具有破裂油导流器的电气设备的制作方法

本发明总体涉及电气设备，更具体地涉及一种用于重新引导逸出的油的导流器。

背景技术：

诸如变压器和并联电抗器之类的大型工业电气设备通常具有封闭高压部件以及用以冷却高压部件的冷却油的箱。为了防止人们无意中接触到高压部件和冷却油，箱被密封以防止意外进入箱内。

与工业电气设备相关联的一个风险是在设备内可能发生的电气故障。当发生故障时，在具有不同电压电势的高压部件之间、在高压部件与箱壁(其被接地)之间或在箱内的其他地方可能形成电弧。随着电弧形成，在电弧周围的冷却油蒸发并增加设备箱内的压力。如果箱内的压力升高到足够高的水平，则箱可能由于箱壁的爆裂而爆炸。

箱爆炸的一个后果是箱中的冷却油可以逸出。出于许多原因，这可能是有问题的。例如，油本身被认为是有害物质。在某些情况下，已知箱的整个侧壁从顶部到底部裂开，这导致箱中的所有冷却油溢出并污染地面。然而，即使当逸出的油量被最小化时，冷却油也可能从箱中喷出并在落到地面之前行进相当长的距离。除了环境问题之外，喷出的油还会成为安全隐患——如果喷射的油接触到附近的人员的话。例如，当设备箱爆炸时，油喷雾的高压或高温可能会伤害附近的人员。

技术实现要素：

描述了一种电气设备，其被设计成沿着箱的顶部破裂以在过压状况期间释放压力。当箱破裂时，箱内部的冷却油可以作为喷雾通过破裂的开口逸出。为了防止喷雾从箱中扩散出来，沿着箱的顶部设置导流器以重新引导逸出的油。

附图说明

通过结合附图阅读以下描述，可以更全面地理解本发明，在附图中：

图1是变压器的透视图；

图2是变压器的一部分的侧视图；和

图3是变压器的另一部分的侧视图。

具体实施方式

现在参照附图，特别是图1，示出了电气设备10，其在该实施例中是变压器10。变压器10包括具有侧壁14的箱12，侧壁14从底座16向上延伸。箱12的顶部用顶盖18封闭。如本领域所理解的，变压器10包括在箱12中的高压部件和冷却油。通常将高压部件浸没在冷却油中。箱12防止对其中的高压部件的无意访问，并且包含冷却油。可以在变压器10的底座16周围设置容纳结构20，以防油从箱12泄漏或以其他方式从其中逸出。容纳结构20可以是例如围绕变压器10的矮壁20。然而，应当理解，也可以使用其他类型的容纳结构20，诸如将油引导到地下储液装置的排液管。因此，容纳结构20捕获逸出的油，以防止油溢出到周围的地面上。优选地，容纳结构20小于侧壁14的高度的一半。

变压器10可以被设计成分级响应于可能由变压器10内的电弧引起的过压状况。例如，在第一级中，箱12的侧壁14可以被设计成塑性变形，以在侧壁14没有爆裂的情况下吸收过压状况。这可以通过向侧壁14添加加强肋24并加宽侧壁拐角26而完成，以防止侧壁14爆裂开来。

如图3中所示，第二级可以包括弱化区域28，其破裂以允许压力从箱12中逸出。优选地，如上所指出的，如果在箱12没有破裂的情况下塑性变形足以容纳过压状况，则箱12首先塑性变形。然而，如果过压状况足够高，则箱12可以被设计成以受控的方式破裂，以将可能由变压器10故障所引起的任何损坏或伤害最小化。

如图2和图3中所示，顶盖18优选地围绕其周边被焊接28到侧壁14的顶部处的凸缘30。然而，也可以利用螺栓将顶盖18附接到凸缘30。焊接28可以被设计为在特定压力水平下破裂的弱化区域28。因此，如图3中所示，当弱化区域28破裂时，焊接28分开成28a、28b，并且顶盖18与凸缘30分离以在它们之间形成开口32。结果，可以通过破裂的开口32从箱12释放压力。优选地，弱化区域28沿着变压器10的顶部部分，以使得大部分冷却油在破裂后保留在箱12中而不溢出在地面上。

