專利名稱：油浸變壓器防爆防火滅火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力行業(yè)、發(fā)電廠以及變電站變壓器消防、安全運行技術(shù)，特別是一種油浸變壓器的防爆防火滅火裝置。
目前，對變壓器的保護主要著重電氣參數(shù)上，而對變壓器故障、變壓器絕緣被破壞而產(chǎn)生壓力突然猛增導(dǎo)致變壓器爆炸未予以保護。
對于著火的變壓器，主要采用固定噴頭的水噴霧的方式進行滅火，但存在以下不足1、考慮到電壓的安全距離，噴頭不能太靠近變壓器，火災(zāi)發(fā)生時，噴頭難于發(fā)揮噴霧作用。
2、當(dāng)變壓器爆炸時，裝在變壓器上的噴霧管道常常被炸開，無法進行噴霧滅火。
3、在干燥多塵的環(huán)境中，噴頭中的噴嘴易于阻塞，屆時無法使用，若要清理，變壓器就要停止運行，造成停電。
4、由于銹蝕，供水和噴霧管道的鐵銹將噴嘴堵塞。
5、在寒冷的氣候條件下，當(dāng)溫度低于攝氏零下5度時，噴霧系統(tǒng)不能工作。
6、若進行水噴霧試驗，變壓器甚至整個變電站要停電。
7、水噴霧系統(tǒng)需要打深水井，建消防水池，設(shè)大功率消防水泵，投資巨大，造成變電站選址困難。
8、變壓器發(fā)生火災(zāi)時，往往考慮到安全而將整個變電站停電，此時消防水泵無法工作，只能坐等消防車來救，屆時變壓器被大火燒得嚴(yán)重變形，徹底損壞，無法修復(fù)。
9、水噴霧滅火是利用水在高溫下形成水蒸汽，阻隔氧與可燃物質(zhì)的接觸，而使火焰窒熄，停噴后，變壓器內(nèi)高溫(超過閃點)的熱油一旦涌出，遇氧立即復(fù)燃。
10、變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)耗水量極大，需要足夠的水源及儲備，投資規(guī)模較高，不利于對水資源的保護。
此外，利用二氧化碳作滅火介質(zhì)的二氧化碳滅火系統(tǒng)，二氧化碳的滅火作用主要在于窒熄，它只適宜用于安裝在室內(nèi)的電力變壓器，對人員安全有一定的威脅。
利用鹵代化合物作滅火介質(zhì)的鹵代烷滅火系統(tǒng)，它屬于化學(xué)滅火，只適宜室內(nèi)使用，但鹵代烷對大氣臭氧層有破壞作用，是國際限制使用的產(chǎn)品，我國在2010年禁止使用。
油浸變壓器的火災(zāi)大多數(shù)是由于設(shè)備內(nèi)故障且繼電器動作不夠及時所引起的，油溫在極短時間內(nèi)(有的不到1s)迅速上升并超過變壓器油的自燃溫度320℃，高溫電弧使油分解產(chǎn)生高溫高壓的可燃?xì)怏w，足以使變壓器爆炸，形成變壓器內(nèi)部及外部火災(zāi)，由于溫度相當(dāng)高油量又相當(dāng)多，要在短時間內(nèi)滅火并將油溫降至自燃溫度以下，使其不會復(fù)燃是十分困難的，這類火災(zāi)一旦發(fā)生，啟動水噴霧滅火系統(tǒng)并在當(dāng)?shù)叵啦块T及時參與的情況下，
一般也要持續(xù)2-3小時，個別的超過24小時，所以，迄今為止還沒有在較短時間內(nèi)降溫滅火后很快修復(fù)變壓器的成功例子。水噴霧滅火系統(tǒng)其消防水量要求在80-120L/S，水泵的出水量達288-432m3/h，使用消防水泵容量、管道直徑、泵站和蓄水池規(guī)模相當(dāng)大，投資極為可觀，且嚴(yán)重浪費寶貴的水資源。
