封水泥石板的混凝土祕 所。在此狀況下，可用空間特別小，此係歸因於混凝土掩 蔽所之緊密性、及對操作者留出足夠空間來近接用於 或替換操作的安裝物之需要。在初始狀態中，袋體佔用極 小容積。在壓力釋放元件斷裂之後，袋體佔用較大容積， 但，可在移除石板之後自混凝土掩蔽所被移除。可設置數 個手柄或吊環（handling ring)。操作者可接著庐益於 於進出之足夠空間。因此，混凝土掩蔽所與變壓二之間可 用的杈小空間’通常用於供操作者進出，且在跳閘 (tripping)之狀況下，用於將穿過壓力釋放元件的流體 集至袋體中。 此種預防裝置亦可被安裝於由電桿所支撐的變壓器元 :上。該等類型之變壓器之爆炸可確知對於鄰近區域(特 別為在市區中）極為風險。極為需要安裝預防裂置。然而， :於美觀原因’且歸因於電桿之機械強度，預防裝置必須 在變壓器之正常操作狀態中佔用較小容 、 4^，且具有減少的 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 8 200828711 重量。在初始狀態中，袋體可佔用幾公升至數十公升之容 積’而在跳閘之後的充氣㈣中，則佔用幾百公升至幾立 方公尺之容積。此外，袋體的充氣為自外部可見，且設置 -個用於警報變壓器發生轉的手段。該警報對於非屬本 區域或遠端監視的目標之變壓器（其為低功率變壓器之狀 況）為有利的。 在一具體例中，袋體為氣密的。
在-具體例中，㈣在延伸方面為剛性的。袋體可包含 -氣密層、及-而寸受延伸層(例如，基於纖維，特別為芳 族聚醯胺纖維）。 在另一具體例中，袋體在延伸方面為可撓性的。 ,在一具體例中，袋體在充氣狀態中通常具有平行六面體 形狀。袋體在充氣狀態中亦可具有圓形邊緣的形狀或整體 圓錐形形狀。 在具體例中，該裝置包含一個被安裝於壓力釋放元件 ⑩之下游的彎曲線路。此彎曲線路可具有一個在45。與18〇 之間的角度（包括界限45。及180。），較佳地為90。或更 高。此彎曲線路可連接至一個被設置於貯槽之上壁（例 如，蓋罩）中的開口，且使袋體能夠在充氣期間向下延伸 而無過多的摺疊，該過多的摺疊可能會使充氣更為困難， •此係歸因於··大量液體可能被收集於袋體中，而液體則趨 、向於因其重量而落入袋體之底部中。此彎曲線路亦用以限 制被施加至袋體與壓力釋放元件之間的鏈接件之機械負 載。 、 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96139132 9 200828711 在一具體例中，該裝置包含—個被安I於袋體之 可撓性軟管。此可撓性軟管用以使袋體之位 、 類型之變壓器及變壓器環境。此可撓性軟管可二二 =與袋體之間。此可撓性軟管可為環狀形狀，：心 f破風險。此可撓性軟管可由(例如)基於聚乙婦 等等的合成材料所製成。 布 下體例中’該裝置包含一個被安裝於可撓性軟管之 下=的桃線路。可將—個閥門安裝於該彎曲線路盘袋體 之間’其係與袋體成-體式。因此，該閥門可在袋體 =、以使㈣與料置之其他元件㈣之前被關閉^ Ζ將一個快速耦接件置放於袋體之上游，且與袋體成一體 在—具體射，該裝置包含-個被置放於壓力釋放元件 =1’：！於兮惰性氣體的通道。在充氣之後、及在移
料二月”可猎此注射惰性氣體’以排出及顯著地減少 、交反益元件之上部部分中、壓力釋放元件中、及任何中間 疋件中的可燃氣體之比例。 在具例中，该袋體包含一個可閉鎖的出口孔口。該 =在袋體之初始狀態及充氣狀態中被閉鎖，且可在其與 =裝置之其他元件分離之後被打開以排放袋體。可藉此將 衣版倒空（例如）至為此目的所設置的收容器中。 、該裝置可包含一個被置放於壓力釋放元件與袋體之間 、啫本此儲集益可具有較小容積。此儲集器可具備由 惰性氣體所進行的排出手段。 312XP/__t 補件)/97·01觸39132 10 200828711 在一具體例中，該裝置包含一個被置放於壓力釋放元件 之：游的減壓腔室。此減壓腔室係用來降低被施加至位於 下游的諸元件之壓力，從而提供使用較輕元件的可能性。 • 在一具體例中，貯槽出口被置放於貯槽之底壁上，而梦 , 體被置放於貯槽下方。 在一具體例中，貯槽出口被置放於貯槽之上壁上，而袋 體被置放於貯槽上方。 在-具體例中，㈣在充氣狀態中被置放錢接於貯 —槽。 在-具體例中，袋體在初始狀態中被置放成鄰接於貯 槽。 在-具體例中’袋體至少部分地自—支撐物懸掛。