趣味科普|变压器下为何放鹅卵石？鹅卵石下面又是什么？

作者：电力论坛、电工之家、直观学机械发布时间：2021-10-09

我们经常可以看到，在一些变压器下面放置了大量的鹅卵石，那么这些鹅卵石到底是干什么用的？只是为了美观吗？

我们常见的变压器分为干式变压器和油浸式变压器。

油浸式变压器，是以油作为变压器主要绝缘手段，并依靠油作冷却介质，如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷及强迫油循环等。变压器的主要部件有铁芯，绕组，油箱，油枕，呼吸器，防爆管（压力释放阀），散热器，绝缘套管，分接开关，气体继电器，温度计，净油器等。

油浸式变压器和干式变压器相比具有造价低、维护方便，能够解决变压器大容量散热问题和高电压绝缘问题等特点，但是因为油浸式变压器的冷却油是可燃的，所以导致油浸式变压器具有天生的缺点，那就是可燃、可爆。

而这时，鹅卵石等这一系列部件就应运而生；变压器下这个部位我们通常称为卸油池或卸油坑(或者类似的叫法)，通往事故油坑或事故油池。

发生事故时，如喷油或爆炸，变压器的油会卸到卸油坑内，然后流往事故油池。

池内有的做隔栅，也有的不做隔栅。做隔栅的，鹅卵石就放置在隔栅上面;不做隔栅的，鹅卵石就放置在卸油坑内。做不做隔栅，跟变压器型式、容量、电压等级有关，这方面有规定。

放置鹅卵石在油浸式变压器下面主要是考虑以下七点因素：

1.在变压器使用很长时间以后，零部件有可能出现老化渗漏等问题，而放置大量的鹅卵石可以吸收变压器漏油，让变压器油顺利回流到事故油池，减少事故发生；

2.一旦发生事故时，鹅卵石又可以防止变压器中的油喷溅，避免爆炸。

3.爆炸起火时，鹅卵石可以起到隔离作用，阻止火灾蔓延到地面，利于灭火。

4.轻微的冷却作用，变压器温度过高时可以借助鹅卵石使其冷却。

5.鹅卵石绝缘，便于检修、运行人员检查工作。

6.鹅卵石具有减震作用。作用和铁路上的石头是一样的，可以增加一层缓冲。

7.防止杂草生长。

消防规程中有明确要求：

1. 室外单台油量在1000kg以上的变压器及其他油浸式电气设备，应设置储油坑及排油设施。

2. 储油坑容积应按容纳100%设备油量或20%设备油量确定。当按20%设备油量设置储油坑，坑底应设有排油管，将事故油排入事故储油坑内。排油管内径不应小于100mm，事故时应能迅速将油排出，管口应加装铁栅滤网。

3. 储油坑内应设有净距不大于40mm的栅格，栅格上部铺设卵石，其厚度不小于250mm，卵石粒径应为50～80mm。

当设置总事故油坑时，其容积应按最大一台充油电气设备的全部油量确定。当装设固定水喷雾灭火装置时，总事故油坑的容积还应考虑水喷雾水量而留有一定裕度。

事故油池里为什么要有水？

那么到底什么是事故油池呢？

简单介绍一下背景

目前，在变电站的主要电气设备中，

油浸电力变压器

得到广泛的使用。

当遇到变压器事故时，

短时间内，

大量的矿物油从变压器内喷溅出来，

落到四周。

如不采取专门的防护措施，

一是对变电站内及周边环境造成污染；

二是事故喷油后极易引起大火，

大量外泄的喷油，无疑会使事故扩大化。

因此，

无论是从环境保护，

还是从消防安全等方面考虑，

都必须将这部分油

安全地排到专门的设施中去，

使其与外界易燃物品隔离，

降温存储起来，

有待日后分离回收，

加以处理再次利用。

一般变电站的事故油池就长这个样，

照片上面，铭牌所写的200立方米是事故油池的总体积，

并不是事故油池的最大储油体积噢～

事故油池的入口，

与主变压器基础油坑，

即变压器下方铺设鹅卵石处相连，

主变的油通过排油管

输送至事故油池。

那么看到这里

估计有很多人又要问了，

变压器下面的鹅卵石我们都见过，

但是到底为什么要铺鹅卵石呢？

用金银珠宝行不行呢？

鹅卵石其实是起到一个隔离作用，

在变压器起火的时候，

可以有利于减小火势。

其次

高温变压器油

经过鹅卵石的冷却后，

也能够减小火势，

利于灭火。

好的，那么事故油池的原理是啥呢？

先让我们来看看事故油池的一个断面图。

简单来说，

事故油池就是一个连通器。

在没有事故油的情况下，

事故油池里面如果有水的话，

AB两池中水的液面是一样高的。

油与水的密度不同、

互不相溶且能够自行分离。

由于油的密度比水小，

因此油会浮于水上

（相信会煮饭的人都知道）

一旦有事故油/排进事故油池，

油将会在主贮油池一侧，

既A池水面上产生压力，

迫使水通过泄水口向另一侧，

B池移动，

随着事故油的增多，

水将被压排进污水井中。

如果你到这里还是看不懂，

没问题，

千万不要怀疑自己的智商，

毕竟确实是有些拗口的。

那么下面就用图片

来简洁明了的

叙述一下这个过程吧~

事故油池初始状态储存有水，

主变、高抗起火，

启动水喷淋系统，

大量绝缘油、油水混合物

从入口流入A池中。

经在A池中静置分离，

油浮于A池上部，水沉于底部。

在油压作用下，

经泄水口，进入B池，

通过出口排出。

最终达到下面这样一个佛系的状态，

这样就能将油保留在A池中，

方便事故后进行分析利用。

如果事故油池内无水，

主变、高抗先发生大量漏油，

大量绝缘油进入油池中，

然后主变、高抗起火，

启动水喷淋系统，

大量油水混合物进入A池中。

经在A池中静置分离，

水沉于底部，油浮于A池上部。

但B池上部的少量油

以蝶岭站油池计算，最大约1.7m³

最终会从出口排入周围环境。

待B池油排完后，

也最终达到之前那个

很佛系的状态（如下图），

满足设计要求。

平时应保持池内有水。

根据GB 50229-2006

《火力发电厂与变电站设计防火规范》

规定：

当设置有油水分离措施的

总事故贮油池时，

其容量宜按一个油箱容量的60%确定。

意思就是这个事故油池

应该能放得下

一台变压器60%的油。

那么就让我们来算一算：

例如：

DL站#2、#3主变单相油量为65t，

#4主变单相油量为60.5t，

而高抗的油量更少，为13t。

因此以#2、#3主变一相为标准计算。

变压器油的密度

通过调查可知为0.895kg/m³，

根据ρ=m/V可知65t的油为72.6m³。

油箱的60%的容量为43.56m³。

DL站的事故油池

最高贮油体积通过计算，

为47.55m³>43.56m³,

因此是符合标准的。

看到这里相信大家都已经明白

事故油池的结构及原理了吧~

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