傳統壓力釋放(fàng)閥為(wèi)什麽不能(néng)防爆
傳統壓力釋放(fàng)閥是變壓器(qì)壓力保護的重要裝置之一(yī)。當油浸變壓器(qì)内部發生(shēng)事(shì)故時，事(shì)故處的絕緣油汽化膨脹，變壓器(qì)油箱的内部壓力急劇升高(gāo)，若無保護措施，油箱可能(néng)發生(shēng)變形甚至爆裂。傳統壓力釋放(fàng)閥就(jiù)是為(wèi)了釋放(fàng)事(shì)故時内部急增的壓力，從(cóng)而保護變壓器(qì)油箱安全的裝置。
然而，目前國(guó)内變壓器(qì)運行實踐表明，傳統壓力釋放(fàng)閥保護的有效性還(hái)存在某些問題，電(diàn)力系統内由于傳統壓力釋放(fàng)閥沒有起到(dào)有效保護作用而使變壓器(qì)油箱變形、爆裂甚至起火的事(shì)故時有發生(shēng)：
2018年(nián)，中國(guó)國(guó)家電(diàn)網已經發生(shēng)了兩起特大變壓器(qì)爆炸起火事(shì)故，直接經濟損失幾十億元人民(mín)币，幸虧未造成人員(yuán)傷亡；
2016年(nián)，湖(hú)南(nán)永州，變壓器(qì)爆炸，緻使1人死亡，多(duō)人受傷，影響極壞；
2016年(nián)，西(xī)安郊區2台330kV變壓器(qì)起火燃燒；
2010年(nián)，甯夏青銅峽鋁廠整流變大火……
某500kV聯絡變壓器(qì)相(xiàng)間短路(lù)時，壓力釋放(fàng)閥雖已動作，但卻發生(shēng)箱沿螺栓斷裂，鍾罩嚴重位移；某換流變壓器(qì)有載分接開(kāi)關内部爆炸而波及本體時，壓力釋放(fàng)閥噴油，但本體油箱仍嚴重變形并起火；還(hái)有某台變壓器(qì)内部三相(xiàng)短路(lù)而發生(shēng)爆炸事(shì)故，也是壓力釋放(fàng)閥未起到(dào)有效保護所緻。
這些事(shì)例表明:當變壓器(qì)内部故障能(néng)量太大，故障延續時間較長(cháng)，油箱内部壓力急劇增加時，如果壓力釋放(fàng)閥的釋放(fàng)量小(xiǎo)于油箱内部壓力的增速，則無法起到(dào)保護作用而使事(shì)故擴大。實踐證明，影響壓力釋放(fàng)閥的保護有效性的因素有：
1、故障部位産生(shēng)的能(néng)量大小(xiǎo)。
2、故障部位與壓力釋放(fàng)閥之間的壓力梯度和沖擊波強度的大小(xiǎo)。
3、壓力釋放(fàng)閥離故障部位的遠(yuǎn)近。
4、壓力釋放(fàng)閥的動作特性，特别是動作時間是否能(néng)滿足保護要求。顯然，在小(xiǎo)于壓力釋放(fàng)閥開(kāi)啓時間之内，如果油箱内部壓力急增到(dào)大于箱體的極限強度時，油箱即先于壓力釋放(fàng)閥動作而爆裂釋壓。
5、壓力釋放(fàng)閥的信号裝置密封是否嚴密，如果進水(shuǐ)受潮或接觸不良就(jiù)會(huì)産生(shēng)誤動或拒動。
傳統壓力釋放(fàng)閥受結構限制，在快速洩壓能(néng)力方面具有很大缺陷：
a、受彈簧機(jī)構儲能(néng)的影響，在高(gāo)能(néng)故障下(xià)洩壓能(néng)力不足。傳統壓力釋放(fàng)閥開(kāi)啓壓力與壓力梯度的關系見(jiàn)圖1
圖1 壓力釋放(fàng)閥開(kāi)啓壓力與壓力梯度的關系
