专利名称：油浸变压器防爆防火灭火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力行业、发电厂以及变电站变压器消防、安全运行技术，特别是一种油浸变压器的防爆防火灭火装置。
目前，对变压器的保护主要着重电气参数上，而对变压器故障、变压器绝缘被破坏而产生压力突然猛增导致变压器爆炸未予以保护。
对于着火的变压器，主要采用固定喷头的水喷雾的方式进行灭火，但存在以下不足1、考虑到电压的安全距离，喷头不能太靠近变压器，火灾发生时，喷头难于发挥喷雾作用。
2、当变压器爆炸时，装在变压器上的喷雾管道常常被炸开，无法进行喷雾灭火。
3、在干燥多尘的环境中，喷头中的喷嘴易于阻塞，届时无法使用，若要清理，变压器就要停止运行，造成停电。
4、由于锈蚀，供水和喷雾管道的铁锈将喷嘴堵塞。
5、在寒冷的气候条件下，当温度低于摄氏零下5度时，喷雾系统不能工作。
6、若进行水喷雾试验，变压器甚至整个变电站要停电。
7、水喷雾系统需要打深水井，建消防水池，设大功率消防水泵，投资巨大，造成变电站选址困难。
8、变压器发生火灾时，往往考虑到安全而将整个变电站停电，此时消防水泵无法工作，只能坐等消防车来救，届时变压器被大火烧得严重变形，彻底损坏，无法修复。
9、水喷雾灭火是利用水在高温下形成水蒸汽，阻隔氧与可燃物质的接触，而使火焰窒熄，停喷后，变压器内高温(超过闪点)的热油一旦涌出，遇氧立即复燃。
10、变压器水喷雾灭火系统耗水量极大，需要足够的水源及储备，投资规模较高，不利于对水资源的保护。
此外，利用二氧化碳作灭火介质的二氧化碳灭火系统，二氧化碳的灭火作用主要在于窒熄，它只适宜用于安装在室内的电力变压器，对人员安全有一定的威胁。
利用卤代化合物作灭火介质的卤代烷灭火系统，它属于化学灭火，只适宜室内使用，但卤代烷对大气臭氧层有破坏作用，是国际限制使用的产品，我国在2010年禁止使用。
油浸变压器的火灾大多数是由于设备内故障且继电器动作不够及时所引起的，油温在极短时间内(有的不到1s)迅速上升并超过变压器油的自燃温度320℃，高温电弧使油分解产生高温高压的可燃气体，足以使变压器爆炸，形成变压器内部及外部火灾，由于温度相当高油量又相当多，要在短时间内灭火并将油温降至自燃温度以下，使其不会复燃是十分困难的，这类火灾一旦发生，启动水喷雾灭火系统并在当地消防部门及时参与的情况下，
一般也要持续2-3小时，个别的超过24小时，所以，迄今为止还没有在较短时间内降温灭火后很快修复变压器的成功例子。水喷雾灭火系统其消防水量要求在80-120L/S，水泵的出水量达288-432m3/h，使用消防水泵容量、管道直径、泵站和蓄水池规模相当大，投资极为可观，且严重浪费宝贵的水资源。
本油浸变压器防爆防火灭火装置，包括消防柜1、安装阀2、火焰探测器6，装在消防柜1内的氮气瓶10、油箱的压力继器7、检修阀8、排气阀9以及电器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之间连接断流阀5和瓦斯继电器，油箱的安装阀2上接排油管3，排油管3的中间接有检修阀8和带操作机构15的快速排油阀14，注氮管4一端通入油箱底部，另一端通过油气隔离组件12、注氮电磁阀13接氮气瓶的减压阀11上。
本装置采用排油注氮方式，具有防爆防火灭火功能，可最大限度减少变压器爆炸和火灾的可能性。以防为主，防消结合，反应快捷，动作灵敏，灭火彻底，投资省，占地面积不到2m2，灭火介质——氮气来源广，极易补充，对装置的管理、维修十分容易。本装置安装维护方便，运行可靠，成本适中，性价比高，适用于5MVA-240MVA油浸电力变压器和其它各种油浸变压器如电炉变压器等如结构示意
图1所示的主要部分是消防柜1、安装阀2、排油管路3、注氮管路4、断流阀5、火焰探测器6，消防柜内装的压力继电器7、检修阀8、排气阀9、氮气瓶10、减压阀11、油气隔离组件12、注氮电磁阀13、快速排油阀14、操作机构15、高压氮气表16、低压氮气表17以及控制箱等。断流阀5和瓦斯继电器连接在油箱与油枕之间，排油管3接于油箱的安装阀2上，排油管3的中间接有检修阀8和带操作机构15的快速排油阀14，注氮管4一端通入油箱底部，另一端通过油气隔离组件12和注氮电磁阀13接氮气瓶10的减压阀11上。
