Выхлопная (предохранительная) труба служит для предотвращения разрушения бака трансформатора, в котором при внутренних повреждениях (КЗ, электрический пробой и пр.) повышается давление, а защита, отключающая трансформатор, не сработала или сработала с запозданием. Выхлопная труба представляет собой длинный стальной цилиндр, сваренный из листовой стали толщиной 1,5 мм, устанавливаемый нижним основанием на крышке трансформатора / (рис. 1). Верхний конец трубы закрыт мембраной — стеклянным диском 2 42 (рис. 2). При повышении давления внутри трансформатора мембрана лопается и масло и газы выбрасываются наружу. При отсутствии выхлопной трубы аварии трансформаторов обычно сопровождаются разрушением бака.
Выхлопную трубу делают такой высоты, при которой мембрана оказывается выше расширителя трансформатора. Кроме того, трубу делают наклонной и верхний конец ее несколько опускают для того, чтобы масло, выбрасываемое из трансформатора, не попадало на него и на стоящие рядом другие трансформаторы.
Рис. 1. Крепление выхлопной трубы.
1 — крышка трансформатора; 2 — фланец, приваренный к крышке; 3 — уплотняющая резиновая шайба; 4— болт; 5 — ограничительная труба, предотвращающая попадание пузырьков газа в выхлопную трубу; 6 — нижний стальной фланец выхлопной трубы; 7 — корпус выхлопной трубы; 8 — верхний фланец выхлопной трубы.
Рнс. 2. Установка стеклянного диска на верхнем фланце выхлопной трубы.
1 — корпус выхлопной трубы; 2 — стеклянная мембрана (диск); 3 — гайка; 4 — болт; 5 — фланец, приваренный к обечайке; 6 — прижимной фланец; 7 — резиновые уплотнительные кольца; 8 — ограничительное стальное кольцо.
Чтобы уровень масла в выхлопной трубе был одинаков с уровнем масла в расширителе, воздушные полости. расширителя и предохранительной трубы соединены трубкой 14 согласно ГОСТ 11677-75. Для этой цели на выхлопной трубе и на расширителе имеются патрубки, к фланцам которых крепят фланцы соединительной трубки. Если бы не было такого сообщения воздушных полостей, то в изолированной воздушной полости выхлопной трубы во время работы трансформатора (при изменении нагрузки, температуры окружающего воздуха и т. и.) возникло бы избыточное давление или разрежение. Это может привести к разрушению мембраны и, как следствие этого, к перетоку масла в расширитель или из него. При этом может сработать газовая защита (ложное срабатывание газового реле).
Диаметр выхлопной трубы принято выбирать в зависимости от диаметра расширителя, т. е. фактически от количества масла в трансформаторе:
Диаметр расширителя, мм . . 470—940 940—1260 1260—1570
Объем расширителя, л ... . 200—1250 1600—4000 4500 и более
Диаметр выхлопной трубы, мм 150 255 350
Чем больше диаметр трубы и соответственно площадь стекла, тем больше сила, действующая на стекло. Поэтому толщину стекла принимают в зависимости от диаметра трубы 2,5—3—4 мм при диаметрах соответственно 150—255—350 мм.
В трансформаторах обычно применяют выхлопные трубы с наклоном цилиндрической части относительно вертикали под углом 15, 22°30' и 30°; под таким же углом располагается диафрагма. Как правило, труба устанавливается на крышке трансформатора у расширителя и наклонена в его сторону. В том случае, если трудно выдержать необходимые изоляционные расстояния от трубы до вводов, допускается устанавливать трубу в стороне от расширителя. На крышке трансформатора трубу крепят болтами на специально предназначенном для этой цели фланце. В качестве уплотнения между фланцами крышки и трубы используют шайбу из маслостойкой резины.
В некоторых конструкциях трансформаторов используют выхлопные трубы с поворотом верхней части на 180°. При этом мембрана занимает горизонтальное положение. При расположении трубы в стороне от расширителя она крепится к крышке трансформатора стальной штангой. К верхнему концу штанги приваривают пластину, к которой прикрепляют верхний фланец выхлопной трубы. Нижний конец штанги, имеющий резьбу, вставляют в отверстие в горизонтальной планке и закрепляют гайками. Планку помещают на крышке и привинчивают к ней двумя болтами, крепящими крышку к раме бака.
В связи с тем что герметичность в месте установки стеклянной диафрагмы трудно достижима и в трубу может попадать влажный воздух, в современных конструкциях труб предусматривают фланец для установки воздухоосушителя; чтобы масло не попадало в воздухоосушитель, внутри трубы помещается трубка, соединенная с фланцем, на котором устанавливается воздухоосушитель, верхний конец трубки открыт. Таким образом, воздухоосушитель сообщается с воздухом, находящимся над маслом, и осушает его.
Выхлопные трубы на трансформаторах применяют не во всех странах. В ГОСТ 11677-75 указано, что масляные трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и более с расширителями должны быть снабжены защитным устройством, срабатывающим при внезапном повышении давления сверх 5-104 Па, а в нормативной документации некоторых стран такое требование отсутствует. Ряд фирм считает, что выхлопная труба не является надежной защитой от повреждений бака трансформатора. Другие фирмы считают применение трубы обязательным.
