一种油电分离的变压器继电器及其复位方法与流程

一种油电分离的变压器继电器及其复位方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种油电分离的变压器继电器及其复位方法。
3.

背景技术：

4.变压器继电器是油浸式变压器上的重要安全保护装置，它安装在变压器箱盖与储油柜的联管上，在变压器内部故障产生的气体或油流作用下接通信号或跳闸回路，使有关装置发出警报信号或使变压器从电网中切除，达到保护变压器的作用。
5.变压器继电器通过干簧管的接通与否来发出故障信号，现有的变压器继电器，干簧管与挡板位于同一空间，因此继电器使用过程中，干簧管被浸泡在变压器油中，如此布置存在如下缺陷：1、干簧管引脚暴露在油中，容易因绝缘下降而造成误动，而且容易使干簧管引脚的裸露处形成碳小桥，碳小桥的形成会导致干簧管的爬电距离不够，甚至发生碳小桥击穿的情况，影响干簧管的正常使用，给变压器带来相当的安全隐患，特别是将气体继电器用于有载开关切换油室时，无论油中熄弧还是真空熄弧，切换后均会产生碳，轻质碳进入气体继电器，干簧管的玻璃热熔管脚等电气回路更容易受到污染，导致气体继电器误动，而浸泡在油中的干簧管要承受
±
0.1mpa的压力，容易破碎；2、对干簧管检修维护时，要将变压器油路切断才能拆除油流速动继电器，破坏了变压器的整体密封性，变压器油全部要重新处理，非常不方便；3、现有的探针复位机构，使过油腔无法完全密封，存在漏油的风险；4、现有变压器继电器的气体积气区域与油流经过区域是固定的，即气体积气区域必须位于挡板上方，如此在安装变压器继电器时，必须注意保证两者之间的位置关系，但在实际使用中，给变压器继电器预留的安装空间可能无法满足该要求，此时就需要设置其他结构来辅助安装，或者更换适合安装空间的变压器继电器，使得安装工作非常麻烦，另一方面，气体积气区域的紊流对油流具有很大的影响，从而会影响变压器继电器的精度；5、对干簧管检修维护时，要将变压器油路切断才能拆除变压器继电器，破坏了变压器的整体密封性，变压器油全部要重新处理，非常不方便。


技术实现要素：

6.本发明提出一种油电分离的变压器继电器及其复位方法，使用过程中第一干簧管不与油接触，从而避免第一干簧管发生绝缘下降、形成碳小桥的情况，且在对第一干簧管维护时，无需切断变压器油路。
7.本发明通过以下技术方案实现：一种油电分离的变压器继电器，包括过油腔、电气腔、挡板、板磁铁、第一过渡磁铁和第一干簧管，电气腔与过油腔独立布置且电气腔位于过油腔下端，过油腔具有进油口和出油口，挡板可转动地设置在过油腔内，板磁铁设置在挡板上，第一干簧管水平设置在电气
腔内，第一过渡磁铁设置在过油腔与电气腔之间，挡板在油流作用下转动，使板磁铁由正常位行至故障位，第一过渡磁铁靠近故障位且与第一干簧管的动作部位对应，当板磁铁位于故障位时，第一过渡磁铁被磁化以具有磁性，当板磁铁位于正常位时，第一过渡磁铁磁性消失。
8.进一步的，还包括设置在过油腔上端且与过油腔连通的储气腔和竖直间隔设置在储气腔外侧的多个霍尔液位传感器，储气腔与电气腔独立布置，霍尔液位传感器用于检测储气腔内油的液位，并在相应液位时发出信号。
9.进一步的，还包括设置在过油腔上端且与过油腔连通的储气腔、竖直间隔设置在储气腔外侧的多个第二干簧管、竖直设置在储气腔内侧的导向机构、设置在储气腔内的漂浮块和设置在漂浮块内的液位磁铁，导向机构具有竖直轨道，漂浮块随储气腔内液位变化而在轨道内上下移动，以检测储气腔内油的液位，并在相应液位时发出信号。
10.进一步的，还包括储气腔和连通管，所述过油腔的至少两个未设置进油口和出油口的不同面上均设置有可封闭的第一通孔，储气腔底部设置有可封闭的第二通孔，储气腔通过连通管与第二、三通孔的配合与过油腔连通，且位于过油腔上部。