本油浸變壓器防爆防火滅火裝置，包括消防柜1、安裝閥2、火焰探測器6，裝在消防柜1內(nèi)的氮氣瓶10、油箱的壓力繼器7、檢修閥8、排氣閥9以及電器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之間連接斷流閥5和瓦斯繼電器，油箱的安裝閥2上接排油管3，排油管3的中間接有檢修閥8和帶操作機構(gòu)15的快速排油閥14，注氮管4一端通入油箱底部，另一端通過油氣隔離組件12、注氮電磁閥13接氮氣瓶的減壓閥11上。
本裝置采用排油注氮方式，具有防爆防火滅火功能，可最大限度減少變壓器爆炸和火災(zāi)的可能性。以防為主，防消結(jié)合，反應(yīng)快捷，動作靈敏，滅火徹底，投資省，占地面積不到2m2，滅火介質(zhì)——氮氣來源廣，極易補充，對裝置的管理、維修十分容易。本裝置安裝維護方便，運行可靠，成本適中，性價比高，適用于5MVA-240MVA油浸電力變壓器和其它各種油浸變壓器如電爐變壓器等如結(jié)構(gòu)示意

圖1所示的主要部分是消防柜1、安裝閥2、排油管路3、注氮管路4、斷流閥5、火焰探測器6，消防柜內(nèi)裝的壓力繼電器7、檢修閥8、排氣閥9、氮氣瓶10、減壓閥11、油氣隔離組件12、注氮電磁閥13、快速排油閥14、操作機構(gòu)15、高壓氮氣表16、低壓氮氣表17以及控制箱等。斷流閥5和瓦斯繼電器連接在油箱與油枕之間，排油管3接于油箱的安裝閥2上，排油管3的中間接有檢修閥8和帶操作機構(gòu)15的快速排油閥14，注氮管4一端通入油箱底部，另一端通過油氣隔離組件12和注氮電磁閥13接氮氣瓶10的減壓閥11上。
當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油箱內(nèi)部產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，引起氣體繼電器動作閉合觸點，使斷路器跳閘，此時若變壓器油箱壓力繼續(xù)增大，超過減壓閥設(shè)定值則啟動防爆程序，打開排油閥，排油卸壓，防止變壓器爆炸起火。
圖2為變壓器線圈短路時箱體壓力變化曲線。其中T0絕緣破壞電弧出現(xiàn)0點，T1變壓器斷路器觸發(fā)跳閘(50～100ms)A點，T2減壓閥動作時間(設(shè)定壓力下)B點，T2+0.2s防爆防火滅火系統(tǒng)啟動，壓力開始下降C點，T3減壓閥拒動變壓器爆炸D點，T4減壓閥卸壓不足，雖打開，但仍會導(dǎo)致變壓器爆炸E點，T5防爆防火滅火系統(tǒng)工作，注氮開始F點。
若變壓器油起火時，火焰探測器的感溫元件熔斷，信號接通，控制電路啟動滅火程序，把充氮電磁閥打開，氮氣通過減壓閥和油氣隔離組件注氮管路進入油箱底部，迫使油箱內(nèi)部變壓器油攪拌，油箱較低溫度的油和高溫油混合，從而使油溫降到閃點之下，油箱的火焰自動熄滅。斷流閥的作用是防止油枕中的油澆到初燃的火上，加劇火勢。事故處理完畢后，手動復(fù)位。本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵是研制專用快速排油閥，排油動作時間小于0.2秒，在變壓器內(nèi)部故障壓力升高爆炸之前，打開排油閥，卸去變壓器內(nèi)部壓力，防止變壓器爆炸。
其電氣控制部分對變壓器故障信號進行邏輯判斷、防止系統(tǒng)的誤動作。故障信號經(jīng)判斷成立后，快速排油閥能在0.2秒以內(nèi)迅速打開，有效防止變壓器爆炸和起火，并能熄滅火焰。控制電路可采用能夠完成上述判斷控制任務(wù)的現(xiàn)有控制電路，也可設(shè)計專用的電路。
