谈变压器渗漏油的原因和防治韩学锋

谈变压器渗漏油的原因和防治韩学锋

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（西安西电变压器有限责任公司陕西西安710077）

摘要：本文中作者介绍了消除变压器渗漏油的重要性，从产品设计、工艺加工及生产安装的各个环节找出渗漏油产生的原因，并逐一进行分析，提出各个环节预防变压器渗漏油措施。

关键词：变压器；渗漏油；焊接渗漏；密封件渗漏；安装渗漏

1概述

变压器渗漏油问题长期以来一直困扰着供电企业和变压器生产厂家，变压器渗漏油不仅影响产品的安全运行，而且多数产品变压器油使用矿物油，降减性低对环境也是一种污染，同时产品现场修漏给制造厂家带来高额维修费用。因此，对变压器渗漏油进行研究，对变压器乃至电力系统运行有着至关重要的意义。

变压器油渗漏是指当渗漏处油压小于或等于变压器油渗透压时，发生分子之间的相互渗漏，大气中的水分和潮气同样进入油箱内部。随着时间增加，会破坏了产品内绝缘，容易发生事故。

2变压器渗漏油的原因

变压器产生渗漏油的原因很多，它与密封结构设计、密封槽的加工工艺、密封橡胶件的质量、安装方法、机械震动的频率大小等等都有密切的关系。当其中某一个环节出现问题后，就会引起连锁反应，从而产生渗漏。

在生产实践中发现造成变压器渗漏油的原因主要有两个方面：一方面是在变压器制造过程中潜伏下来的；另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。

变压器的渗漏油可以分为内漏和外漏两种，而外漏又可分为焊缝渗漏、密封面渗漏、安装渗漏和综合因素渗漏四种。

2.1内漏

内漏最普遍的是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。充油套管正常油位高于变压器本体油位（指常用的油纸电容式套管），若套管下部密封部位密封不严，在油压差作用下会造成套管无油面现象，影响设备安全运行。有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏，严重污染变压器本体油（油色谱异常），影响变压器运行工况的分析判别，造成不必要的停电检修。再则开关渗漏修理需要将附件中变压器油放出，拆除开关大盖，吊出开关芯子进行检查、修理，完成后恢复安装、注油及本体滤油处理，延长安装时间的同时增加制造成本。

2.2外漏

外漏分为焊接渗漏、密封面渗漏、安装渗漏和综合因素渗漏四种。

2.2.1焊接渗漏

（1）钢板焊接部位存在砂眼所造成的。主要集中在散热器（冷却器）框架管接头部位、油箱箱沿、低压盒子、箱盖法兰等处。都集中在“法兰环焊缝”以及“箱沿密封焊缝”两种焊缝处。

常规焊接使用气保焊机，利用惰性气体对焊接过程中的熔池金属进行防护，焊接过程中如果保护气体流量不满足工艺标准要求（以角焊缝为例20-25L/min），则容易产生保护不到位在施焊过程中造成气孔；再则法兰及装焊件在焊接前，未对焊接位置周边进行清理（油脂、浮锈），在焊接过程中这些油脂、浮锈高温下参与反应，引起熔池金属产生气泡或渣子造成最终焊缝成形后形成气孔；最后还与操作者的技术水平和责任心、质量监管部门有关。

（2）钢板焊接部位存在开裂所造成的。主要集中在上节箱沿与箱壁拐角、箱盖低压方法兰等处。裂纹分为热裂纹与冷裂纹。

热裂纹由于焊接时熔池冷却速度太快，造成偏析现象产生（简单理解杂质集中）形成杂质层，由于焊缝受热不均匀，冷却过程中产生拉应力，温度降低太快，拉应力在结晶尚未完成且有杂质层存在，就会导致热裂纹产生。冷裂纹主要是延迟裂纹，内部存在较大拉应力。

（3）焊接后密封面平整度造成的。要求变压器油箱焊接后上下箱沿变形量符合工艺要求，只允许为外喇叭，不能反翘。对于小尺寸变压器产品密封槽尽可能车加工；对于大尺寸变压器油箱箱沿采用焊接护框形式，则要求焊接变形量符合工艺要求，且内部平整无毛刺，焊巴光滑，否则焊巴容易将密封件损坏。见图1。

