一种变压器及其防爆结构

本发明属于电力设备领域，具体涉及一种变压器及其防爆结构。

背景技术：

1、电力变压器是电力系统中用于电能变换的重要设备，对电能的传输和使用具有重大作用，尤其是大型油浸式变压器，由于承载着大范围的输变电任务，其安全与正常运行非常重要。电力变压器承受的工作电压较高，当其中绝缘材料由于电、热、机械等因素发生劣化时，可能导致绝缘材料性能下降进而被击穿，出现电弧放电。电弧放电导致油的裂解和气化，气体吸收部分电弧能量导致温度升高、体积膨胀，而变压器油则阻断了这种膨胀。二者之间的压力差产生了压力波，动态压力的持续波动将使得变压器内部压力升高，当压力升高水平超过变压器油箱或螺栓等连接部件所能承受的最大机械强度时，将引发油箱开裂、爆炸或变压器套管“发射”等重大安全事故。这些变压器的安全问题不仅直接影响到电力系统的正常运行，而且威胁到周围建筑设备和人员的安全。因此有必要对油浸式电力变压器设置防爆保护装置。

2、目前，应用于电力变压器防爆保护的常见装置为压力释放阀，但这一装置存在其自身局限性，如压力释放阀开启速度受压力增速影响大、传统压力释放阀有效泄压面积小和泄压通道复杂等。上述局限性致使变压器传统防爆泄压装置普遍存在响应速度慢、减压不及时等问题。对于大容量油浸式电力变压器，其内部发生较高能量电弧故障时，变压器内部动态压力急剧升高，此时压力释放阀由于自身局限性无法产生有效保护，油箱局部会出现开裂、爆炸的现象。因此，有必要提出一种新型变压器防爆结构及其设计方法，以解决传统防爆减压装置的局限性。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，发明的目的是提供一种变压器及其防爆结构，本发明能够有效解决上述传统防爆减压装置的局限性。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种变压器防爆结构，包括防爆外壳、防爆膜和防爆板，所述防爆外壳的一端能够与变压器升高座连接、且防爆外壳和变压器升高座的内腔连通；防爆板安装于防爆外壳的另一端；防爆膜安装于防爆外壳的内腔并将防爆外壳的内腔划分为缓冲室和真空室，其中防爆膜与防爆板之间的为真空室，防爆膜与变压器升高座之间的为缓冲室。

4、优选的，防爆外壳采用与变压器升高座直径相同的管状通道结构。

5、优选的，真空室内的压强低于大气压强。

6、优选的，防爆膜采用板状结构，防爆膜的外缘与防爆外壳的内壁面之间密封连接。

7、优选的，防爆膜上靠近真空室一侧的表面设有刻痕。

8、优选的，所述刻痕的深度呈梯度变化。

9、优选的，防爆板与防爆外壳之间的连接强度小于变压器升高座与变压器套管之间的连接强度。

10、优选的，防爆外壳上设有与防爆板连接的法兰结构，防爆板与该法兰结构之间通过螺栓连接，该螺栓与变压器升高座和变压器套管之间的螺栓相同，防爆板与法兰结构之间连接的螺栓数量少于变压器升高座和变压器套管之间连接的螺栓数量。

11、本发明还提供了一种变压器，包括变压器套管、变压器升高座和本发明如上所述的变压器防爆结构，变压器套管与变压器升高座连接，变压器升高座的侧壁开设有防爆口且在防爆口处设有法兰，防爆外壳与该法兰之间通过螺栓连接。