尽管破裂32被设计成发生在箱12的顶部，但是仍存在一些担忧：即，在过压状况期间一定量的油可能从破裂的开口32喷出。为了最小化与喷射的油相关联的任何环境或安全危害，可以设置如图1和图2中所示的导流器34。导流器34优选地是刚性的并且由金属制成。如图1中所示，可以优选地仅沿着变压器10的长边36设置导流器34，而不在短边38上设置导流器38。其原因在于，焊接28的破裂32将仅沿着变压器10的长边36出现而并不沿着短边38出现。此外，可能有用的是：使短边38的顶部保持打开并且不受导流器34阻挡，以允许更容易进入管道和其他设备。为了完全覆盖破裂的开口32，导流器34优选地沿着长边36的长度的至少50％延伸，并且更优选地沿着长边36的长度的至少75％延伸。

如图2中所示，导流器34可以具有竖直部分40，该竖直部分40与焊接28向外横向间隔开。在焊接28上方，导流器34还可以具有朝向箱12的中心向内延伸并覆盖焊接28的悬垂部分42。因此，当油从破裂的开口32通过焊接28逸出时，喷射的油将接触导流器34的内表面以重新引导逸出的油。结果，限制了油的向外喷射，并且防止了远离变压器10的长距离喷射。

可以将导流器34附接到在箱12的顶部处的凸缘30。例如，可以将导流器34附接到凸缘30的底部，如图2中所示。如图3中所示，优选地将间隔开的块44焊接到凸缘30的底侧。然后，可以将导流器34附接到块44的底侧。这种布置优选地为油提供了在接触导流器34之后向下流动的路径。例如，在油接触导流器34的内部之后，油可以通过导流器34与凸缘30之间的侧向空间46向下流动。然后，油可以继续流过凸缘30、导流器34与块44之间的竖直空间48。为了更清楚地看到竖直空间48，在图3中已经切离了导流器34的竖直部分和悬垂部分40、42。然后，油沿着箱12的侧壁14的外部向下流动。结果，油沿着侧壁14向下流到容纳结构20，而不会远离容纳结构20不受控制地逸出。

如图3中所示，还优选的是，利用螺纹紧固件50将导流器34附接到箱12(例如，凸缘30)。这允许在将要使用变压器的工作现场处安装导流器34，而不是必须在工厂就安装导流器34。因此，可以在没有安装导流器34的情况下运输变压器10。这可能是期望的，以减少将变压器10运送到使用位置所需的运输空间。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，本发明不限于此，并且可以在不脱离在本文的发明的情况下进行修改。尽管本文所描述的每个实施例可以仅仅参考某些特征并且可以不具体地参考关于其他实施例所描述的每个特征，但是应该认识到，除非另有说明，否则本文所描述的特征是可互换的——即使对没有参考特定的特征的情况也是如此。还应该理解，上述优点不一定是本发明的仅有优点，并且不一定期望利用本发明的每个实施例来实现所有描述的优点。本发明的范围由所附权利要求来限定，并且在字面上或通过等同的方式落入权利要求的含义内的所有装置和方法都旨在被包含在本发明的范围中。

技术特征：

1.一种电气设备，包括：

包含冷却油的、带有侧壁的箱；

附接到所述箱、并封闭所述冷却油的顶盖；

在所述箱与所述顶盖之间的弱化区域，其中当在所述箱中出现过压状况时，所述弱化区域破裂以释放压力；

沿着所述顶盖的至少一部分延伸、并且从所述弱化区域向外设置的导流器，其中当所述弱化区域破裂时，所述冷却油中的至少一些冷却油在压力下逸出，逸出的所述冷却油接触所述导流器的内表面、并且被重新引导，以限制所述冷却油的向外喷射。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述顶盖被焊接到所述箱。

3.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述导流器被附接到所述箱。

4.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述箱包括在其顶部处的凸缘，所述顶盖被附接到所述凸缘。

