一起变压器胶囊储油柜密封失效分析冷燕军

一起变压器胶囊储油柜密封失效分析冷燕军

冷燕军

(特变电工衡阳变压器有限公司湖南衡阳421007)

摘要：胶囊密封式储油柜是由可伸缩的胶囊构成的容积可变的、与变压器油箱相通的容器，它利用胶囊将变压器油与空气完全隔离开，从而防止变压器油受潮氧化，延缓老化过程。如何杜绝空气进入变压器油中，胶囊及其接口的密封尤为重要。

关键词：变压器；胶囊储油柜；密封；

1.引言

储油柜作为一种压力和体积补偿容器在油浸式变压器设备上获得了广泛运用。储油柜按油与空气是否接触分为敞开式和密封式两大类，敞开式储油柜中的变压器油直接与经呼吸器后的大气接触；密封式储油柜通过一定的措施将变压器油与大气隔离。胶囊式储油柜是一种常见的密封式储油柜，其特点是在储油柜内部安装有一个橡胶材质的胶囊，胶囊通过位于其顶部的唯一开口以法兰密封的方式固定在储油柜内壳上，胶囊内部空间通过胶囊开口、联管、呼吸器与大气连通，胶囊内部整体充满空气，整体位于储油柜内油面上，胶囊上部和侧面大部分紧贴储油柜内壳，少数不能紧贴的地方充满变压器油。当变压器油温升高时，油体积膨胀胶囊被压缩，胶囊内气体经呼吸器排入大气；当变压器油温降低时，油体积缩小，胶囊在大气作用下膨胀，经呼吸器、联管进入胶囊内部，使储油柜压力维持恒定。作为全密封式胶囊储油柜，如何杜绝空气通过胶囊及其接口进入油中尤为重要，本文对一起因胶囊接口密封失效致空气进入变压器油中的案列进行分析，并得出解决方案。

2.问题简述

某500kV变电站中由三个单相变压器组成的变压器组，其中A、B相油中含气量超出标准值，C相含气量正常，无其它异常情况。经过一个多月的跟踪运行，C相含气量正常，A、B相油含气量成增长态势，具体数据见下表1。

3.检查情况及原因分析

针对该变压器组A相，B相含气量超标且持续增长，C相含气量正常，且三相均无其它异常情况出现，初步分析，首先考虑从各单相变压器外部组配件密封性能上进行排查。该产品每个单相变压器均单独配有一个胶囊式储油柜，该种储油柜采用内置胶囊通过位于其顶部的唯一开口以法兰密封的方式固定在储油柜内壳上，防止水和氧浸入油面。此种储油柜如密封不严，或者胶囊有漏点，则会导致气体浸入变压器油内，有可能会导致产品所出现的含气量超标的情况，所以首先对变压器组件胶囊储油柜进行了检查。

3.1检查情况

(1)首先对储油柜整体进行检查，通过对变压器A、B相胶囊式储油柜进行了充油、充气检查。

(2)将A、B相储油柜胶囊固定法兰处的螺栓松开，发现法兰连接处的密封橡胶均有不同程度的变形，如图2所示：

(3)对A、B相储油柜内所用胶囊进行试漏试验：在胶囊无约束的状态下，向内缓缓充入压缩空气，停放30min，稳压至2.0kpa,在其外表面涂肥皂观察有无气泡及其他缺陷存在，结果显示胶囊未有针眼、开胶、气泡、毛边等缺陷，不存在漏气现象。

(4)加入氮气及六氟化硫气体，对储油柜放气塞，人孔蒙板进行红外线测试，结果显示油枕放气塞、人孔蒙板均未发现渗漏的可能，渗漏点依然是胶囊与法兰连接处的固定螺丝处。

(5)最后对C相主变储油柜进行充油和充气检查，未发现胶囊和储油柜螺栓连接处有渗油、漏气现象，同时拆开法兰后检查密封橡胶无变形，见图3所示。

3.2原因分析

从对三相主变储油柜检查情况来看，A、B相胶囊与储油柜法兰螺栓连接处充油、充气均出现了渗油、漏气现象，检查主变胶囊法兰与储油柜法兰连接处的密封橡胶变形严重，胶垫螺栓孔受螺栓压紧力成椭圆形变大并超出胶囊法兰外径，即胶囊法兰螺栓孔至法兰外径区域无密封胶垫，导致此区域密封失效，使空气顺着螺纹进入储油柜内部，见图4。

4.结论

经过对此次事件产生原因的详细分析和检测，主因是储油柜法兰连接处胶垫螺栓孔受螺栓压紧力成椭圆形变大并超出胶囊法兰外径导致密封失效。当油温降低，油体积减小，由于大气压力作用，导致空气顺着螺栓安装孔进入储油柜内与油接触；当油温升高，油体积增大，油顺着螺纹孔渗出。故出现了储油柜漏油、漏气，产品运行含气量超标的情况。为了杜绝以上情况的发生，首先可从储油柜设计的角度进行改进，胶囊连接法兰面可增设密封橡胶限位槽，防止密封橡胶因变形过大超出法兰外边，出现密封失效的情况；其次从安装上考虑，胶囊厂家应给出密封橡胶安装拧紧力，杜绝安装过程中拧紧力过大致密封胶垫压缩过大变形；最后，胶囊安装完后应做密封和试漏试验。

参考文献

[1]王世阁，钟洪璧.电力变压器故障分析与技术改进[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]谢毓城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2003.

作者简介

冷燕军（1984-），女，湖南衡阳人，特变电工衡阳变压器有限公司高级设计师，工程师，主要从事变压器的产品设计开发工作。