用于浸没式电变压器的自保护跳闸机构制造技术

一种用于一个内装设备的跳闸机构，它在出现介电流体液位异常下降的情况时，将浸没于充以介电冷却流体的箱中的变压器的一次绕组与供电电网断开，从而自动地保护该变压器，该内装设备包括一个由激励器作用于其上的断电器，而激励器由跳闸机构来激励。跳闸机构包括一个杠杆，当介电流体的表面下降到一个被认为是危险的低液位时，利用杠杆加到激励器上的力就超过一个预定跳闸阈值，从而使变压器的一次绕组与电网断开。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力变压器领域或用于配电变压器领域；更准确地说，涉及自保护的浸没式变压器领域。下面将回顾，浸没式变压器是一种把它的电绕组和磁路浸入一种装于密封箱的矿物油之类的介电流体中进行冷却的变压器。当变压器包括一个装于其箱中的系统，这个系统在可能导致箱爆炸的内部击穿的情况下，不提供外部能量，也能把变压器的一次绕组从电源断开时，就把变压器叫作“自保护的”。作为这种击穿的实例，可以列举由于介电流体从密封箱泄漏的结果，流体液位反常地下降；或者介电流体的压力过度升高。在本申请人提出的欧洲专利申请EP-A-0,653,765中，或者在其它发表文献，例如EP-0,093,076或USP4,223,364中，描述了一个专用于多相变压器的整个自保护系统的详细实例。上述自保护系统通常包括一个断电器，在断电器上有一个激励器起作用，激励器本身由一个跳闸机构激励，跳闸机构包括一个对介电流体参数变化敏感的检测设备，这些参数变化能够表达给密封箱带来危险的异常的可能状态，这些参数有密封箱中介电流体的温度-压力或表面液位等。本专利技术用于下述类型的自保护系统它包括一个至少对液位变化敏感的跳闸机构，用于防止由于介电冷却流体损失而引起的危险，举例来说，密封箱泄漏可造成这种流体损失；从而当这液位达到一个异常低的值时，使保护设备跳闸。上述跳闸机构可以是一种由一个浮体组成的机构，该浮体由一种其密度小于介电流体密度的材料(例如聚苯乙烯)制成，因此在原则上会可靠地跟踪流体的液位。然而，浮体设备的超时行为不会完全令人满意。如果给定上述类型的变压器的使用寿命为30年左右或30年以上，则必然是，浮体由于油渗透而结束其寿命，尤其如果浮体明显多孔，则更是如此，这是由于浮体持久地经历加压-降压循环的缘故。在这些条件下，浮体逐渐丧失其漂浮能力，这就可能导致保护设备提前跳闸的情况，从而总是很费钱的，因为需要人工干预去拆卸变压器的上部，以便使其复位。可以设想，用一些充满空气的不可渗透的中空容器去替换常规的浮体。然而，这种容器需要精巧地地调节保护设备的灵敏度，还难以实施，这是因为尽管它重量轻，但它必须在变压器整个使用寿命期间，能够耐真空(变压器是抽真空的)和耐高压(在工作中，变压器的过压可达0.2毫巴)，以及耐高温(惯常地超过100℃)。本专利技术的目的在于给自保护浸没式电变压器的制造者提供一种简单而价廉的设备，这种设备对密封箱中介电冷却流体的液位敏感，并且在这种液位有异常时，能够保证自保护设备有效地跳闸，和在变压器的整个使用寿命期间始终可靠。按照这个目的，本专利技术的主题是一种用作内装设备的跳闸机构，用于对浸没于一个注满介电冷却流体的箱中的电变压器进行自保护，其方法是在介电流体的液位出现异常下降时，从供电电网断开变压器一次绕组。这种设备包括一个用一个激励器作用于其上的断电器，而激励器本身又由所述的跳闸机构激励。