为什么变压器下必须铺石头?有什么深层原理?

文摘   2025-01-10 17:05   福建  

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大家是不是经常都看到变压器下面都铺设这“鹅卵石”看起来挺好看的,那么如果仅仅一个地方是这样,那可能真是为了好看,但是如果说您见到的油浸式变压器下面都铺有石头,那这就有深层次的原因了,今天老路就和大家一起探究一下,这个原因有多深!(如果有说的不对的,烦请电友们留言区补充指正一下!非常的感谢

一、变压器的工作原理与危险性

油浸式变压器是通过电磁感应原理来工作的,它主要由铁芯、绕组、油箱等部件组成。油浸式变压器使用油作为主要的绝缘和冷却介质,这些油液通过散热器帮助变压器散热,确保设备能够在高电压环境下稳定运行。然而,油浸式变压器虽然有许多优点,如低成本、维护方便、高容量和良好的散热性能,但它的缺点也很明显——变压器油是可燃的,一旦发生故障或泄漏,可能会引发火灾甚至爆炸。由于变压器的油具有极高的温度,喷溅的油液可能迅速蔓延并引发更大范围的火灾,这就需要采取有效的预防措施。

因此,在安装变压器时,常常会在其底部铺设鹅卵石,这一举措主要是为了防止因油泄漏、过热或故障引发的二次灾难。具体来说,鹅卵石的作用分为以下几点。

二、鹅卵石的七大作用

1. 防水、排水、防锈

变压器常常安装在室外环境,风吹雨打使其暴露在潮湿的空气中。如果变压器下方没有采取有效的防护措施,积水会导致设备的金属部分发生腐蚀,缩短使用寿命,甚至引发电气故障。而鹅卵石的透水性可以大大提高地面的排水能力,能够应对暴雨天气,防止积水对变压器设备造成影响。另一方面通过“架空”变压器底座,鹅卵石防止了设备与潮湿土壤的直接接触,减少金属腐蚀的风险。普通土壤的排水速度通常只有 3~5 L/分钟·m²,但碎石层的排水速率可以达到 10~20 L/分钟·m²,轻松应对暴雨天气。

2. 防止油泄漏引发的火灾

油浸式变压器在使用过程中可能出现油泄漏问题。如果油液泄漏直接与地面接触,可能造成严重的环境污染和火灾隐患。鹅卵石能够起到重要的隔离作用,有效地引导泄漏的油液流入专门的事故油坑,这样也便于后续的回收和清理。而不会扩散到周围环境中。

3. 防跨步电压,降低触电风险

跨步电压是由于地面电位差造成的电击风险,尤其在雷击或接地故障时,人体可能因站立在电位差较大的地方而遭受电击。鹅卵石作为一种良好的电绝缘材料,能够有效提高地面电阻率,减少了电流在地面上的扩散速度。虽然跨步电压可能较高,但由于电流在地面上的扩散受到限制,人体承受的电流大幅下降,从而降低了触电风险。

跨步电压的原理:跨步电压公式为:

U=I故障×Rg×ΔLU_{\text{步}} = I_{\text{故障}} \times R_g \times \Delta L

I故障I_{\text{故障}}是故障电流,通常在几十到上百千安之间;

RgR_g是地表电阻率,单位为Ωm\Omega \cdot m

ΔL\Delta L 是步距,通常为0.8~1米。

4. 轻微的冷却作用

变压器在工作过程中会产生大量热量,鹅卵石由于其材质的特殊性,能够在一定程度上起到散热作用。虽然它不能替代散热器或油冷系统,但鹅卵石层可以帮助降低设备底部的温度,特别是在负荷较重时。鹅卵石有助于加速变压器底部的热量释放,降低温度,确保设备稳定运行。

5. 便于检修与操作

鹅卵石的铺设不仅有助于保护设备,它还便于电力系统的检修和操作人员检查工作。由于鹅卵石具有一定的松散性和隔离性,检修人员可以方便地进行检测和修理工作,而不会受到潮湿土壤的影响。

6. 减震作用

与铁路上的石头类似,鹅卵石层还具有减震作用,能够吸收和缓冲设备运行时产生的震动。这些震动如果不被有效隔离,可能会影响变压器的正常运行,甚至导致设备损坏。

7. 防止杂草生长

草丛和杂草的生长不仅影响变压器的散热,还可能带来火灾隐患。鹅卵石层能够有效抑制杂草的生长,防止草丛堆积。减少火灾发生的可能性。

三、消防规程中的要求与规范

根据消防规程的要求,油浸式变压器和其他含油设备必须配备储油坑和排油设施,确保油液泄漏时能够迅速得到处理。具体要求包括:

储油坑和排油设施:室外油量超过1000kg的变压器必须设置储油坑和排油设施,确保油液能够顺利排放并集中到事故油池中。

事故油池的容量:储油坑的容积应按设备油量的20%进行设置,以确保油液能够完全被容纳。

碎石铺设:储油坑内应铺设厚度不少于250mm的鹅卵石,粒径应在50-80mm之间,以提高排水和吸油能力。

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