11.进一步的，还包括设置在过油腔端部的复位腔和设置在过油腔内的加强磁铁，复位腔内设置有电磁铁，所述板磁铁位于故障位时，分别将过渡磁铁和加强磁铁磁化，并被磁化后的加强磁铁吸附，复位时，电磁铁通电，将板磁铁由故障位吸附或者排斥推回至正常位。
12.进一步的，所述过渡磁铁包括向上延伸至过油腔内的竖直部，所述板磁铁位于故障位时，将过渡磁铁和加强磁铁磁化，板磁铁两个不同的面分别被磁化后的竖直部和加强磁铁吸附。
13.进一步的，还包括调节机构，所述过油腔内设置有支架，所述挡板上端通过转动机构可转动地设置在支架上，所述挡板下端向进油口方向倾斜，所述正常位靠近进油口，所述故障位远离进油口；所述挡板包括承受油流冲击的油流板和设置在油流板下端的第一斜板，所述板磁铁设置在第一斜板后端，所述转动机构包括设置在支架上的转动轴、设置在油流板两侧上端且向后延伸的两第二斜板，两第二斜板可转动地设置在转动轴上；调节机构包括设置在一第二斜板后端的调节板、设置在调节板上且与调节板延伸方向相同的条形孔、分别设置在条形孔两侧的导向板、穿过条形孔且可随着油流板的转动而在条形孔内移动的调节杆、以及下端设置在调节杆上、上端伸出壳体的弹簧杆。
14.本发明还通过以下技术方案实现：基于如上任一所述的油电分离的变压器继电器的复位方法，复位时，电磁铁通电，产生大于加强磁铁的磁力，将板磁铁由故障位吸附或者排斥推回至正常位。
15.本发明还通过以下技术方案实现：一种油电分离的变压器继电器，包括过油腔、电气腔、挡板、板磁铁和第一干簧管，电气腔与过油腔水平排布且独立布置，过油腔具有进油口和出油口，挡板可转动地设置在过油腔内，板磁铁设置在挡板上，第一干簧管竖直设置在电气腔内，挡板在油流作用下转动，使板磁铁由正常位行至故障位，当板磁铁位于故障位时，第一干簧管被板磁铁影响而动作。
16.进一步的，所述电气腔内竖直间隔设置有多个所述第一干簧管，所述过油腔内设
置有自保持磁铁，自保持磁铁设置在所述故障位以在板磁铁位于故障位时，吸附住板磁铁。
17.本发明具有如下有益效果：1、当变压器发生故障时，油流从进油口进入过油腔，并从出油口离开过油腔，在此过程中，挡板在油流作用下转动，使板磁铁由正常位行至故障位，板磁铁位于故障位使得第一过渡磁铁具有磁性，第一干簧管则被第一过渡磁铁的磁力影响而动作，因过流腔与电气腔是相互独立的两个腔室，设置在电气腔内的第一干簧管无论何时都不会与油有接触，从而避免了现有技术中第一干簧管引脚因浸泡在油中而出现的绝缘下降、形成碳小桥和第一干簧管破碎的情况，保证第一干簧管的灵敏度和使用寿命；当需要对第一干簧管检修维护时，因油流未流经电气腔，因此无需切断变压器油路，仅需打开电气腔即可，维护方便，也避免了破坏变压器的整体密封性；电气腔位于过油腔下方，在下雨等恶劣天气下，能够避免电气腔发生进水而导致电气元件损坏的情况，从而延长油流速动继电器的使用寿命，但电气腔设置在过油腔下方，使得第一干簧管与板磁铁之间的距离变大，这可能导致板磁铁的磁力到达第一干簧管时已经变弱，从而从而导致第一干簧管无法正常动作，因此在隔板中设置第一过渡磁铁，板磁铁位于故障位后，第一过渡磁铁被板磁铁磁化而具有磁性，该磁性保证第一干簧管能够及时动作，从而保证油流速动继电器的正常使用。
18.2、变压器故障时产生气体，当气体量较少时，由过油腔上升至储气腔内，从而使储气腔内油的液位下降，第一感应机构可检测储气腔内油的液位，并在相应液位时发出信号，第一感应机构可以是竖直间隔设置在储气腔外侧的多个霍尔液位传感器，也可以是竖直间隔设置在储气腔外侧的多个第二干簧管和设置在储气腔内的液位磁铁，即将所有电气元件均设置在储气腔外侧，从而使电气元件在工作过程中不会与油接触。