当变压器内部发生故障，油箱内部产生大量可燃气体，引起气体继电器动作闭合触点，使断路器跳闸，此时若变压器油箱压力继续增大，超过减压阀设定值则启动防爆程序，打开排油阀，排油卸压，防止变压器爆炸起火。
图2为变压器线圈短路时箱体压力变化曲线。其中T0绝缘破坏电弧出现0点，T1变压器断路器触发跳闸(50～100ms)A点，T2减压阀动作时间(设定压力下)B点，T2+0.2s防爆防火灭火系统启动，压力开始下降C点，T3减压阀拒动变压器爆炸D点，T4减压阀卸压不足，虽打开，但仍会导致变压器爆炸E点，T5防爆防火灭火系统工作，注氮开始F点。
若变压器油起火时，火焰探测器的感温元件熔断，信号接通，控制电路启动灭火程序，把充氮电磁阀打开，氮气通过减压阀和油气隔离组件注氮管路进入油箱底部，迫使油箱内部变压器油搅拌，油箱较低温度的油和高温油混合，从而使油温降到闪点之下，油箱的火焰自动熄灭。断流阀的作用是防止油枕中的油浇到初燃的火上，加剧火势。事故处理完毕后，手动复位。本实用新型的技术关键是研制专用快速排油阀，排油动作时间小于0.2秒，在变压器内部故障压力升高爆炸之前，打开排油阀，卸去变压器内部压力，防止变压器爆炸。
其电气控制部分对变压器故障信号进行逻辑判断、防止系统的误动作。故障信号经判断成立后，快速排油阀能在0.2秒以内迅速打开，有效防止变压器爆炸和起火，并能熄灭火焰。控制电路可采用能够完成上述判断控制任务的现有控制电路，也可设计专用的电路。
变压器运行中绝不允许出现气泡，少量气泡出现时将产后“轻瓦斯报警”，大量气泡出现时，将产生“重瓦斯报警”触发主开关跳闸，变压器停运。本装置在注氮管路上装有“油气隔离组件”，确保正常情况下氮气不会进入变压器内。
油气隔离组件由黄铜车制而成，内装两片耐油丁睛橡胶膜片，膜片能承受0.15MPa的变压器油油压不破裂，保持1.5年稳定不变；在0.4MPa的氮气压力冲击下立即破裂，使氮气能顺利通过。在变压器油箱与油枕之间的管路上安装“断流阀”，防止故障时油枕里的油大量流入油箱，动作后闭锁发出信号，手动复位。
FMD-10防爆防火灭火装置的主要技术数据如下灭火介质纯氮99.99％；氮气瓶容积2×40L；氮气瓶内氮气公称压力13MPa-15Mpa；快速排油阀动作时间小于0.2S；灭火时间不大于2min；注氮时间30-40min；注氮管路直径注氮管路公称通径DN25mm；排油管路直径排油管路公称通径DN100mm或DN150mm；火焰探测器易熔件熔点138℃±7℃；氮气减压阀出口的压力0.4Mpa～0.8Mpa(可调)；操作电源DC220V 5A；
除湿加热电源AC220V 1000W。
本装置与国内同类产品的性能比较如下表
权利要求1.一种油浸变压器防爆防火灭火装置，包括消防柜(1)、安装阀(2)、火焰探测器(6)，装在消防柜内的氮气瓶(10)、油箱的压力继器(7)、检修阀(8)、排气阀(9)以及电器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之间连接断流阀(5)和瓦斯继电器，油箱的安装阀(2)上接排油管(3)，排油管(3)的中间接有检修阀(8)和带操作机构(15)的快速排油阀(14)，注氮管(4)一端通入油箱底部，另一端通过油气隔离组件(12)、注氮电磁阀(13)接氮气瓶的减压阀(11)上。
2.根据权利要求1所述的油浸变压器防爆防火灭火装置，其特征在于所述的油气隔离组件(12)由铜质部件及安装在铜质部件内的两片橡胶膜片组成。
3.根据权利要求2所述的油浸变压器防爆防火灭火装置，其特征在于所述的橡胶膜片由耐油丁晴橡胶制成。
专利摘要一种油浸变压器防爆防火灭火装置，包括消防柜、安装阀、火焰探测器，装在消防柜内的氮气瓶、油箱的压力继器、检修阀、排气阀以及电器控制部分，其特征在于在油箱和油枕之间连接断流阀和瓦斯继电器，油箱的安装阀上接排油管，排油管的中间接有检修阀和带操作机构的快速排油阀，注氮管一端通入油箱底部，另一端通过油气隔离组件、注氮电磁阀接氮气瓶的减压阀上。采用排油注氮方式，具有防爆防火灭火功能，可最大限度减少变压器爆炸和火灾的可能性。以防为主，防消结合，反应快捷，动作灵敏，灭火彻底，灭火介质——氮气来源广，安装维护方便，运行可靠，成本适中，性价比高，适用于5MVA－240MVA油浸电力变压器等使用。
文档编号H01F27/00GK2532566SQ0222519
公开日2003年1月22日 申请日期2002年1月12日 优先权日2002年1月12日
发明者王延敬 申请人:王延敬, 李筠瑞