摘要：本文主要对位于油浸纸电容式套管油枕处的油位观察装置进行了优化设计，从传统的油位观察装置的短板如油位可视范围过短，油位能见度差，油位观察角度小等问题进行了系统性的改进。
关键词：油浸纸电容式套管；油位观察装置；设计
1引言
油浸纸电容式套管（以下简称套管）主要由电容芯子、油枕、法兰、上下瓷套组成，主绝缘为电容芯子，采用同心电容串联而成，封闭在上下瓷套、油枕、法兰及底座组成的容器，容器内充有经过处理的变压器油，使内部主绝缘成为油浸纸结构。套管主要组件间接触面衬以耐油橡胶垫圈，各组件通过设置在油枕中的一组强力弹簧所施加的中心压紧力作用，使套管内部出于全封闭状态。油浸纸电容式套管使用在72.5kV～1100kV的变压器和电抗器上，是全世界使用范围最广，使用数量最多，技术最成熟的变压器和电抗器用套管。该套管属于高压设备，内填充变压器油为绝缘作用，当套管的油位过低时会导致套管电容芯子失去绝缘保护而发生故障；当套管内油位过高时会存在套管内压力骤升而爆炸的安全隐患严重影响变压器的安全运行。改进后的套管油位观察装置会方便电站的日常巡视，确保变电站以及电网的安全运行。
2 目前我国传统油浸纸电容式套管的油位观察装置存在的问题
在使用传统的油浸纸电容式套管油位观察装置存在以下几点不足：
（1）目前我国所采用的传统套管的油位观察装置为圆形且偏小，不利于油位的观察，油位容易超过或低于油位视窗观察极限值，影响油位的观察和读取。
（2）套管位于变压器顶端，带高压，观察位置较远，现场巡视人员通常以仰视的观察方式对油位情况进行读取，传统的油位观察装置因为观察角度小，会导致套管的油位观察工作非常困难。
（3）由于套管内的变压器油会随着四季的温度变化而热涨冷缩，传统的视窗油位面的视觉效果不明显而增加了日常巡视观察的难度。
3对套管的油位观察装置的设计改进方案
3.1将传统的油位观察装置的圆形视窗进行重新设计为长条形，增加油位可视范围。
3.2将外边的玻璃设计为接触变压器油的一侧为毛面的无色钢化玻璃，当变压器油面浸过毛面钢化玻璃时与未浸油的毛面钢化玻璃有明显的视觉区分，可以更容易确认变压器油面的位置。
3.3油位观察装置的毛面钢化玻璃背景采用鲜艳的颜色，如交通红Ral 3020，可以有效提升油位观察装置远距离的可视效果。
3.4油位观察装置的观察角度设计，由于油位观察视装置要突出油浸纸电容式套管的油枕，而突出过多将不方便自下向上的仰视角度观察，所以需要设计的尽量和油枕表面持平，解决观察者观察油位观察装置的角度问题。
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新型结构示意图
1 油枕 2 交通红（Ral 3020）的油位背景 3毛面钢化玻璃视窗 4密封垫圈（内外双道）5紧固件
4 油浸纸电容式套管的油位观察装置的设计过程
油位观察装置的油位增加油位背景颜色设计，经过多次颜色背景试验后我们选择了交通红（Ral 3020）为背景颜色，用该颜色作为油位背景，油位面会显示的非常明显，便于观察；关于油位视窗材质的选择，我们选用了变压器油侧为毛面的钢化玻璃，当油位在没过毛面钢化玻璃时，没过的毛面钢化玻璃与未没过的部分产生了强烈的视觉反差，可以更好的对油面进行观察，同时该钢化玻璃对套管内均匀的压力有着可靠的防碎能力；由于套管的油位观察装置位于变压器套管的顶部，现场观察人员的观察角度为仰视，当油位观察装置过于突出油枕，而油位观察窗过于凹进油位观察装置时，对于仰角观察油位是非常困难的，我们通过对油枕油位观察装置的伸出位置进行了优化并重新出模具进行生产，改善了油位观察装置的观察角度问题。
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传统的油位观察装置 改进后的油位观察装置
5 结论
通过这次对套管油枕处油位观察装置的的设计优化，我们已经提交了实用新型专利申请，通过这次改进可以实现以下治理效果：
（1）项目改进后将提高油浸纸电容套管的油位观察能力，使油浸纸电容式套管和其所在的变压器/电抗器以及变电站的运行更可靠安全。
（2）增加现场运维人员的客户体验，产品油位更醒目，更方便的仰视角度观察，产品更加人性化。
（3）减少油浸纸电容式套管因为环境温度变化热胀冷缩而无法读取导致的频繁补油放油工作，减少现场运维人员和油浸纸电容式套管企业客服人员的工作量，差旅费和人力成本、停电成本等费用的浪费。
（4）减少由于补油放油导致的油浸纸电容式套管因密封不良而受潮的事故发生。
参考文献：
[1] DL/T573-2010 电力变压器检修导则[S]
[2] 李建伟，伍国兴，汪鹏．变压器套管油位异常的隐患分析及处理.电工技术，2012，1期28- 29．
论文作者:孔垚,王慧民,朴光智,李文博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：套管论文; 装置论文; 变压器论文; 钢化玻璃论文; 电容式论文; 角度论文; 传统论文; 《电力设备》2018年第21期论文;