此支 撐物可包含一個被固定至垂直壁的托架、或一個被固定至 頂板的環。該袋體提供極低的抗充氣性。 在-具體例中’該裝置包含一個至少被置放於袋體下方 鲁的抗爆裂保護物。此抗爆裂保護物亦可為橫向的。 在-具體例中，該裝置包含—個具備至少兩個殼層的外 盒。此外盒形成一個用於在扁平狀態中保護及傳送袋體的 外殼、及一個用於在充氣狀態中之袋體支撐物。諸殼層被 組構成在自扁平狀態轉變至充氣狀態時相分離。上部^層 可在袋體與頂板或定位於上方的阻礙物之間的可能接觸 期間，形成一個抗爆裂保護物。下部殼層可形成一個相對 於底板的抗爆裂保護物。此外盒可具備一個殼層分離债測 器。該偵測器可連接至一個警報傳輸元件。此外盒可具備 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 11 200828711 個用於緊固諸殼層的電鎖。 一種預防變壓器元件（該元件且— 體的貯槽）爆炸之方法，包含以個含有可燃冷卻流 厂堅藉使m於;^出口上的屋力釋放元件，使貯槽減 使被置放於μ力釋放元件之 體白总亚处处土* w j衣耝兖乳’而該袋 脸自扁千狀恶轉變至充氣狀態， 的流體。 U限制穿過壓力釋放元件 根據另一態樣，一種預防變 含有可燃冷卻流體的貯槽)爆炸之7置件（=件具，一個 =備:ff於貯槽之出口上以使貯槽減壓;及，-容 鸯個在初始狀態中被置放於該 係被設計成在壓力釋放元 件的流體。¥欠双層之刀離，且限制穿過壓力釋放元 =地，力釋放元件被組構成在上游部分與下游部分 之間的至壓臨限值以上形成斷路。 在一具體例中，轡壓哭开彼A , 支&的疋件為一個變壓器本體。 在另-具體例中，變壓器元件為一個饋通器 (feed-through) 〇 在另1體例中’變壓器元件為—個負載改變器（load changer) ° 在-具體例中，壓力釋放元件包含一個穿孔的剛性碟 片、及一個膜片密封件。此壓力釋放元件亦可包含—個分 312XP/發明說明書(補件)/97-01/%139132 12 200828711 流動方向上可為凸狀的。此分裂碟 貫貝上徑向的裂縫而彼此分離的複數個瓣 肢此專瓣體被連接至碟片之環形部分，且經由閉鎖托竿 而彼，相抵地支承，以耐受變壓器貯槽之高於内部壓力的 外部壓力。該穿孔的剛性碟片可具備複數個穿透孔，該複 孔被配置成接㈣狀中心，且，該徑㈣裂 係自此處延伸。 膜片在封件可由基於聚四氟乙稀的薄膜所組成。分裂碟 片可包含能夠在徑向方向上於推進期間彼此相抿地支承 的複數個部分。 在-具體例中，壓力釋放元件進一#包含 膜片密封件的碟片，而該禅Η勺Α 丁 J示/i向°哀磲片包含一個預切割薄片。此保 護碟片可由比膜片密封件為厚的聚四氟乙烯薄片所製 成。其切口可以呈一部分圓形之形式。穿孔的剛性碟片可 包含彼此不同的複數個徑向裂縫。 在具體例中，該裝置包含被設置成連接至複數個變壓 器=件的複數個壓力釋放元件。單一的袋體可藉此用以預 防複數個變壓器元件（例如，同一變壓器或複數個變壓器 之變壓器本體貯槽、饋通器、及負載改變器）爆炸。w 該裝置可包含用於偵測斷裂的手段，其係被建置於壓力 釋放元件中，用於偵測貯槽相對於預定的壓力釋放頂板之 魘力。此斷裂偵測手段可包含一條可與壓力釋放元件同時 斷路的電線。此電線可結合至壓力釋放元件（較佳地，位 在與流體相反之一侧上）。此電線可被覆蓋有一保護薄膜。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 13 200828711 此種預防裝置適合於變屢器之主貯槽、負載改變器之貯 槽、及電饋通器貯槽，後者貯槽亦被稱作「油箱」（〇ii box)。電饋通器具有使變壓器之主貯槽與高壓及低壓線路 .(變壓器繞線係經由數個輸出導體而連接至此)相隔離的 ，作用。輸出導體可由含有量之絕緣流體的油箱所圍 繞。饋通器及/或油箱在流體方面通常係獨立於變麗器貯 槽。 此種預防裝置可具備用於偵測變壓器電源電池之跳閘 (计iPPing)的手段、及-個控制櫃，該控制櫃接收由變壓 器感測器手段所傳輸的信號，且能夠傳輸控制信號。 本發明可提供以下裝置之益處，該裝置用於預防低重量 及尺寸之變壓器元件之貯槽爆炸，同時，適合於低功率變 壓器（例如’在電桿上）、及中等功率變壓器（例如，用於 列車之電源）、或極高功率變壓器。 【實施方式】 #藉由研讀多個具體例之詳細描述，將較好地理解本發 明:而該等具體例被用作非限制性實例，且由隨附圖式所 例示。 