19.3、过油腔的至少两个未设置进油口和出油口的不同面上均设置有可封闭的第一通孔，安装时，根据具体安装环境，首先安装好过油腔，再选择位于过油腔上端面的第一通孔，通过连通管将该第一通孔和储气腔底部的第二通孔进行连通，从而使储气腔位于过油腔上方，保证气体继电器能够正常工作，因设置有多个第一通孔，故适应于多种不同的安装环境，操作也更为方便，安装效率也高。
20.4、板磁铁在故障位时，应被磁化后的过渡磁铁吸附，但因过渡磁铁是设置在过油腔与电气腔之间，受安装位置的限制，过渡磁铁磁性可能不够大，这会导致板磁铁在变压器故障并未解决的情况下又恢复至正常位，板磁铁至正常位后，第一干簧管却不再发出信号，最终可能引发更为严重的后果，因此在过油腔内设置加强磁铁，板磁铁在故障位时，也将加强磁铁磁化，加强磁铁在过油腔内的安装空间不会被限制，从而可保证其被磁化后磁力足够吸附板磁铁，进而避免上述板磁铁自己恢复至正常位的情况，当故障清除，板磁铁可以复位时，使电磁铁通电，电磁铁产生大于加强磁铁的磁力，将板磁铁由故障位吸附至正常位，如此能够使过油腔完全密封，从而杜绝过油腔发生漏油的情况。
21.5、过渡磁铁包括向上延伸至过油腔内的竖直部，板磁铁位于故障位时，一个侧面和远离进油口的一端面分别被磁化后的竖直部和加强磁铁吸附，能够更好地保证板磁铁不会在变压器故障未解决的情况下复位至正常位。
22.6、在使用时，可根据实际工况中油流速度的大小，通过调节机构调整挡板的倾斜度，以使挡板被推动的力减小或者增大，从而提高油流速动继电器的通用性，本发明中，弹簧杆上端伸出壳体，因此在外部即可进行调节，方便快速。
23.7、过油腔与电气腔相互独立且水平排布，第一干簧管则竖直设置在电气腔内，如此除了使第一干簧管不会与油接触外，通过将隔板做薄、将板磁铁靠近第一干簧管布置，能够保证板磁铁在故障位时使第一干簧管动作，从而使板磁铁直接驱动第一干簧管，结构更为简单。
24.8、对于某些注重防误动的场合，需要在多个第一干簧管依次发出信号的情况下，油流速动继电器才能进行保护动作，因此在电气腔内竖直间隔设置多个第一干簧管，板磁铁由正常位行至故障位的过程中，第一干簧管将因依次受到板磁铁的影响而逐级动作，从而满足防误动的要求，在过油腔内设置自保持磁铁，当板磁铁位于故障位时，吸附住板磁铁，从而使板磁铁实现自保持。
附图说明
25.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
26.图1-1为本发明实施例一板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
27.图1-2为本发明实施例一板磁铁位于故障位的剖视结构示意图。
28.图2为本发明实施例二板磁铁位于故障位的剖视结构示意图。
29.图3-1为本发明实施例三板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
30.图3-2为本发明实施例三板磁铁位于故障位的剖视结构示意图。
31.图3-3为本发明实施例三过油腔和电气腔的结构示意图。
32.图4为本发明实施例四板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
33.图5-1为本发明实施例五板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
34.图5-2为本发明实施例五板磁铁位于故障位的剖视结构示意图。
35.图6-1为本发明实施例六板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
36.图6-2为本发明实施例六导向板的结构示意图。
37.图6-3为图6-2的俯视结构示意图。
38.图7-1为本发明实施例七的结构示意图。
39.图7-2为本发明实施例七板磁铁位于正常位的剖视结构示意图。