變壓器運行中絕不允許出現(xiàn)氣泡，少量氣泡出現(xiàn)時將產(chǎn)后“輕瓦斯報警”，大量氣泡出現(xiàn)時，將產(chǎn)生“重瓦斯報警”觸發(fā)主開關(guān)跳閘，變壓器停運。本裝置在注氮管路上裝有“油氣隔離組件”，確保正常情況下氮氣不會進入變壓器內(nèi)。
油氣隔離組件由黃銅車制而成，內(nèi)裝兩片耐油丁睛橡膠膜片，膜片能承受0.15MPa的變壓器油油壓不破裂，保持1.5年穩(wěn)定不變；在0.4MPa的氮氣壓力沖擊下立即破裂，使氮氣能順利通過。在變壓器油箱與油枕之間的管路上安裝“斷流閥”，防止故障時油枕里的油大量流入油箱，動作后閉鎖發(fā)出信號，手動復(fù)位。
FMD-10防爆防火滅火裝置的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下滅火介質(zhì)純氮99.99％；氮氣瓶容積2×40L；氮氣瓶內(nèi)氮氣公稱壓力13MPa-15Mpa；快速排油閥動作時間小于0.2S；滅火時間不大于2min；注氮時間30-40min；注氮管路直徑注氮管路公稱通徑DN25mm；排油管路直徑排油管路公稱通徑DN100mm或DN150mm；火焰探測器易熔件熔點138℃±7℃；氮氣減壓閥出口的壓力0.4Mpa～0.8Mpa(可調(diào))；操作電源DC220V 5A；
除濕加熱電源AC220V 1000W。
本裝置與國內(nèi)同類產(chǎn)品的性能比較如下表
權(quán)利要求1.一種油浸變壓器防爆防火滅火裝置，包括消防柜(1)、安裝閥(2)、火焰探測器(6)，裝在消防柜內(nèi)的氮氣瓶(10)、油箱的壓力繼器(7)、檢修閥(8)、排氣閥(9)以及電器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之間連接斷流閥(5)和瓦斯繼電器，油箱的安裝閥(2)上接排油管(3)，排油管(3)的中間接有檢修閥(8)和帶操作機構(gòu)(15)的快速排油閥(14)，注氮管(4)一端通入油箱底部，另一端通過油氣隔離組件(12)、注氮電磁閥(13)接氮氣瓶的減壓閥(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸變壓器防爆防火滅火裝置，其特征在于所述的油氣隔離組件(12)由銅質(zhì)部件及安裝在銅質(zhì)部件內(nèi)的兩片橡膠膜片組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油浸變壓器防爆防火滅火裝置，其特征在于所述的橡膠膜片由耐油丁晴橡膠制成。
專利摘要一種油浸變壓器防爆防火滅火裝置，包括消防柜、安裝閥、火焰探測器，裝在消防柜內(nèi)的氮氣瓶、油箱的壓力繼器、檢修閥、排氣閥以及電器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之間連接斷流閥和瓦斯繼電器，油箱的安裝閥上接排油管，排油管的中間接有檢修閥和帶操作機構(gòu)的快速排油閥，注氮管一端通入油箱底部，另一端通過油氣隔離組件、注氮電磁閥接氮氣瓶的減壓閥上。采用排油注氮方式，具有防爆防火滅火功能，可最大限度減少變壓器爆炸和火災(zāi)的可能性。以防為主，防消結(jié)合，反應(yīng)快捷，動作靈敏，滅火徹底，滅火介質(zhì)——氮氣來源廣，安裝維護方便，運行可靠，成本適中，性價比高，適用于5MVA－240MVA油浸電力變壓器等使用。
文檔編號H01F27/00GK2532566SQ0222519
公開日2003年1月22日 申請日期2002年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月12日
發(fā)明者王延敬 申請人:王延敬, 李筠瑞