摘要：变压器是电力系统中的重要组成部分，变压器的运维检修对电网稳定运行起着重要作用。本文给出一起由储油柜胶囊破裂引起的变压器呼吸器漏油故障案例，描述了故障检测、处理过程，并进行原因分析，对变压器运维检修工作起到一定参考作用。
关键词：变压器；呼吸器；储油柜；胶囊
储油柜是变压器的重要附件，俗称油枕，为圆筒形容器，横放于油箱上方，用管道于变压器油箱连接。当变压器油热涨时，油由油箱流向储油柜，当变压器油冷缩时，油由储油柜流向油箱[1]。储油柜分敞开式和密封式两大类，目前变电站常用的是密封式储油柜。密封式又可分为橡胶囊或橡胶隔膜密封式和金属波纹密封式[2]。胶囊式储油柜实现了绝缘油与空气的隔离，一定程度上减少了绝缘油的吸湿和氧化[3]，但胶囊式储油柜在多年的使用也暴露出机械强度不够容易破裂、橡胶材料容易老化等问题。本文分析了通过因胶囊破裂而漏油的一起案例。
1、案例经过
2018年7月8日，运维人员对某220kV变电站进行巡视发现#2主变呼吸器内硅胶被变压器油浸泡，气路阻塞，油位指示器下降到7 点钟位置。随后对#2主变进行红外精确测温，发现#2主变油位正常，未发现油位过低情况。根据呼吸器出口处漏油情况，油位表、呼吸器主导气管、油枕胶囊出气孔全部连接在位于储油柜12 点钟位置的法兰处。怀疑主变储油柜内胶囊出现破损，油通过破损处进入到油囊内，油温升高液位上升时，油通过呼吸管从呼吸器出口处溢出。
随后检修人员将#2主变进行停电检修处理，更换主变油枕胶囊。#2主变停电前，检修人员更换#2主变呼吸器，并增加“U”型液位计，测量真实油位，经查油位处于正常范围。
2.检测过程
某220kV变电站#2主变，设备型号为SFSZ10-180000/220，生产日期为2006年10月。
2018年7月8日，运维人员对220kV车王站进行巡视发现#2主变呼吸器内硅胶被变压器油浸泡，油位指示器下降到7 点钟位置。
7月9日试验人员对#2主变红外精确测温，对#2主变油位进行检测，红外图谱如下图所示。
图1 油枕油位红外图谱
通过红外图谱发现，#2主变油位正常（图1中红线为真实油位），未发现油位过低情况。随后对主变进行全面检查，运行参数正常；声音正常，未发现异音；绕组温度正常；冷却器风机与潜油泵工作正常；变压器油在线色谱仪数据正常。根据呼吸器出口处漏油情况，油位表、呼吸器主导气管、油枕胶囊出气孔全部连接在位于储油柜12点钟位置的法兰处。怀疑主变储油柜内胶囊出现破损，油通过破损处进入到油囊内。油温升高液位上升时，油通过呼吸管从呼吸器出口处溢出。
3、处理过程
根据运行情况，分析认为该变压器可以保持继续运行。随后变电检修室将#2主变列入停电计划，结合计划检修处理。在#2主变停电检修前，对#2主变采取如下监测措施。（1）增加一个呼吸器与原呼吸器并联安装，以降低更换呼吸器内干燥剂的频次；（2）继续通过“U”型管对主变储油柜油位进行监视（每天一次），油位不低于储油柜1/2 位置，正常时通往“U”型管的阀门处于关闭状态，检查油位时短时打开；（3）每周一次通过红外测温的方式对主变储油柜油位进行检查，若检查情况与“U”型管指示吻合，则1 个月后，改为每月进行一次红外测温的检查；（统计数据如下表1所示）（4）每周一次，对变压器本体和储油柜内油分别取样，进行耐压、微水、色谱测量，持续三周，数据正常，改为每月一次取样测量。
10月30日，变电检修人员对#2主变进行停电检修处理。大修过程中按照程序执行了如下工作：（1）排出主变储油柜内变压器油；（2）储油柜四周搭设脚手架；（3）打开储油柜人孔门；（4）取出已破损油囊，安装新油囊；（5）对新油囊进行充气保压试验，以确保油囊的完整性；（6）对变压器进行补油和热油循环；（7）取消临时呼吸器和“U”型液位监测计。
对更换下胶囊进行检查，整体外观良好，拼接粘贴处未发现开胶或脱胶现象，胶囊法兰口处也未发现异常，但是在其顶部吊耳的中间部位，发现一处长约4cm 左右的破口。破口位置不是胶囊的接口粘接处，距离最近的吊耳约10cm 左右。
图2 油囊破口
4、原因分析
#2主变储油柜结构为油位表在12 点位置，杆挂浮球插入胶囊内，通过油的热胀冷缩原理，推动浮球的上、下摆动拉动指针显示储油柜内油位。呼吸器的呼吸管以及胶囊的开口处共同连接在油位表后的法兰处。储油柜胶囊为口袋式结构，规格为4.8×2.5，由数块长条橡胶粘贴组成，胶囊通过钢棍与5 个吊耳穿心连接，悬挂在储油柜内部。
通过对破损胶囊的检查可以判定#2主变呼吸器发生漏油事件的原因是变压器油通过破口处流入变压器胶囊内部。同时，由于俄式主变储油柜的特殊结构，在夏季高温气候条件下油位上升，变压器油挤压储油柜胶囊，流入胶囊内部的变压器油，通过呼吸器连通管从呼吸器出口处流出。
经过对破损胶囊的检查，发现其破口处边缘比较尖锐，应是受外力所致。胶囊通过储油柜上部的钢棍，穿于吊耳中来固定安装，此破口正好位于铁杆横穿之处。因此怀疑在胶囊安装时铁杆误伤其表面，但未造成彻底破损。从破口处可以发现，表面橡胶的损伤不会对其造成致命的伤害，因其材质为两层橡胶材料中间夹层网布结构。
该主变自2006 年投运以来至今已运行12 年，受其周围环境和油温长年累月的冷热变化，橡胶材质本身长期与油接触以及自身也存在使用寿命等多重外界因素的影响，造成胶囊橡胶材质、中间夹层网布出现老化破损，最终造成胶囊破损变压器油流入。
5、结论
通过大修对主变储油柜胶囊的更换，确认了胶囊破裂是呼吸器漏油的根本原因。在变压器的运维过程中，加强主变呼吸器的巡视是及时发现储油柜胶囊破裂的重要方法。
参考文献：
[1]王桂英，贾兰英.电机与拖动[M].沈阳，东北大学出版社，东北大学出版社
[2]刘志平.变压器储油柜的发展与应用[J].《变压器》，2008：59-61
[3]龙光，赵新丽.变压器储油柜的结构发展与应用[J].《电气技术》，2014（8）：89-92
论文作者:杨少辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/3
标签：储油论文; 呼吸器论文; 胶囊论文; 变压器论文; 破口论文; 漏油论文; 发现论文; 《电力设备》2018年第36期论文;