12、本发明具体有如下有益效果：

13、本发明变压器防爆结构中，通过在防爆外壳中设置缓冲室，这样一方面能够保证变压器升高座的正常工作，另一方面，当变压器升高座内压力增大时，通过缓冲室能将激增的压力引导至防爆膜，从而防止将变压器升高座直接损坏，而且使得防爆膜不直接与变压器升高座相连，防止防爆膜在爆破时由于变形将变压器升高座带动一起变形，保证了变压器升高座的重复使用；在防爆外壳中设置真空室，能够再防爆膜爆破后为变压器油提供容纳的空间、而不会直接进入环境，防止进一步发生火灾等隐患，此外真空室中由于没有气体，所以真空室受到高温后不会膨胀，保证了安全，此外真空室的真空有助于将变压器升高座内激增的压力引导至防爆膜，进而保护变压器升高座。防爆外壳和变压器升高座的内腔是直接连通的，相较于泄压阀，本发明能够在变压器升高座内压力增大时，能够快速将变压器升高座内的变压器油快速泻入防爆外壳内，进而实现了对变压器结构的有效保护。综上，通过本发明的变压器防爆结构能够实现在变压器油箱内部压力超过设定值时的快速减压，从而有效降低变压器发生内部故障时的爆炸危险，提高设备的安全性能和可靠性，保障电力系统的正常运行和人员财产的安全。该发明在变压器防爆保护领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种变压器防爆结构，其特征在于，包括防爆外壳(1-3)、防爆膜(1-6)和防爆板(1-5)，所述防爆外壳(1-3)的一端能够与变压器升高座(1-2)连接、且防爆外壳(1-3)和变压器升高座(1-2)的内腔连通；防爆板(1-5)安装于防爆外壳(1-3)的另一端；防爆膜(1-6)安装于防爆外壳(1-3)的内腔并将防爆外壳(1-3)的内腔划分为缓冲室(1-7)和真空室(1-4)，其中防爆膜(1-6)与防爆板(1-5)之间的为真空室(1-4)，防爆膜(1-6)与变压器升高座(1-2)之间的为缓冲室(1-7)。

2.根据权利要求1所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，防爆外壳(1-3)采用与变压器升高座(1-2)直径相同的管状通道结构。

3.根据权利要求1所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，真空室(1-4)内的压强低于大气压强。

4.根据权利要求1所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，防爆膜(1-6)采用板状结构，防爆膜(1-6)的外缘与防爆外壳(1-3)的内壁面之间密封连接。

5.根据权利要求4所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，防爆膜(1-6)上靠近真空室(1-4)一侧的表面设有刻痕(1-6)。

6.根据权利要求5所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，所述刻痕(1-6)的深度呈梯度变化。

7.根据权利要求1所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，防爆板(1-5)与防爆外壳(1-3)之间的连接强度小于变压器升高座(2)与变压器套管(1-1)之间的连接强度。

8.根据权利要求7所述的一种变压器防爆结构，其特征在于，防爆外壳(1-3)上设有与防爆板(1-5)连接的法兰结构，防爆板(1-5)与该法兰结构之间通过螺栓连接，该螺栓与变压器升高座(2)和变压器套管(1-1)之间的螺栓相同，防爆板(1-5)与法兰结构之间连接的螺栓数量少于变压器升高座(2)和变压器套管(1-1)之间连接的螺栓数量。

9.一种变压器，其特征在于，包括变压器套管(1-1)、变压器升高座(1-2)和权利要求1-8任意一项所述的变压器防爆结构，变压器套管(1-1)与变压器升高座(1-2)连接，变压器升高座(1-2)的侧壁开设有防爆口且在防爆口处设有法兰，防爆外壳(1-3)与该法兰之间通过螺栓连接。

技术总结
本发明公开了一种变压器及其防爆结构，变压器防爆结构包括防爆外壳、防爆膜和防爆板，所述防爆外壳的一端能够与变压器升高座连接、且防爆外壳和变压器升高座的内腔连通；防爆板安装于防爆外壳的另一端；防爆膜安装于防爆外壳的内腔并将防爆外壳的内腔划分为缓冲室和真空室，其中防爆膜与防爆板之间的为真空室，防爆膜与变压器升高座之间的为缓冲室。通过本发明的变压器防爆结构能够实现在变压器油箱内部压力超过设定值时的快速减压，从而有效降低变压器发生内部故障时的爆炸危险，提高设备的安全性能和可靠性，保障电力系统的正常运行和人员财产的安全。该发明在变压器防爆保护领域具有广泛的应用前景。

技术研发人员：刘丽岚,刘鹏,李家豪,赵林杰,彭宗仁,王青于,程建伟,谢韬,杨子石,丁可,范玥霖,吴泽华,汪万伟,谢伟伦,张俊杰,曾强,李兆伟,宁雪峰,刘从聪
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29