5.根据权利要求4所述的电气设备，其中所述导流器被附接到所述凸缘。

6.根据权利要求5所述的电气设备，其中所述导流器利用螺纹紧固件附接到所述凸缘，所述导流器由此被配置成在运输期间不与所述箱附接、并且在使用场所处被附接到所述箱。

7.根据权利要求1所述的电气设备，还包括在所述弱化区域下方、并且在所述导流器与所述箱之间的空间，所述空间被配置用于使所述冷却油通过所述空间向下流到所述箱的所述侧壁。

8.根据权利要求7所述的电气设备，还包括附接到所述箱的间隔开的块，所述导流器被附接到所述块，其中所述空间设置在所述间隔开的块之间、以及在所述箱与所述导流器之间。

9.根据权利要求8所述的电气设备，其中所述箱包括在其顶部处的凸缘，所述块被附接到所述凸缘的底侧，并且所述导流器被附接到所述块的底侧。

10.根据权利要求1所述的电气设备，还包括围绕所述箱的底座的容纳结构，所述容纳结构被配置成容纳从所述箱中逸出的冷却油，其中所述导流器将逸出的所述冷却油重新引导至所述容纳结构的内部。

11.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述导流器包括与所述弱化区域横向间隔开的竖直部分。

12.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述导流器包括设置在所述弱化区域上方、并且朝向所述箱的中心向内延伸的悬垂部分。

13.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述侧壁包括相对的短侧壁和相对的长侧壁，沿着所述相对的长侧壁中的每个长侧壁、而不沿着所述相对的短侧壁来设置所述导流器中的一个导流器。

14.根据权利要求1所述的电气设备，其中导流器沿着所述侧壁中的一个侧壁的长度的至少50％延伸。

15.根据权利要求14所述的电气设备，其中导流器沿着所述侧壁中的一个侧壁的长度的至少75％延伸。

16.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述侧壁塑性变形，以在所述弱化区域破裂之前吸收过压。

17.根据权利要求1所述的电气设备，还包括在所述弱化区域下方、并且在所述导流器与所述箱之间的空间，所述空间被配置用于使所述冷却油通过所述空间向下流到所述箱的所述侧壁，并且所述电气设备还包括围绕所述箱的底座的容纳结构，所述容纳结构被配置成容纳从所述箱中逸出的冷却油，其中所述导流器将逸出的所述冷却油重新引导到所述容纳结构的内部。

18.根据权利要求17所述的电气设备，其中所述顶盖被焊接到所述箱，所述导流器利用螺纹紧固件附接到所述箱，所述导流器由此被配置成在运输期间不与所述箱附接、并且在使用场所处被附接到所述箱，所述导流器包括与所述弱化区域横向间隔开的竖直部分，并且所述导流器包括设置在所述弱化区域上方、并且朝向所述箱的中心向内延伸的悬垂部分。

19.根据权利要求18所述的电气设备，其中所述箱包括在其顶部处的凸缘，所述顶盖被焊接到所述凸缘，所述导流器被附接到所述凸缘，所述侧壁包括相对的短侧壁和相对的长侧壁，沿着所述相对的长侧壁中的每个长侧壁、而不沿着所述相对的短侧壁来设置所述导流器中的一个导流器，并且所述导流器沿着所述侧壁中的一个侧壁的长度的至少75％延伸。

20.根据权利要求19所述的电气设备，还包括附接到所述凸缘的底侧的间隔开的块，所述导流器被附接到所述块的底侧，所述空间设置在所述块之间、以及在所述箱与所述导流器之间，并且所述侧壁塑性变形，以在所述弱化区域破裂之前吸收过压。

技术总结
提供了一种电气设备，其防止由于箱中的电弧故障而可能发生的不受控制的爆炸。在由电弧故障引起的过压状况期间，箱的顶部沿着弱化区域破裂。在破裂期间逸出的冷却油被导流器重新引导，以防止油从箱中向外喷射。

技术研发人员：S·布罗德尔;P·拉莫斯;A·科特;C·兰伯特
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.12.03