從(cóng)圖1中的紅(hóng)線可以看(kàn)出，随著(zhe)壓力梯度的加大，傳統壓力釋放(fàng)閥的開(kāi)啓壓力就(jiù)會(huì)超過油箱的強度，從(cóng)而引起變壓器(qì)油箱變形、破裂，甚至引發火災。
b、傳統壓力釋放(fàng)閥最大洩壓口徑為(wèi)φ130mm,并且受膜盤跳起高(gāo)度所限，膜盤處的有效洩壓面積低(dī)于最大洩壓口徑φ130截面積的50%，嚴重降低(dī)了洩壓速度。由于傳統壓力釋放(fàng)閥的排放(fàng)量大幅降低(dī)，往往來不及釋放(fàng)故障能(néng)量，造成油箱内部壓力過高(gāo)，引起油箱破裂。傳統壓力釋放(fàng)閥的内部結構見(jiàn)圖2。
圖2 傳統壓力釋放(fàng)閥的内部結構圖
c、傳統壓力釋放(fàng)閥會(huì)在巨大沖擊力作用下(xià)會(huì)發生(shēng)變形或損壞，不能(néng)再次重複使用，否則會(huì)出現滲漏油現象。
鑒于傳統壓力釋放(fàng)閥的以上(shàng)不足，我公司研發了新型防爆快速洩壓裝置，傳統壓力釋放(fàng)閥與我公司防爆快速洩壓裝置的性能(néng)對比見(jiàn)表1。
表1 傳統壓力釋放(fàng)閥與新型防爆快速洩壓裝置的對比
| 比較事(shì)項 | 傳統壓力釋放(fàng)閥 | 防爆快速洩壓裝置 |
| 洩壓口徑 | φ130 | φ150（另外還(hái)有DN200、DN250、DN300等更大規格） |
| 設計洩壓面積 | 約136cm² | 約196cm² |
| 實際洩壓面積 | 約87cm²，約為(wèi)設計值的64%。 | 約196cm²(幾乎無降低(dī)) |
| 開(kāi)啓速度（變壓器(qì)電(diàn)弧試驗實測值） | 20ms | 2-5ms |
| 開(kāi)啓壓力 | 随著(zhe)壓力增速的增加急劇增加，在高(gāo)能(néng)量故障條件(jiàn)下(xià)，開(kāi)啓壓力能(néng)增加4倍以上(shàng)，甚至更高(gāo)。 | 沖擊波的爆破壓力是靜(jìng)壓爆破壓力的1.7倍，增壓速度越高(gāo)，開(kāi)啓速度越快。 |
壓力釋放(fàng)特點 | 壓力升高(gāo)，壓縮彈簧，開(kāi)啓壓力釋放(fàng)口。 | 壓力升高(gāo)，壓縮彈簧，開(kāi)啓壓力釋放(fàng)口； 膜片爆破，打開(kāi)洩壓口。 |
| 洩壓性能(néng) | 能(néng)夠釋放(fàng)低(dī)速壓力變化。 對高(gāo)能(néng)量電(diàn)弧故障導緻的高(gāo)速動壓洩壓性能(néng)不足。容易導緻油箱破裂。 | 能(néng)夠适應各種壓力變化，無論是低(dī)壓還(hái)是高(gāo)速動壓，均能(néng)良好滿足。
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高(gāo)能(néng)量電(diàn)弧故障情況下(xià)
| 設備狀态 | 釋放(fàng)閥變形損壞，被保護設備損壞 | 爆破膜片破裂快速洩壓，被保護設備依然能(néng)得到(dào)保護 |
| 洩壓能(néng)力 | 洩壓速度慢(màn) | 洩壓速度快 |
| 事(shì)故發生(shēng)後的可維修性 | 不可維修 | 僅需更換爆破膜片即可。 |