40.图7-3为本发明实施例七板磁铁位于故障位的剖视结构示意图。
41.其中，1、壳体；11、第三通孔；2、隔板；21、弧形轨道；3、过油腔；31、进油口；32、出油口；33、支架；34、转动轴；35、第二斜板；36、自保持磁铁；37、加强磁铁；38、顶板；39、第一通孔；310、第一延伸管；4、电气腔；51、油流板；52、第一斜板；6、板磁铁；7、第一过渡磁铁；71、矩形部；72、竖直部；8、第一干簧管；9、复位腔；91、电磁铁；101、调节板；102、条形孔；103、导向板；104、调节杆；105、弹簧杆；110、储气腔；1101、注气口；1102、霍尔液位传感器；1103、第二干簧管；1104、漂浮块；1105、液位磁铁；1106、导向板；1107、l型板；1108、缓冲垫；1109、第二通孔；1110、第二延伸管；111、连通管；112、法兰。
42.图中箭头所示为油流方向。
具体实施方式
43.实施例一：如图1-1和图1-2所示，油电分离的变压器继电器包括壳体1、隔板2、挡板、板磁铁
6、第一过渡磁铁7、加强磁铁37、复位腔9、电磁铁91、第一干簧管8、支架33、转动机构和调节机构，壳体1和隔板2均由磁性信号能够穿透的板材制成，隔板2将壳体1分隔成独立的过油腔3和电气腔4，过油腔3和电气腔4竖直排布，电气腔4位于过油腔3下端，过油腔3具有进油口31和出油口32，壳体1上设置有分别与进油口31和出油口32连通的第三通孔11，挡板上端通过转动机构可转动地设置在过油腔3内，板磁铁6设置在挡板下部，加强磁铁37通过粘贴方式设置在过油腔3底部。第一干簧管8水平设置在电气腔4内，隔板2内开设有安装隔板槽，第一过渡磁铁7可通过粘贴等方式布置在安装槽内，需保证该安装槽不与电气腔4连通。与第一过渡磁铁7相比，加强磁铁37的位置离进油口31更远一些。挡板在油流作用下转动，使板磁铁6由正常位行至故障位，第一过渡磁铁7靠近故障位且与第一干簧管8的动作部位对应，第一干簧管8的动作部位即为其内部干簧片在外部磁场作用下动作的部位，为现有技术，当板磁铁6位于故障位时，分别将第一过渡磁铁7和加强磁铁37磁化，第一过渡磁铁7使第一干簧管8动作，加强磁铁37则吸附住板磁铁6，板磁铁6复位后，第一过渡磁铁7和加强磁铁37的磁性均消失。板磁铁6为长度足够的长方体磁铁，以保证能够磁化第一过渡磁铁，从而保证第一干簧管的正常动作。安装时，连接在变压器箱盖与储油柜之间的连管插入壳体1上的第三通孔11内，以与进油口31和出油口32连通。
44.在本实施例中，复位腔9设置在壳体1外侧，且位于过油腔3后方，即靠近出油口32，复位腔9设置在壳体1外侧的具体结构为现有技术，电磁铁91则设置在复位腔9内，其可通过螺栓或者其他结构固定，具体固定结构为现有技术。复位时，电磁铁91通电，将板磁铁由故障位排斥推回至正常位。在另一实施例中，也可将复位腔设置在过油腔3前方，复位时，电磁铁通电，将板磁铁6由故障位吸附至正常位。使电磁铁具有与板磁铁6相斥或者相吸的磁力的过程，为现有技术。
45.过油腔3内设置有支架33，支架33为间隔布置的两支板，支板上端设置在壳体1顶部，挡板包括承受油流冲击的油流板51和设置在油流板51下端的第一斜板52，板磁铁6设置在第一斜板52后端，转动机构包括设置在两支板上的转动轴34、设置在油流板51两侧上端且向后延伸的两第二斜板35，两第二斜板35可转动地设置在转动轴34上，挡板下端向进油口31方向倾斜，正常位靠近进油口31，故障位远离进油口31，在本实施例中，当板磁铁6位于故障位时，靠近出油口32的一端被加强磁铁37吸附，为了保证板磁铁6与加强磁铁37的接触面最大，加强磁铁37具有与板磁铁6位于故障位时相同的倾斜角度。其中，转动轴34的具体安装结构为现有技术。