在圖1中可看出，變壓器包含一個經由支腿4而停置 於底板3上的貯槽2，且藉由饋通器6所圍繞的電線路5 而被供應電力。貯槽2包含本體2a及蓋罩此。 貯槽2填充有冷卻流體7，例如，介電油。如在美國專 利申請案第1 1/473, 339號（其内容被併入本文中）中所說 明，為了保證貯槽2中之冷卻流體7之怪定位準，變壓器 發明說明書(補件)/97_01/96139132 λα 200828711 \可裝備有-個經由—條線路而與貯槽相連通的輔助儲集 為負了心可裝備有-個自動止回閥，該自動止回闕在镇測 到流體之快速移動時可阻塞該線路。因此，在貯槽2之減 虔期間，線路中㈣力突訂降，從而導致藉由自動止回 閥之阻塞*被快速地停止的流體之初始流動。如此可預防 辅助儲集器中所含有的流體7排出。 變壓器1被置放於包含亦為混凝土的底板3及垂直壁的 混凝土掩蔽所8中，藉此形成一個由(例如)混凝土石板9 所關閉的空其中配置有人孔、。變壓器」因此被 置放於-個封閉空間中，其中亦安裝有預防裝置u。 預防I置11包含：一個手動或電動的閥門】2，其係藉 由線路13之車乂短部分而被連接至—個被配置於變壓器貯 才曰2之盍罩2b上的孔：一個壓力釋放元件14，盆較样细 地說明於圖9至12中；—個閥門15，其被置放ς壓㈣ f兀件14之下游；一個剛性線路16，其（例如）係由鋼製 成’且形成-個實質上等於⑽。之角度的彎管，而且在 收斂狀的錐台部分16a及凸緣16b中的下游側上络止。作 為-替代例，可用凸緣來替換闊P1 12。作為—替代例， :用=緣來替換閥門15。f曲的線路16形成—個減壓腔 ^對所穿過之流體設置極低壓降，且藉此用以在壓力釋 :4 14斷裂後即極急劇地且極快速地降低貯槽2中存 ::壓力。預防裝置n進一步包含個被安褒於彎曲線 的Λ ιΓ 撓性軟管17，其具有被連接至凸緣16b 、凸、、彖Ha、及下游的凸緣17b;及，一個裝備有孔口的 312XP/發明說明書(補件)/97·〇1/96139ΐ32 15 200828711 可充氣袋體18，其係藉由被固定至凸緣m的凸緣心 之連接，而被連接至可撓性軟管17。 可撓性軟管17可為環狀，以減少壓破且因此減少該線 .路17之阻塞的風險。可撓性軟管17係有利地由（例如） •基於聚乙烯或聚丙烯之合成材料（視情況，以填充劑來增 強）所製成。 圖1中展不在初始未充氣狀態中的可充氣袋體丨8。在 籲初始狀態中之可充氣袋體18，可含有較小量之空氣或惰 性f體，且/皮摺疊成能夠經受極快速充氣而無任何撕裂或 阻塞之顯著風險。可充氣袋體18可包含合成材料，必要 2，包含具有一層氣密内部層（例如，對乙炔及氫氣為氣 密的）、及至少一層機械強力外部層的多層材料。可設置 第一高拉伸強度外部層（藉此界定充氣狀態中之袋體工8 之形狀）、及第二抗穿孔外部層（以便減少在充氣期間因袋 體所遭遇的物體造成穿孔的風險）。 # 可充氣袋體18可裝備有一個排放閥19，其可移除地連 接至儲集器，以用於可充氣袋體18之放氣及排放。此袋 體18形成一個輕型、經濟的機械可撓性流體限制手段， 其可適應於各種情形、在初始狀態中呈緊密、且為通用 的。可在閥門19之下游設置排放管道19a(參看圖2)。 視情況，如圖1所示，預防裝置1丨包含外盒2〇，其具 備上部殼層20a及下部殼層20b，該兩個殼層在圖i ^斤^ 之初始位置中被疊加地置放，且可在可充氣袋體之充 氣期間分離，該外盒20在初始位置中被關閉。外盒2〇提 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 16 200828711 供袋體18之簡易操縱，同時 然穿孔或收I之π a 免任何變形，且減少偶 環、或傳送卡翻 顯地’外盒2〇可具備手柄、輪、 變壓哭1之定位M有助於其移動及其在底板3上鄰接於 為針。下部殼層咖提供對底板的保護，特別 3突出的混凝土增強件所造成的穿 殼層_亦可二3上之任何銳利元件。下部 ，者/、有較輕構造）可固定㈣體之上 氣期間保持與袋體接觸，且藉此提供m 何元件的保護，例如，針對掩蔽所：： 其令之一者的摩擦或刮擦。 中置保持於如圖1所示之變屡器正常操作狀態，其 衣體18處在初始狀態。閥門12及15打開。壓力釋 放疋件14為完整且被關閉。在變壓器1之貯槽2内部出 現超過壓力釋放元件14之臨限斷裂壓力的壓力時，壓力 釋放兀件14即斷路’藉此提供存在於貯槽2中的流體所 用的通路。