图1油箱箱沿示意图

2.2.2.2密封面渗漏

（1）因为橡胶规格、型号设计错误或橡胶本身质量不符合要求，无法起到长期密封的作用。如密封槽尺寸与密封橡胶件尺寸都取负公差，造成配合不到位引起渗漏。

（2）密封橡胶材质选择需考虑产品运行环境，不同胶种的橡胶其耐温指标、抗紫外线指标、抗盐雾指标不同，设计选择错误使密封橡胶失效引起渗漏。

（3）通常变压器产品密封橡胶都为热硫化，那么硫化过程非常重要，若硫化过程欠硫，影响橡胶的压缩变形量，即橡胶反弹性差；应用于变压器产品时密封面间的接触压力小于油箱内部介质压力时，出现渗漏。硫化过程过硫，橡胶变硬、变脆会被压裂，出现渗漏。故须严格控制橡胶硫化温度、时间、压力及胶料配方（胶料含硫磺量）等参数。

（4）变压器油箱箱沿用密封橡胶结构不正确也会引起渗漏。比如油箱箱沿橡胶采用成捆橡胶，在产品安装前由人工对油箱箱沿周长进行测量，再对成捆的密封胶条进行裁减、倒坡口、胶粘接；往往因为人为操作，胶圆倒坡口面不平整，且在粘接过程中两坡口不能完全对齐，且接头放置后扭转，容易压裂，出现渗漏油，见图2。

图2油箱箱沿粘接橡胶示意图

2.2.2.3安装渗漏

变压器产品附件安装时，未按顺序安装，安装前不进行测量、调平，紧固件不按要求紧固，产生装配公差引起渗漏。比如变压器上下联管与散热器框架安装时，先将电抗器上下联管调整到上下平齐的位置，预紧固；再将散热器吊装到位，紧固散热器与联管密封面；再将联管调整到位，紧固。且密封垫放置完成后，必须采用对角紧固。

2.2.2.4综合因素渗漏

部分变压器产品制造和试验阶段未发生渗漏，但经过变压器多次起吊、运输颠簸和变压器长期运行震动引起油箱变形，从而发生变压器渗漏。主要为设计过程中，由于采用的油箱结构不合理，受力不均匀。还有变压器产品现场不规范的起吊、顶升引起的箱沿变形造成渗漏。

3变压器渗漏的解决

针对变压器渗漏的原因及渗漏点的位置，采取以下措施：

3.1产品制造

（1）对于钢板焊接部位存在砂眼所造成的渗漏，焊接前应严格按要求对来料的油迹、铁锈进行清理，且调节好气体流量进行施焊，并定期检查管道气流量计及滤网。

（2）对于钢板焊接部位存在开裂所造成的渗漏。以箱沿部位为主，箱沿渗漏多发生于箱沿拐角处，对此处焊缝在焊接时进行加强，加强焊缝位置布置可参考图3。

图3箱沿加强焊接示意图

（3）焊接后密封面平整度造成的渗漏，对于密封面焊接严格按工艺要求焊缝采用画圈打磨，以防止焊接毛刺，见图4。

图4焊缝打磨示意图

（4）焊缝的检测手段以煤油试漏为主，配合超声波探伤以便发现虚焊位置。油箱焊接完成后对油箱抽真空、充气的负压、正压密封试漏。且在后期产品附件安装后利用压泵罐进行油压密封试漏。产品附件拆除后，再次进行密封试漏，以判断产品是否渗漏。

（5）目前产品多数充气运输，在产品充气前，抽真空时利用氦质谱检漏仪对产品进行查漏。及时发现漏点并修复。

（6）对于有载开关内漏，产品二次吊心完成，开关恢复后，断开有载开关与本体连通U型管，按等容积定律单独对开关充气进行密封试漏。对比数据P/T，若存在变化，则及时检查开关本体密封橡胶是否存在错位或断裂。

3.2现场处理：

充气运输的产品到现场验收时我们对其气体压力及露点进行检测，且取残油测量油样指标以判断产品是否有渗漏点。

3.2.1解决内漏问题

解决内漏问题，主要还是要在变压器安装和年检中，注意检查相关部位。例如套管，一般应将套管吊出，并紧固其下部相应密封部位，即可消除内漏现象；若发现密封衬垫老化，应及时更换。有载分接开关也要注意检查切换开关油室下部油塞密封状况及衬垫老化情况。

