一种具有真空玻璃微球防爆结构的变压器

本发明属于电力设备，具体涉及一种具有真空玻璃微球防爆结构的变压器。

背景技术：

1、油浸式变压器在发生内部电弧故障时，电弧放电会导致绝缘油迅速裂解，瞬间产生大量高温高压油气。由于变压器油箱为封闭结构，短时间内剧烈产气会形成压力冲击波并向箱体各方向传播。

2、虽然油箱顶部通常配置有压力释放阀或爆破片，当内部压力超过设定阈值时可开启泄压，但由于该类装置存在响应延迟，且开启瞬间的泄放量有限，在强电弧故障下往往无法及时抑制压力的快速上升。当冲击波先于泄压装置作用到达油箱侧壁等薄弱位置时，极易造成油箱结构破坏；即便泄压装置开启，若泄放能力不足，油箱内部压力仍可能持续升高，最终导致油箱破裂，并引发高温油气爆燃等严重事故。

3、然而，现有的防护措施主要依赖于压力释放阀或爆破片等泄压装置，部分文献和专利提出了在变压器油箱内部放置气囊缓冲防爆结构，但空间布置难以紧凑，需要定期维护并需考虑气囊的橡胶材料与变压器油的相容性问题，未广泛应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有真空玻璃微球防爆结构的变压器。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种具有真空玻璃微球防爆结构的变压器，包括变压器油箱箱体，以及布置于所述变压器油箱箱体的内壁表面的防爆模块；

4、所述防爆模块中包括真空玻璃微球，所述真空玻璃微球的临界破碎压强低于箱体的可承受最大压强。

5、优选的，所述防爆模块为由真空玻璃微球与粘接材料混合固化形成的预制板状结构和/或异形结构。

6、优选的，所述异形结构包括圆弧阴角，位于箱体垂直相交的内壁内角处。

7、优选的，所述防爆模块上还设置有过油槽和/或过油孔，用于供变压器油流通。

8、优选的，所述变压器油箱箱体和防爆模块之间为胶接或螺栓连接。

9、相比于现有技术，本发明的有益效果包括：

10、本发明直接将真空玻璃微球防爆模块直接布置于油箱内部中，不会导致变压器体积增大，具有良好的绝缘性和使用寿命。当发生内部电弧故障时，若压力波超过真空玻璃微球抗压阈值，真空玻璃微球即发生破裂，形成瞬时的油气容纳空间以缓冲冲击波对箱壁的冲击，在压力达到压力释放阀等装置前或者泄压不足时实现实质性预泄压。

11、具体的：当油浸式变压器发生内部电弧故障时，电弧持续时间通常可达数十毫秒甚至更长，期间快速释放大量能量，促使绝缘油分解并产生高温高压气体，形成急剧上升的内部压力冲击波。通常情况下，安装在油箱顶部的压力释放阀或爆破片等压力泄放装置，其动作依赖于压力波沿油介质传播至感测部位，响应时间约为数毫秒；在压力释放通道完全形成之前，压力波已率先抵达油箱侧壁等距故障点更近的结构部位，致使局部压力迅速攀升。设置真空玻璃微球防爆模块后，当该区域压力达到预设于油箱内壁附近的真空玻璃微球的动作阈值时，真空玻璃微球将发生破裂，从而在油箱内部形成一个瞬时的油气容纳与泄放空间。该过程在压力释放机构尚未完全开启的数毫秒窗口期内发生。尽管此期间故障产气总量受电弧能量等级及持续时间的限制而相对有限，但真空玻璃微球破裂所瞬间提供的等效容积扩展，实际上构成了对早期产气的快速泄放路径，其效果相当于在该局部位置形成一次高流量瞬时排放，从而有效缓释压力峰值，起到抑制油箱结构破坏的辅助防爆作用。

12、对于油箱内部因为缓慢产气或其他原因导致的较为缓慢压力上升情况，由于真空玻璃微球临界破碎压强高于压力释放阀或防爆膜，因此真空玻璃微球不会产生破裂，压力由压力释放装置正常泄放。对于中低能量等级的燃弧故障，在填充模块布置充分的情况下，油箱壳体基本不会承受压力波，对于较大能量等级的燃弧故障，也能在压力释放装置起泄放作用前，极大弱化油箱壳体压力上升速率。基于真空玻璃微球破裂原理的瞬态压力缓冲机制，在变压器主动防爆设计中具有重要的工程应用价值。

1.一种具有真空玻璃微球防爆结构的变压器，其特征在于，包括变压器油箱箱体，以及布置于所述变压器油箱箱体的内壁表面的防爆模块；

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述防爆模块为由真空玻璃微球与粘接材料混合固化形成的预制板状结构和/或异形结构。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述异形结构包括圆弧阴角，位于箱体垂直相交的内壁内角处。

4.根据权利要求2或3所述的变压器，其特征在于，所述防爆模块上还设置有过油槽和/或过油孔，用于供变压器油流通。

5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器油箱箱体和防爆模块之间为胶接或螺栓连接。