这种跳闸机构的特征在于它一方面包括一个围绕一个枢轴进行第一种转动的杠杆，该枢轴把杠杆分成一个代表杠杆“阻力”的短臂和一个代表杠杆“动力”的长臂，在长臂的端部安装一个具有自由进入开口的容器；和另一方面包括一个使所述容器自动装满介电流体的装置，这是在装满密封箱时通过所述开口入的，该装置装于短臂的端部，用于把一个力施加于激励器上，当所述的力超过一个由激励器对抗的预定阻力的阈值时，就发生所述的断电；杠杆臂的相对尺寸和容器尺寸是这样安排，以致于只要变压器的箱装满介电流体，则容器完全浸入这流体中，并且施加于激励器上的力小于所述的预定阈值；而如果所述流体的表面下降到一个被认为是危险地低的液位，则保持装满流体的所述容器达到这样一种应急程度，以致于在它本身重量的作用下，施加于激励器上的力会超过所述预定跳闸的阈值。本专利技术还涉及一种浸没式电力变压器或配电变压器，它装有一个包含上述跳闸机构的自保护设备。本专利技术的基本构思归于那种对密封箱中介电流体液位变化敏感的杠杆式跳闸机构的设计，它不象液位随动器，而象悬浮于较长杠杆臂端上的体积器(所谓“优势(advantageous)”杠杆)，并且受到来自这流体的浮力的作用。这种体积器最初是空的，随后被来自密封箱本身的介电流体所充满，以便能够在密封箱被充满时自动地完成这种充满；该体积器为此而在一个容器中打开，该容器是装在杠杆臂端上的。这个容器在充满后就始终保持充满，从而具有被浮力所平衡的大的总重量，一直到在密封箱中液位因事故而下降以后，密封箱中流体表面的应急度导致产生一个力差，这力差使其表观总重量按照杠杆变换比值而传送到断电器上，然后使所要求的保护得以实施。根据本专利技术的跳闸机构的一个关键性优点归于下述事实它试图以简单的方式满足杠杆浮体中固有的明显矛盾的约束，以便把浮体插入一个小的区域，浮体必须只占据尽可能小的空间(在这种情况下，把这个很拥挤的部分放在变压器盖的下面)。其原因在于或者使用悬浮浮体，以便能够缩短支承它的杠杆臂，但在这种情况下，浮体变得太庞大，因为它需要有大的体积才能浮起；或者使用较小体积的浮体，但在这种情况下需要把它装到一个本身变笨重的杠杆臂上，因为它需要延伸才能保持杠杆的力矩。值得强调的是，在用断开一次绕组方法的自保护变压器的系统的情况下，这一问题是特别经常出现的，其原因在于通过杠杆阻力臂端加到激励器上的跳闸力是要求很大的(1kg量级)，以避免保护设备的灵敏度太高，灵敏度太高会导致不必要的偶然断电。参考所附图片，借助下列描述，会更清楚地了解本专利技术，并且本专利技术的其它方面和优点也会更清楚，在附图中附图说明图1以截面形式示意地说明在用介电冷却液装满箱之前的浸没式变压器箱和根据本专利技术的设备；图2说明在装满箱时的相同箱和相同设备；图3说明在装满箱后的相同箱和相同设备；和图4说明在出现引起箱中所述液液位危险地下降的介电流体泄漏以后的相同箱和相同设备。在各图中，只说明那些对了解本专利技术有用的元件，并且有意扩大其尺寸，以便说明。尤其是，其中没有示出基本电部件，它们可以是本专业技术人员熟知的任何类型的部件，同样，也没有详细示出除了跳闸机构以外的自保护设备部件这些部件的完整描述，在需要时可参阅例如上述的文献EP0,653,765，在本描述中引入其内容，供参考。在各图中，用相同的标号表示相同的元件。图1只示意地说明一些自保护浸没式变压器的常规部件，即变压器的箱1，用虚线表示的有效部分19(其中可以识别三相变压器的诸相的三个结构并置部分)，和电源断电设备5，如果出现一种能引起变压器爆炸的异常，例如介电流体液位异常地下降，则设备5一定被跳闸。箱1由盖3以密封方式封闭，装有一个注入孔4，孔4在变压器首次试运行之前，容许箱1用矿物油之类的介电流体完全真空充注。