46.调节机构包括设置在一个第二斜板35后端的调节板101、设置在调节板101上且与调节板101延伸方向相同的条形孔102、分别设置在条形孔102两侧的导向板103、穿过条形孔102布置且可随着油流板51的转动而在条形孔102内移动的调节杆104、以及下端设置在调节杆104上、上端伸出壳体1的弹簧杆105，调节杆104的具体安装结构为现有技术。弹簧杆105的具体结构为现有技术。
47.在本实施例中，壳体1与隔板2均由铝合金材料制成。第一过渡磁铁7由软铁制成。
48.实施例二：本实施例与实施例一的不同之处在于：如图2所示，第一过渡磁铁7包括位于隔板2内的矩形部71和设置在矩形部71上且向上延伸至过油腔3内的竖直部72，当板磁铁6位于故障位时，将第一过渡磁铁7和加强磁铁
37磁化，板磁铁6的两个不同的面则分别被竖直部72和加强磁铁37吸附。这两个不同的面可以是除了靠近进油口31的任一两个面，只要不影响板磁铁6复位就可以。在本实施例中，竖直部72吸附板磁铁6的一个侧面，加强磁铁37则吸附板磁铁6靠近出油口32的面。
49.本实施例其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。
50.实施例三：本实施例与实施例一的不同之处在于：如图3-1、图3-2和图3-3（图3-3仅为了显示出过油腔3和电气腔4水平排布的位置关系，故壳体仅简单示意）所示，油流分离的油流速动继电器包括壳体1、隔板2、挡板、板磁铁6和第一干簧管8，壳体1和隔板2均由磁性信号能够穿透的板材制成，隔板2将壳体1分隔成独立的过油腔3和电气腔4，过油腔3与电气腔4水平排布，过油腔3具有进油口31和出油口32，从图3-2中所示的出油口32方向看去，电气腔4位于过油腔3左方，挡板可转动地设置在过油腔3内，板磁铁6设置在挡板上，第一干簧管8竖直设置在电气腔4内，挡板在油流作用下转动，使板磁铁6由正常位行至故障位，当板磁铁6位于故障位时，第一干簧管8被板磁铁6影响而动作。板磁铁6为磁力大小合适的长方体磁铁，以保证其磁力不能同时影响两个及以上的第一干簧管8。
51.本实施例其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。
52.实施例四：如图4所示，本实施例与实施例四的区别在于：电气腔4内竖直间隔设置有三个第一干簧管8，三个第一干簧管8沿板磁铁6由正常位行至故障位的轨迹方向排列，距进油口31最远的第一干簧管8位置与故障位对应，在板磁铁6由正常位行至故障位的过程中，三个第一干簧管8依次受到板磁铁6磁力的影响而逐级动作，在过油腔3内设置有自保持磁铁36，该自保持磁铁36设置在故障位以在板磁铁6位于故障位时，吸附住板磁铁6。
53.本实施例其他部分与实施例四相同，在此不再赘述。
54.实施例五：如图5-1和图5-2所示，本实施例的油电分离的变压器继电器还包括设置在过油腔3顶板38上且与过油腔3连通的储气腔110，过油腔3顶板38上开设有连通过油腔3与储气腔110的第一通孔39。储气腔110顶部开设有可封闭的注气口1101，正常使用时，注气口1101处于封闭状态，具体的封闭结构为现有技术。储气腔110外侧壁竖直间隔设置有多个液位标记点，各液位标记点处均设置有霍尔液位传感器1102，霍尔液位传感器1102用于检测储气腔110内油的液位，当液位变化至某个液位标记点处时，对应的霍尔液位传感器1102将发出信号，霍尔液位传感器1102可通过粘贴等方式设置在储气腔110外侧。
55.过油腔3外侧设置有第二感应机构以检测过油腔3内油的液位，该第二感应机构也为霍尔液位传感器1102，其设置方式与储气腔110外侧的霍尔液位传感器1102的设置方式相同。
56.本实施例未设置调节机构。
57.在本实施例中，储气腔110由铝合金材料制成。
