浅析500kV变压器储油柜的耐油橡胶密封式结构对绝缘油含气量的影响

浅析500kV变压器储油柜的耐油橡胶密封式结构对绝缘油含气量的影响

金冠锋李培健

（华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司云南昆明650200）

摘要：根据储油柜的耐油橡胶密封式结构特点，探讨此类结构对绝缘油含气量的影响。

关键词：含气量、胶囊、隔膜

1引言

变压器油中含气量是指溶解在绝缘油中的气体总含量，包括:氧气、氮气、烃类气体、一氧化碳和二氧化碳等。根据GB/T7595-2008《运行中变压器油质量标准》及DL\T596-2005《电力设备预防性试验规程》的规定，500ｋV运行中变压器油的含气量（体积分数）要小于等于3%。运行变压器绝缘油中气体含量超标，一般有两种情况:一种是变压器内部存在放电或过热等潜伏性故障或故障加剧，溶解在油中的气体含量会有所增加;另一种是变压器箱体由于各种原因密封不良，外界空气沿渗漏点逆流进入变压器内部，导致变压器油中含气量升高。

近年来，澜沧江流域多个水电站500ｋV变压器含气量超标时有发生。然而,利用气相色谱试验分析总烃含量未有明显变化，溶解气体的主要成分为氮气和氧气，说明变压器含气量超标与箱体密封不严有关。对多个含气量超标的变压器长期检查、观察，其箱体并未有渗油漏油现象，排除了箱体密封不严导致含气量超标的因素。通过调查统计发现，含气量超标的变压器储油柜均为橡胶密封式结构，且以胶囊密封式储油柜居多。因此，通过对比剖析耐油橡胶密封式结构的储油柜特点，探讨其对绝缘油含气量的影响及处理方法。

2储油柜的结构

储油柜是用来补偿绝缘油因温度变化而产生体积膨胀或收缩,同时将绝缘油与空气和水分隔离,防止绝缘油吸湿和氧化。储油柜对水分和空气隔离性能的好坏直接影响变压器内部绝缘件的寿命。

目前500kV变压器储油柜密封式结构普遍采用两种材质，即耐油橡胶和经脱氢处理的波纹膨胀式不锈钢材质，其中耐油橡胶密封式结构又分为胶囊密封式和隔膜密封式。澜沧江流域水电站500kV变压器、电抗器对以上三种结构的储油柜均有使用，其中以胶囊密封式居多，其次为隔膜密封式，仅少量采用金属波纹膨胀式储油柜，由于其样本数量过少，暂不做分析。

（1）胶囊密封式（真空注油式）储油柜

胶囊密封式储油柜是在敞开式储油柜的基础上,在储油柜的内壁增加了一个胶囊袋。胶囊袋内部经过吸湿器及其连管与大气相通，胶囊袋的底面紧贴地浮在储油柜上，使胶囊袋和油面之间没有空气，隔绝了油面和空气的接触，如下图：

此种结构储油柜初步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,缓解了油质裂化对设备的影响。但是，由于油面与大气相连的部位增加了两个放气塞以及与呼吸器连接的真空阀，在安装或检修过程中就容易存在误开或密封不严的情况，且其密封经长时间使用会存在变形、老化，必须定期检查更换，否则会存在外部空气进入导致含气量超标的隐患。

（2）隔膜密封式储油柜

隔膜密封式储油柜过去通常采用两个半圆柱体组成,现在通常采用一体式胶囊，在储油柜的中间法兰处安装胶囊密封隔膜，隔膜底面紧贴浮在储油柜的油面上，使隔膜和油面之间没有空气，如下图：

这种结构储油柜虽然仅通过放气塞与大气相连，但是也存在一个致命的弱点，即本身密封结构问题。由于隔膜被压在上下壳体之间,密封尺寸过大,密封性能不可靠,尤其是分体式胶囊结构，当绝缘油超过中间部位后普遍存在渗漏,而油位较低时又容易吸入空气和水分。现在采用一体式胶囊后，使用效果得到较大改善，但是在安装过程中要特别注意法兰连接面的密封完整性，同时在进行油处理和抽真空过程中对放气塞和瓦斯继电器阀门的检查，防止隔膜破损导致外部空气进入。

3对比分析

经过多年的使用，对比两种耐油橡胶密封式储油柜，发现耐油橡胶密封式储油柜存在以下问题：

(1)由于橡胶材料本身材质决定其易老化,寿命短，胶囊和隔膜都需要定期更换。

(2)由于胶囊内部和隔膜外部都存在吸热表面,具有形成凝露的条件,因此潜在隐患较大。

(3)在变压器安装、运行和检修过程中,胶囊和隔膜因其机械强度不够均易产生破裂而漏油,且破损后不易被发现。

(4)由于橡胶机械强度低,当变压器抽真空时,要采用内外平衡压力的方法,如果安装操作不当,胶囊和隔膜都极易损坏。

由以上分析可知，安装耐油橡胶密封式储油柜的变压器，在烃类气体含量正常，含气量超标的情况下，需重点检查储油柜的胶囊或隔膜是否破损。通常耐油橡胶密封式结构采用压力试验法，即能承受20kPa、持续30min的压力试验无渗漏。同时，在安装和检修过程中，尤其是在真空注油和脱气处理时，要重点注意对放气塞、真空阀和注放油阀的操作。

4总结

综上所述，耐油橡胶密封式储油柜，无论是胶囊式结构还是隔膜式结构，在安装和检修过程中，或长期使用未定期更换，都极其容易因使外部空气进入，从而导致绝缘油含气量超标。

参考文献

[1]董其国，《电力变压器故障与诊断》北京：中国电力出版社.

[2]马丁?J?希思柯特，《变压器实用技术大全》北京：机械工业出版社.

作者简介：

1.金冠锋，（1983-），男，浙江东阳人,工程师。

2.李培健，（1970-），男，云南大理人，工程师.