3.2.2解决部分外漏问题

3.2.2.1焊缝渗漏

一般在产品运行现场常采用补焊和速堵胶封堵等措施。

这里重点介绍带油补焊方法，这种方法对外表可见的焊缝渗漏部位效果很好，有时还不影响变压器的运行，也是许多电力部门经常采用的方法；但随着为防止变压器油箱过热及降低变压器杂散损耗而采取的磁屏蔽和电屏蔽等措施实施以后，在采用带油补焊时要格外注意焊接部位的温度升高，以免破坏屏蔽措施。但如果难以找到渗漏点或者渗漏点难以焊接，则需要主变停电、放油，采用补焊或补焊一圈的方法进行修漏。在进行上述工作时，尤其要采取防火措施，并防止焊渣进入变压器本体。焊接过程中出现的过热残油要向外清理干净，以防止污染变压器本体的油，必要时要进行真空注油。

速堵胶封堵的方法也极其简单、实用和可行。在但它也存在一个缺点，虽然当时能把渗漏点封住，但有效期过后，还会出现渗漏。因此建议在大修时，应及时全面补焊出现的渗漏点。

3.2.2.2密封件渗漏

在现场解决密封面渗漏问题决不是简单的紧紧螺栓而已，尤其要在变压器大修或安装过程中把防止密封面渗漏作为一项重要工作。

（1）橡胶密封件的密封原理是密封面间的接触压力大于设备内部介质压力时，即起到密封作用，反之，则出现渗漏。因此说，密封件的弹性回复很重要。弹性回复不仅取决于压缩永久形变时，也取决于橡胶件本身内部分子间的应力松驰状态。目前产品多用微波硫化橡胶橡胶制品，易出现渗漏油。改为模压橡胶制品，橡胶在模具型腔中在一定温度、时间、压力的作用下发生硫化反应，其特点产品随型腔结构成型，胶料密实度高，橡胶分子的胶联密度高，产品拉伸强度较大，永久压缩变形小。我们在变压器产品密封件使用模压橡胶。

3.2.2.3安装渗漏：

（1）现场安装及转运过程中严格按照设计要求顶升位置进行顶升操作，其余一切非顶升位置坚决不许违反操作。

（2）现场安装时遵循先预紧再撬紧，并按照连接顺序先固定端后自由端的原则进行安装，变压器安装时，框架、支撑类的联接件安装时先进行预紧固，待密封面紧固完成后，调整框架、支撑类的连接件，再将预紧固的螺栓进行紧固，密封面的紧固顺序先垂直面后水平面，从自由端向油箱中心进行紧固。严禁生拉硬拽。例如：电抗器上下联管与散热器的安装，先将电抗器上下联管调整到上下平齐的位置，预紧固；再将散热器吊装到位，紧固散热器与联管密封面；再将联管调整到位，紧固。

3.2.3综合因素渗漏

为保证尽可能杜绝和减少渗漏出现，就要减少出现变压器油箱变形的机会和可能。可以从以下几个方面进行：合理控制油箱压力，对油箱应力变形进行计算，控制其变形量，使其在允许的应变范围内变化；改进变压器油箱的起吊结构，使变压器在起吊过程中的受力均匀，不会出现某一点的受力集中而发生变形；根据具体的产品情况，确定合适的钢板厚度，制定出合适的焊接标准；改进油箱箱沿的结构形式，提高箱沿的钢度，防止箱沿在起吊过程中变形等。

4小结

出现变压器渗漏情况及其解决方法还有很多，这里只是总结其中的主要部分和几种常见情况。

随着设备管理标准化的不断提高，对变压器的运行也提出了高标准、严要求的运行准则，因此，变压器的渗漏问题能否得到及时、彻底的处理，也逐步成为衡量一个企业设备管理的重要技术指标。近几年来，我司对变压器渗漏油问题的处理，不断改进，总结措施，变压器渗漏率大为降低，为变压器安全运行提供了保障，为企业取得了效益。

参考文献：

[1]《机械制造工艺材料技术手册》机械工业术出版社陈燕荪主编

[2]《变压器制造技术》机械工业出版社变压器制造技术丛书变身委员会编

[3]《电力变压器手册》机械工业出版社谢毓城主编

作者简介：韩学锋（1982-），女，山西大同人，工程师。