这个注入孔本身通常还由一个密封塞18封闭。在进行这种初始充注操作之前，先说明图1所示的箱1。根据本专利技术，在箱1内放置一个杠杆式自保护跳闸设备，它包括下列元件-一个第一类杠杆6；-一个水平枢轴7，它通过下述方式安置它把这个杠杆6分成长度分别为“d”和“D”的两个臂；d对应于短臂8，构成“阻力”臂，而D对应于长臂9，构成“动力”臂。-一个容器10，装在长臂9的端部，它具有一个自由注入开口20，并且它的重量的作用会按照杠杆的变换比值D/d而在短臂8的端部产生一个向上的力“F”。在这里，只在容器的上部不加上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一个内装设备的跳闸机构，它在万一发生介电流体液位异常下降时，通过从供电电网断开变压器一次绕组，自动地保护一个浸没于一个充以介电冷却流体的箱（１）中的电变压器（１９），该内装设备包括一个由一个激励器（２）作用于其上的断电器（５），而激励器（２）本身由所述跳闸机构来激励，其特征在于它一方面包括一个围绕一个枢轴（７）进行第一类转动的杠杆（６），枢轴（７）把杠杆（６）分成一个代表杠杆“阻力”的短臂（８）和一个代表杠杆“动力”的长臂（９），长臂的端部装有一个有一个进入开口（２０）的容器（１０），并且另一方面包括一个在箱被装满时容许所述容器通过所述开口（２０）自动地装满介电流体的装置，该装置装在短臂（８）的端部，用于对激励器（２）施加一个力，当所述的力大于一个由激励器对抗的预定跳闸阈值时，就发生所述的断电，杠杆臂（８，９）的相对尺寸和容器（１０）的相对尺寸是这样的，以致于只要箱装满介电流体（１３），容器就完全浸没于这介电流体中，和加到激励器上的力小于所述的预定阈值，并且如果所述介电流体的表面（１６）下降到一个被认为是危险地低的液位，则仍然装满介电流体（１３）的所述容器到达一个这样应急的程度，以致于在它自己重量的作用下，加到激励器上的力超过所述的预定跳闸阈值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 1997-6-3 97069381.一种用于一个内装设备的跳闸机构，它在万一发生介电流体液位异常下降时，通过从供电电网断开变压器一次绕组，自动地保护一个浸没于一个充以介电冷却流体的箱(1)中的电变压器(19)，该内装设备包括一个由一个激励器(2)作用于其上的断电器(5)，而激励器(2)本身由所述跳闸机构来激励，其特征在于它一方面包括一个围绕一个枢轴(7)进行第一类转动的杠杆(6)，枢轴(7)把杠杆(6)分成一个代表杠杆“阻力”的短臂(8)和一个代表杠杆“动力”的长臂(9)，长臂的端部装有一个有一个进入开口(20)的容器(10)，并且另一方面包括一个在箱被装满时容许所述容器通过所述开口(20)自动地装满介电流体的装置，该装置装在短臂(8)的端部，用于对激励器(2)施加一个力，当所述的力大于一个由激励器对抗的预定跳闸阈值时，就发生所述的断电，杠杆臂(8，9)的相对尺寸和容器(10)的相对尺寸是这样的，以致于只要箱装满介电流体(13)，容器就完全浸没于这介电流体中，和加到激励器上的力小于所述的预定阈值，并且如果所述介电流体的表面(16)下降到一个被认为是危险地低的液位...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅克维尔德，米歇尔萨科蒂，
申请(专利权)人：法国变压器公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]