58.本实施例其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。
59.实施例六：
如图6-1、图6-2和图6-3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例的油电分离的变压器继电器还包括设置在过油腔3顶板38上且与过油腔3连通的储气腔110，顶板38上开设有连通过油腔3与储气腔110的第一通孔39。储气腔110顶部开设有可封闭的注气口1101，正常使用时，注气口1101处于封闭状态，具体的封闭结构为现有技术。储气腔110外侧壁竖直间隔设置有多个液位标记点，各液位标记点处均设置有第二干簧管1103，储气腔110内靠近第二干簧管1103的一侧竖直设置有导向机构，储气腔110内设置有漂浮块1104，漂浮块1104内设置有液位磁铁1105。导向机构包括竖直设置在储气腔110内侧的导向板1106和分别设置在两导向板1106两侧边的两l型板1107，两l型板1107之间具有间隔，导向板1106和两l型板1107形成竖直轨道，漂浮块1104为由可漂浮在油上的材料制成的空心胶囊，液位磁铁1105设置在空心胶囊内，空心胶囊横向设置在两l型板1107之间，使液位磁铁1105能够随储气腔110内液位的变化而在竖直轨道内上下移动，更具体地，空心胶囊漂浮在油面，跟随油的液位变化而变动位置，当液位变化至某个液位标记点时，空心胶囊内的液位磁铁1105使对应的第二干簧管1103动作，从而发出信号，空心胶囊两端分别被两l型板1107限制，使其只能在竖直轨道内上下移动，从而避免发生因液位磁铁1105远离第二干簧管1103而导致无法正常工作的情况，在储气腔110顶部还设置有缓冲垫1108，缓冲垫1108位于竖直轨道上方，避免当变压器振动时，漂浮块1104因与储气腔110顶端碰撞而损坏。在本实施例中，空心胶囊由耐油泡沫材料制成。第二干簧管1103的具体安装结构为现有技术。
60.选择磁力大小合适的液位磁铁1105，使液位磁铁1105能够使正确的第二干簧管1103动作，又不会影响都其他第二干簧管1103。
61.本实施例其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。
62.实施例七：如图7-1、图7-2和图7-3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例的油电分离的变压器继电器还包括储气腔110和连通管111。过油腔3为长方体，过油腔3的进油口31和出油口32分别设置在两相对的侧板上，过油腔3的顶板38、底板和剩余的两个侧板均设置有可封闭的第一通孔39，每个板上的第一通孔39均靠近出油口32，各第一通孔39上均设置有向外延伸且垂直于该第一通孔39所在面的第一延伸管310。储气腔110的底部设置有可封闭的第二第三通孔1109，第二第三通孔1109上也设置有向下延伸的第二延伸管1110，储气腔110通过连通管111与第一通孔39、第二第三通孔1109的配合与过油腔3连通，且位于过油腔3上部，更具体地，连通管111两端分别通过法兰112与第一延伸管310和第二延伸管1110连接。在其他实施例中，也可通过其他结构实现连通管111与过油腔3和储气腔110的连通。对于其他未与连通管111连通的第一延伸管310，则使用封闭板使其封闭，封闭板与第一延伸管310的连接也可通过法兰实现。
63.本实施例未设置调节机构。
64.在本实施例中，储气腔110由铝合金材料制成。
65.本实施例其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。
66.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。