該流體在彎曲線路16中散開，藉此首先使貯 :2減壓’接著在可撓性軟管17中及在可充氣袋體18中 政開。可充氣袋體18漸進地填充有流體，以在顯著較大 的最終狀態中佔用最終容積，而充氣狀態中之可充氣袋體 =之高度可能接近於空間10之總高度。可充氣袋體18 藉此將顯著的擴展容積提供至變壓器1之貯槽2。此容積 對於具有自0·1至20 MVA之功率的變壓器可為約J至2 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96139132 17 200828711 ra3，對於具有自i〇至100 MVA之功率的變壓器可為約2 至4 m3,而對於具有自50至1〇〇〇 MVA之功率的蠻懕哭开 為約4至9 m3。 ™ 在充氣期間，進入可充氣袋體18的流體包含一定比例 之液體與氣體，其係視導致產生氣體的變壓器之缺陷而 定，因此為不可預測的。當氣體在變壓器1之貯槽2中的 產生停止時，可充氣袋體18便處在或多或少的充氣狀態 中。因而，建議使變壓器1在停置狀態中持續幾 小時，藉此允許溫度下降且變得較均一。預防裝刀置= 著（例如）便藉由關閉閥門12及15及與其連接件分離，而 與變壓器2相分離。 亦有可能阻塞凸緣m及18a，而凸緣18a具備—個闕 門。在此狀況下，建議首先阻塞閥門13，接著（例如）藉 由可連接至氮紅筒的注射管2卜及/或藉由位在貯槽^ 底部的閥Η 56,自閥門13之下游以惰性氣體（例^氮 d來沖洗，而該閥門56係被連接至裝備有用於連接至惰 性氣體源的快速耦接件32的蟑致qT , 麻ώ m ώ 干的、、泉路31。任何可燃氣體藉此 線路16及自可撓性軟管17被排出，且袋體18 可接耆在入口凸緣18a處被阻塞。在充氣狀態中的袋體 可接者快速且簡易地被輸送遠離變壓器且到戶外中。 -旦在戶夕卜中，貝⑽放存在於袋體中之 操作者中毒的風險），且收 、 .收用於在適當的設施中再循環 或破壞的液相物。或者，亦可破 袋體18中的氣體。 U再㈣存在於可充氣 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96139132 18 200828711 圖2所示之具體例類似於圖1所示之具體例，其中差異 為彎曲線路16不具有收斂部分。袋體18被固定至彎曲線 路16的下游孔口，且被設置成在充氣期間向下分布。精 確的線路展示出袋體18之三個連續充氣位置（分別被標 註為181、182、及183)。可充氣袋體18在其最終狀態 183中停置於底板3上。若在袋體18中存有液體，則大 里液體會停置於底板3上，而不在袋體18與彎曲線路16 之間的連接件（例如，凸緣）上。如此可預防高機械負載被 施加至彎曲線路16上，藉此減輕了機械部分（該負載將經 由遠專機械部分而被傳輸）。 明顯地，此處給出在連續狀態181、182、及183上的 袋體之形狀作為一實例。在低功率缺陷之狀況下，存在於 可充氣袋體中的流體之容積可能相對較小，且充氣可在中 間狀態181中停止。在等效的流體容積下，流體中高比例 的液體趨向於朝向液流而拖動袋體之底部。但，在變壓器 ❿財槽之上部部分中所出現的高功率缺陷，將趨向於產生具 有低比例之液體的大量流體，從而導致可顯示與狀態183 極為不同的形狀的袋體18之強力充氣。 圖3所示之具體例類似於圖2所示之具體例，其中差異 為彎曲線路16具有約90。的角度。袋體18被連接至彎曲 線路16之出口孔口，而該出口孔口具有實質上為水平或 .略微向下傾斜的軸線。在充氣期間，可充氣袋體18開始 =著出口孔口之軸線而延伸，接著在存在於該袋體中之大 量液體的效應下向下變形。 312XP/發明說明書(補件)/97_〇1/96139132 19 200828711 A =所不之具體例類似於圖1所示之具體例，其中差里 為可撓性軟管17之底部末端被連接至線路22之入q :線路22可為剛性(例如，由鋼製成)且為彎曲的 =口孔口指向上方。線路22可經由支撐物23而停置於 &反3上。袋體18被安裝於線路22之出口孔口上。可為 設置分別與線路22及與底板18成一體式的凸緣 閥門26亦可被置放於凸緣24與25之間。袋體 之，凸緣25相反的—端係藉由支樓物27(例如，錯定於 杳蔽所8之垂直壁上的托架）而緊扣於頂部處。