法国SERGI公司指出,变压器之所以会爆炸起火,是由于未对短路所产生的压力迅速变化进行足够有效的防护。为避免该类事故所产生的严重后果,SERGI公司自1995年以来便制定了深入的研究计划,目的是为搞清楚电弧与变压器绝缘油之间的能量传递现象。研究中设计了磁-热-流体动力学模型,以模拟各种不同的情况,量化爆炸和可燃气体的产生。模拟结果表明,在短路发生时,变压器绝缘油箱内压力梯度为(5~50)MPa/S。从短路开始到变压器油箱爆炸之间的时间在10~50ms。面对如此快速的现象,传统的变压器保护措施是无效的。如断路器,其动作太慢,无法避免变压器发生爆炸。
SERGI公司采用该项科研成果,开发出了能够避免变压器发生爆炸和火灾的技术:变压器保护器。它适用于所有类型的变压器和负载调节器,包括现行的或新的设备。其原理为:通过一个装置,在几个毫秒的时间里,降低变压器设备绝缘油箱里的压力;通过一个油气分离装置,将可能发生爆炸和可燃的气体与变压器绝缘油分开;避免空气(氧气)与可燃气体的接触;将可燃气体引导向远离变压器环境的地方,以使其安全地燃烧,像炼油厂里的火炬那样;采用一个燃爆气体的清除装置,减少并清除可燃气体。
2002年,法国高压电力试验室成功地进行了28次变压器保护器的试验。保护系统成功地将变压器绝缘油箱内的压力降低[当时的压力梯度在(50~120)MPa/S]。由于该项试验的成功,许多发电企业、输配电公司和工业部门已经把变压器保护器列入他们的技术要求书中。
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