Максимальная токовая и дифференциальная защиты надежно срабатывают при коротких замыканиях на выводах трансформаторов и подсоединенных к ним шинах, но не реагируют на такие повреждения, как межвитковые короткие замыкания и повреждения в магнитопроводах, вызывающие местные перегревы, сопровождаемые разложением масла и выделением газа, а также при утечке масла из трансформатора. Поэтому крупные трансформаторы мощностью 1000 кВ А и выше оснащают специальной защитой, реагирующей на все внутренние повреждения и называемой газовой, основным элементом которой является газовое реле.
Газовое реле 3 устанавливают между крышкой 1 трансформатора и расширителем 4. Чтобы обеспечить выход газов, образующихся при разложении масла, необходимо создать некоторый подъем в сторону расширителя крышки трансформатора (1 — 1,5%) и труб 2, соединяющих расширитель с кожухом трансформатора (1,5-2%).
Для защиты трансформаторов применяют газовые реле РГЧЗ (Запорожского трансформаторного завода) и реле Бухгольца BF 80/Q (ГДР).
Реле РГЧЗ (рис. 44) имеет нижнюю 7 и верхнюю 72 чашки, которые при заполнении корпуса 22 реле маслом поднимаются, поворачиваясь вокруг своих осей 6 и 11. При этом контакты реле размыкаются (подвижный 4 отходит от неподвижного 3). Если масло из реле вытекает или вытесняется скопившимися газами, то по мере ухода его опускается чашка 72, а затем чашка 7 и в той же последовательности замыкаются контакты. При движении потока масла слева направо (при установленном реле — в сторону расширителя трансформатора) пластина 70, прикрепленная к изолирующей детали 19, поворачивается вокруг оси 5 по часовой стрелке, преодолевая противодействие пружины 27, и контакты нижней чашки замыкаются даже тогда, когда эта чашка будет поднята.
Полуэкраны 9 и 75 защищают чашки от прямого потока масла, а экраны 14 и 20 предохраняют от оседания шлама и других механических примесей на дно чашек. Изолирующая деталь 75, несущая подвижный контакт 4 верхней чашки, закреплена на ее стенке, а изолирующая деталь 79, несущая подвижный контакт 4 нижней чашки 7, соединена с рычагом 7, подвижно установленном на оси 5, и имеет выступ 8, упирающийся в стенку этой чашки. Зажимы выводов контактов находятся в коробке 77. Пробка 2 служит для слива масла из реле, а кран 16 — для выпуска скопившихся газов. Корпус 22 имеет смотровое стекло 18 с нанесенными на нем делениями, позволяющими судить о количестве скопившегося в реле газа.
Реле Бухгольца имеет верхний 1 и нижний 4 поплавки в виде пластмассовых шариков, несущие соответственно постоянные магниты 2 и б. В стеклянных герметично запаянных и закрепленных неподвижно трубках 5 и 3 находятся магнитоуправляемые контакты, соответственно взаимодействующие с магнитами 2 и б. Зажимы выводов этих контактов расположены в коробке S. При утечке масла или вытеснения его газом сначала опускается верхний поплавок, а затем нижний. В той же последовательности замыкаются магнитоуправляемые контакты в трубках 5 и 3. На контакт в трубке 3 воздействует также перемещающаяся при движении пото.ка масла слева направо пластинка 7. На крышку реле выведена кнопка кинематически связанного с поплавками штока. Воздействуя на эту кнопку, можно последовательно опускать верхний и нижний поплавки, имитируя срабатывание реле.
Схемы силовой цепи трансформатора и его газовой защиты показаны на рис. 46, а9 б. При повреждениях внутри трансформатора по мере ухода масла из реле сначала замыкается контакт KG: 1 газового реле, срабатывает указательное реле КН1% которое своими контактами замыкает цепи сигнализации (на рис. 46 цепи звонка ВА и лампы HL)% привлекая внимание обслуживающего персонала. Затем замыкается контакт KG: 2, срабатывают реле промежуточное KL и указательное КН2. Контакты KL: 1 и KL: 2 промежуточного реле замыкают цепи отключающих электромагнитов YAT1 и YAT2 выключателей Q1 и Q2, которые отключаются. Если повреждения трансформатора сопровождаются бурным газообразованием, при котором поток масла устремляется в сторону расширителя, срабатывает контакт KG: 2 газового реле, в результате воздействия потока масла на пластинку 10 (в реле РЧГЗ) или 7 (в реле Бухгольца) и выключатели Q1 и Q2 отключаются. Накладка ХВ служит для размыкания цепи газовой защиты, действующей на отключение трансформатора Т. В этом случае защита будет действовать только на сигнал при замыкании контакта KG: 7, но не будет действовать на отключение.