此替代例 在為了進出文壓器丨而必須移除石才反9之狀況下為有利 勺在可榼向地進出之狀況下，可將支撐物27錨定於石 板9上。袋體18可具備一個卡鉤部分28，例如，一個位 在支撐物27上的環。圖3中展示在充氣狀態中的袋體18。 在初始狀態中，袋體18在其由凸緣25所形成的入口末端 舁卡鉤邛分28之間伸長。如此使其特別易於讓袋體丨8充 氣，且導致比在前述具體例中甚至更低的壓降。此外，袋 體18係藉由兩個末端而被適當地緊固，而且，在充氣後 所呈現的形狀被較好地控制。此具體例在必須將袋體置放 成接近於易碎設備（必須不被袋體18之充氣所干擾）的狀 況下，係特別有利的。 圖5所示之具體例類似於圖2所示之具體例，其中差異 為預防裝置缺少了彎曲線路。筆直的線路29之較短部分 被置放於凸緣15之下游。圍繞著筆直線路29而安裝有一 個籃筐30,以用於支撐袋體18。籃筐30具有環形的底部， 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 20 200828711 2置放成圍繞著線路29(略微在下游）且在惰性氣體注 飧=21上方。藍S 3〇具有一個上部末端’其延伸超出 趵且略微彎曲，以便在充氣期間將袋體18之擴展定 -向於《壓器2之上壁2b外部、且與饋通器6相對立。 , 圖5中展示在褶皺狀態中的可充氣袋體18，且其包含 一個，固定至線路29之自由端的末端、及接近於凸緣15 而被女衣於線路29中的相反末端。在初始狀態中，可充 氣袋體18具有許多褶敵’而該等摺敵係被配置於存在於 _ 29與籃筐3〇之間的空間中。在充氣期間，在壓力釋 2兀件14斷裂後，袋體18之末端自線路29的内部被排 f H i t 3 〇㈣’從而導致在線路2 9外部被 I裝於籃筐30之環形空間中的袋體18之摺敏之漸進伸 展。歸因於籃值30之上部末端之傾斜，袋體18之分布在 充乳後即被定向於變廢器之上部表面外部，使得可充氣袋 體18可在充氣狀態中鄰接於變壓器1而停置於底板上。、 ^此和變壓器1之貯槽2裝備有-條惰性氣體注射線路 1 ’其㈣放至貯槽2之底部’且在其相反端處裝備有一 個快速純件，用以連接至惰性氣體（例如，氮氣）紅筒 33 ’而該缸筒33亦具備—個互補的快速麵接件^。 圖6所示之具體例類似於前述具體例，其中差異為將 f 18鄰接於籃望30之底部而固定至線路29，而非如先 =般固定至線路29之自由端。展示出在充氣期間之可充 氣袋體18。可觀測到，袋體18之主容積已位在㈣器工 之垂面外部。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 21 200828711 圖7所示之具體例類似於圖5及6所示之具體例，其中 差異為變壓器1停置於被固定至底板的支撐物35(例如， 電桿36或塔）及懸掛於電桿36上的托架37上。因此，變 •壓器1被置放成在地面上方的較高處（通常在3公尺與1〇 -公尺之間的高度處）。壓力釋放元件14被安裝於一個沿著 向下軸線而形成於變壓器i之貯槽2之底部2c上的孔 中。校準壓力釋放元件14之斷裂壓力，而考慮到由存在 _於貯槽中的流體所施加的壓力。可充氣袋體18被置放於 下游且接近於壓力釋放元件14,且被設置用於向下擴展 的充氣。 ' 此具體例具有極低操作成本、及自外部可見到可充氣袋 體18之充氣的優點，從而設置特別簡單的目視檢測。可 充氣袋體18具有在通常歸因於電力故障的過多壓力的狀 況下收集存在於貯槽2中的流體、及指示該故障的雙重功 能。當袋體18藉由緊扣至貯槽2而必須耐受大量液體時， 籲袋體18之壁的機械強度亦在袋體18大量 程度上比在其他具體例中為高。 在圖8所示之具體例中，變壓器2進一步裝備有一個提 供額外安全性的火災偵測器4G、及—個亦提供額外減壓 (特別對於低功率缺陷及在擴散之狀況下）的壓力釋放閥 門4卜壓力釋放元件14被置放於一條具有實質上水平轴 、、泉的、.泉路13中’且接近於上部末端而被安裝於變壓器之 垂直壁上。 減壓腔室42被安裝於斷裂碟片14之下游而與其相距極 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96139132 200828711 短距離之處，且具有較大内徑，以提供特別低的壓降，且 允許1之貯槽2中之壓力的快速降低。減麈腔室 =具有切壓力釋放元件14之直徑的直徑。藉由直徑比 減姿腔至42之直徑為小的線路44，將具有（例如）在μ 16m ,間的較大容積的收集儲集器铛連接於減壓腔室π =下游。儲集器43為剛性型式（例如，由板型金屬所製 成)’且可裝備有類似於壓力釋放„ 41㈣力釋 4b 0 1之二=斤示之具體例中，藉由裝傷有手動或電動類型 〇闕門56的固饥線路3卜將變壓器1之貯槽2連接至 十“生氣體缸筒33。閥門56可為手動的，申請人已發現， ===Μ跳間之後持續較長時間來注射氮氣，以 ^諸：：氣或乙炔之類的氣體，而該等氣體在空氣中 =氣乳的十月況下係可自燃。可在斷裂元件“跳閉之後 的右=、時或甚至若干天，打開用以排出變壓器」之貯槽 2中之惰性氣體的閥門56。另一優點在於：變壓器 3接著實質上下降至周圍溫度’從而減少在與周圍空 二偶然接Γ狀況下點火之風險，且減少燒傷操作者之風 連置接二包含另一惰性氣體紅筒46，其係藉由線 路4 7而被連接至儲隼哭4 q，,、, 441* ϊ丄 之可燃氣趙。43 «排出存^儲集器43中 集為:43之下游，線路48被設置成裝備有-個手動 :: = ΓΓ 一個壓力計5°，且經由快速連接器51 〜止於與圖1所示之可充氣袋體相同類型的可充氣袋 312χΡ/發明說明書(補件)/97-01/96139132 23 200828711 體18。 在壓力釋放元件14於變壓器】 時，貯槽2中的屢力即下降 / =故1^後的跳間 過麗力釋放元件14,且在減^ ^ 之嘴射流穿 見在減壓腔室42中散開，接荃 收集儲集器43而流至線路44巾 者朝向 門52為打開的。良路44中。在正常操作條件中’闕 4?嫩元件14跳閑之後’便注射惰性氣體以沖洗 广1之貯槽2之底部。接著，將由介電油之分解所引 ，且於塞於貯槽2中的氣體，移除至收集儲集器43。可 儲iT svv9的同時，執行惰性氣體沖洗。存在於收集 储木益43中的可燃氣體接著經由線路48而被排出，且在 可充氣衣扭18中被回收’而該可充氣袋體i 8接著便自初 始未充氣狀態轉變至最終充氣狀態。一旦達到預定的最大 Μ力（在壓力計50上可見）’則氣體沖洗可被中斷，且闕 門49被關閉。然後，操作者可分離（例如）自阻塞型的快 速連接器5卜且移除在充氣狀態中之可充氣袋體18。被 連接至收集儲集器43之上部末端的線路48(流體穿過此 =路48)基本上含有氣體。因此，在充氣狀態中之可充氣 衣體18的重量，接近於在初始狀態中之同一袋體18的重 =«1因此，一或兩個操作者可簡易地移動在充氣狀態中之 袋體18，且例如，將袋體18輸送至戶外，以按順序淨化 其袋體中之氣體，且將袋體恢復至其初始狀態，必要時， 重複淨化操作’且完全淨化收集儲集器43。 可藉此使用輕型的可充氣袋體18,而自被置放於相對 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96139132 24 200828711 地不可進出的建築物 集器，來淨化潛在的風險㈣器及收集儲 18可由軋體而该輕型的可充氣袋體 "由或兩個操作者手動地傳 或由任何輕型、緊资 次甚至由手推車 集儲集器43中之二的操縱手段來傳送。存在於收 轉移至行動儲集器來淨Γ: ’可精由未圖示之底部闕門而 ==測器40亦可在火災之狀況下引致注射氮氣。 卢線HI種預时置亦適合於（例如）藉由在圖2中由 :路5二:V3來緊固含有介電油的饋通器6,而該 Λ 備有—㈣力釋放元件U且排放至彎曲線路 :。一個低位的改變器54(其為變壓器i之―部分）亦 ^由ί圖2士中由虛線所示之線路55(其亦裝備有一壓力 兀件）而裝備有一個預防裝置。 士圖9至12所不’斷裂元件j 4為凸狀圓形形狀且被 設置成安裝於緊密地固持於兩個碟片形凸緣63、64之間 :貯槽2之出口孔口 (未圖示)上。釋放元件14包含一個 薄孟屬心（其（例如）係由不鏽鋼、鋁或鋁合金製成）形式的 固持部分65。固持部分65之厚度可在〇 〇5mm與〇 25咖 之間。 口持邛刀6 5具備將其分割成若干部分的徑向凹槽6 6。 在固持部分65之厚度中挖掘此等徑向凹槽66，使得，藉 由在其中心處且在無任何破碎的情況下撕裂此固持部分 65而出現斷裂，以預防釋放元件14之碎片在有損壞下游 線路之風險的情況下，被穿過釋放元件14的流體撕掉及 312XP/發明說明書(補件)/97_01/96139132 25 200828711 移動。 寺Ρτ? 65具備接近於中心而在每一 =直徑=穿透㈣。換言之，以六邊形= 此等孔67形成初始的低強度撕裂，且仵π# =於固持部分65之中心處。每一凹槽66二: 而同日士地开 1 成/確保凹槽66將藉由提供最大可能流動通路 六，^或刀可^作為一替代例，凹槽66之數目可能不是 戶、80 了1 °在母一凹槽66上設置若干個孔67。密封塗 層80可以阻塞此等孔67。 乂 =藉由諸孔67之直徑及位置、凹槽66之深度、 =固持部分65的材料之厚度及組合物，來判定釋放元 服裂壓力。較佳地，在固持部分65之整個厚度上 =此4凹槽66。固持部分65之其餘部分可具有怔^的 兩個鄰近的凹槽66形成一個三角形 在斷裂期間，俜蕤由哚力β7 59 的m碰係错由邊孔67之間的材料之撕裂而與鄰近 :二角形刀離’且藉由摺疊而於下游處變形。三角形69 ΐ = ::f :二避免易於損壞下游線路或阻礙下游線路 上^、亥等二角形69之取出’藉此增加壓降且減缓 上游侧減昼。凹槽66之數目亦視固持元件"之直徑而定。 凸緣63之下游的凸緣64被鑽有一個徑向孔， /、中置放有-個保護管71。斷裂制器包含—條電線 :2、’it固定至下游側上之固持部分65，且被配置於-個迴路中。電線72延伸至保護f 71中，直至連接箱73。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 26 200828711 :Γ2一實二上沿著固持元件14之整個直徑而延伸，而使 电線之4分72a被置放於凹槽66之與該凹槽66平 一側上’而電線之另-部分72b則徑向地被置放於同—凹 二66二與該凹槽66平行的另一側上。此兩個電線部分 广b之間的距離較短。此距離可比兩個孔π之間的 取大距離為短，使得電線72在此等孔67之間穿過。 電線72塗覆有保護薄膜，用以預防其純 至固持部分65之下游側。選擇此薄膜之組合物 力。此薄膜可由脆化的聚_ 成畊衣兀件之脹裂必定導致電線72之切割。可葬由 :斷穿過電線72的電之流動、或由電線72之兩㈣的 壓是，而極簡單且可靠地偵測此切割。 斷裂το件14，亦包含一個增強部分74，其係以金屬紗（例 如’由不鏽鋼、銘、或銘合金所製成）之形式而被置放於 凸緣63與64之間。增強部分74之厚度可在〇 2咖 mm之間。 /、 、增強部分74包含複數個瓣體（例如，五個），其係由形 成於其正個厚度上的徑向凹槽75所分離。此等瓣體被連 接至個ί衣形外部邊緣，而一個圓孤中的凹槽Μ被形成 於每一，瓣體之整個厚度上（除了接近於鄰近瓣體的部分之 外），藉此賦予該等瓣體軸向變形之能力。該等瓣體其中 之一者（例如）藉由熔接而被連接至一個中心多邊形77。 此多邊形77關諸瓣體之巾^，且相抵支承於被固定至 ’、他瓣粗且相對於該等瓣體而轴向偏移的卡鉤78，使 312ΧΡ/翻說明書(補件)/5)741/96139132 27 200828711 得多邊形77被軸向地配置於瓣體與對應的卡鉤78之間。 多邊形77可與卡鉤78之底部相接觸，而軸向地相抵支 承。增強部分74提供在一個方向上之較好的軸向強度、 及在另一方向（即，斷裂元件14之脹裂方向）上之較低的 軸向強度。當變壓器丨之貯槽2中的壓力低於減壓腔室 16之壓力時（其可能在部分真空被產生於貯槽2中以用於 填充變壓器1之情況下出現），增強部分74便特別有用。 在固持部分65與增強部分74之間，可置放一個密封部 f N，其包含（例如）基於聚四氟乙烯的氣密合成材料的 薄膜80，而該薄膜80在每一侧上係由預切割的合成材料 之厚膜81所圍繞，從而避免薄膜80被固持部分65及增 強部分74所穿孔。每一厚膜81可包含（例如）基於聚四氣 ^烯的合成材料，其具有約〇1咖至〇 3觸之厚度。厚 膜81可/σ著約330之圓弧而被預切割。薄膜8〇可具有 約0. 005 mm至〇· 1 _之厚度。 ^ 斷裂元件14提供在一方向上之較好耐壓性、在另一方 向上之校準耐壓性、極好氣密性、及低脹裂慣性。 為了改良緊密性，斷裂元件14可包含一個被置放於凸 緣63與固持部分65之間的塾圈82、及一個被置放於凸 4與增強部分74之間的墊圈83。墊圈82及83可由 基於聚四氟乙烯的材料所製成。 此外，可设置用於冷卻預防裝置中之流體的手段。此種 令部手段可包含在線路17及/或儲㈣18上的散敎片、 用於儲集^ 18的環餘料元、及氣體儲備物 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 28 200828711 (例如，氮氣），其可被擴散以冷卻儲华哭18。 ^種保護純特_合於被置放於 下礦山、随道、構造底土、公路或高速 建^^ •變㈣。此種保護系統在正常操作狀態中具有極tr寸 且在跳閘之後，可藉由移除 J尺寸 被簡易地恢復至操作狀態。間易傳运的可充氣袋體，而 ㈣接至Μ力釋放元件之感測器的控制單元 接至輔助感測器（諸如，火災偵測器、蒸汽感測巴= 爾茨(BUChh〇1Z))、及電源電池跳閉感測器;，：便在心 預防系統故障的狀況下起動滅火。 更在爆炸 本發明提供預防變壓器元件（特別為貯槽、饋通哭、負 爆炸之益處’該變壓器元件可被安裝於 路有=修改的現有變壓器上’其可極快速地债測絕緣斷 二時起作用，以限制其衝擊(且特別在受限 起的^ 如此可預防油貯槽爆炸及該爆炸可能引 且盤工。顯著地減少了歸因於短路所造成的損壞’ 成乎可完全避免污染。因為變壓器之爆炸可確信當發生 Γ限制的位置中時為災難性的，所以，針對受限制建i 物所設計的預防系統之存在，確信極為有益。 【圖式簡單說明】 器=意為圖本發明-具體例之裝備有火災預防裝置的變壓 抑圖2為本發明—具體例之裝備有火災預防裝置的變壓 态之示意圖。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 29 200828711 圖 器之示意為圖本發明一具體例之裝備有火災預防裝置的 變壓 圖4為本發明 益之不意圖。 體例之裝備有火災預防裝置的 口圖—5 4本發明_具體例之裝備有火災預防裝置的變壓 器之示意圖。 圖6展示圖5所布署的預防裝置。 圖7為本發明一具體例之裝備有火災預防裝置的變壓 器之示意圖。 圖8為本發明-具體例之裝備有火災預防裝置的變壓 裔之不意圖。 圖9為斷裂元件之剖面圖。 圖10為圖9之部分放大圖。 圖11為對應於圖9之平面圖。 圖12為對應於圖9之底視圖。 •【主要元件符號說明】 1 變壓器 2 貯槽 2a 本體 2b 蓋罩 2c 底部 3 底板 4 支腿 5 電線路 312XP/發明說明書(補件)/97_01/96139132 30 200828711 6 饋通器 7 冷卻流體 8 掩蔽所 9 石板 9a 人孔 10 空間 11 預防裝置 12 (手動或電動）閥門 ⑩13 線路 14 壓力（釋放）元件；斷裂碟片；斷裂元件；固持元件 15 閥門 16 (剛性、彎曲）線路 16a 錐台部分 16b 凸緣 17 可撓性軟管；線路 φ 17a 凸緣 17b 凸緣 18 (可充氣）袋體；儲集器 18a 凸緣 19 排放閥 19a 排放管道 ‘ 20 外盒 • 20a 上部殼層 20b 下部殼層 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 31 200828711
21 注射管；注射通道 22 線路 23 支撐物 24 凸緣 25 凸緣 26 閥門 27 支撐物 28 卡鉤部分 29 線路 30 籃筐 31 線路 32 快速耦接件 33 缸筒 34 快速搞接件 35 支撐物 36 電桿 37 托架 40 火災偵測器 41 壓力釋放闕門 42 減壓腔室 43 (收集）儲集器 44 線路 45 (壓力釋放）閥門 46 (惰性氣體）缸筒 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 200828711 47 線路 48 線路 49 (手動或電動）閥門 50 壓力計 51 快速連接器 52 閥門 53 線路 54 改變器 55 線路 56 閥門 63 凸緣 64 凸緣 65 固持部分 66 (徑向）凹槽 67 孔 69 三角形 71 保護管 72 電線 72a (電線）部分 72b (電線）部分 73 連接箱 74 增強部分 75 (徑向）凹槽 76 (圓弧）凹槽 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96139132 33 200828711 77 多邊形 78 卡鉤 79 密封部分 80 密封塗層；薄膜 81 厚膜 ^ 82 墊圈 83 墊圈 181 充氣位置（狀態） • 182 充氣位置（狀態） 183 充氣位置（狀態）
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