膠囊式儲(chǔ)油柜與波紋式儲(chǔ)油柜的比較分析

譚明志 孟憲敏

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的電力行業(yè)發(fā)展迅速，波紋式儲(chǔ)油柜是近年出現(xiàn)的一種新式儲(chǔ)油柜，在油浸式變壓器中已廣泛使用。文章指出了膠囊儲(chǔ)油柜的運(yùn)行使用缺陷和波紋儲(chǔ)油柜的突出優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)兩種結(jié)構(gòu)類型儲(chǔ)油柜從運(yùn)行狀態(tài)和密封性兩方面進(jìn)行比較。

關(guān)鍵詞：變壓器;儲(chǔ)油柜;運(yùn)行狀態(tài);密封性;比較

目前，油浸式變壓器儲(chǔ)油柜主要有波紋式儲(chǔ)油柜、膠囊式儲(chǔ)油柜、隔膜式儲(chǔ)油柜三種結(jié)構(gòu)類型，波紋式儲(chǔ)油柜又分內(nèi)油式波紋儲(chǔ)油柜和外油式波紋儲(chǔ)油柜。變壓器儲(chǔ)油柜的作用主要如下：（1）為變壓器油的熱脹冷縮創(chuàng)造條件，使變壓器油箱在任何氣溫及運(yùn)行狀況下均充滿變壓器油。（2）變壓器油僅在儲(chǔ)油柜內(nèi)與空氣接觸，與空氣接觸面減少，使油的受潮和氧化機(jī)會(huì)減少，有利于減緩油的老化。

近年來(lái)，波紋式儲(chǔ)油柜和膠囊式儲(chǔ)油柜的使用性能對(duì)比引起人們更多的關(guān)注，很多資料文獻(xiàn)也對(duì)兩類儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，比較。本文對(duì)兩類儲(chǔ)油柜的使用性能主要從儲(chǔ)油柜的運(yùn)行狀態(tài)和密封性兩方面加以比較論述。

1膠囊式儲(chǔ)油柜的運(yùn)行狀態(tài)及密封性分析

1.1膠囊式儲(chǔ)油柜運(yùn)行狀態(tài)

在運(yùn)行狀態(tài)下，膠囊式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，底部凹凸不平，并且有油室和膠囊內(nèi)部的空氣室。由于變壓器油總是含氣含水，油面以上與膠囊外面構(gòu)成的含有水蒸汽的混合氣室。當(dāng)變壓器工作溫度升高時(shí)，油中的水蒸汽上升到混合氣室，在柜體內(nèi)表面聚集結(jié)露，凝結(jié)成水滴后回落到油中。儲(chǔ)油柜內(nèi)部水分過(guò)多后，會(huì)通過(guò)氣體繼電器進(jìn)入器身，淋濕繞組絕緣，引起繞組燒毀事故。上述事故往往在瞬間發(fā)生，事故分析測(cè)量變壓器油中微水含量也不一定高，很難提前采取預(yù)防措施進(jìn)行控制。這種結(jié)構(gòu)缺陷是膠囊儲(chǔ)油柜在運(yùn)行使用中的事故隱患。

1.2膠囊式儲(chǔ)油柜的密封性

1.2.1膠囊密封試漏的操做性（工藝性）差

膠囊密封試驗(yàn)：按照標(biāo)準(zhǔn)JB/T6484-2016中6.2.2的規(guī)定，將膠囊接通裝有壓力表的氣源，然后充以20kpa氣壓、并持續(xù)30min封住進(jìn)氣口，用浸入水中或涂液方法檢查有無(wú)滲漏”。標(biāo)準(zhǔn)中提到將膠囊充以20kpa氣壓，浸入水中觀察膠囊容積縮小外展面積不變的可行方法，如果要直接加上大于浮力的配重，對(duì)于直徑1米左右較大的膠囊，實(shí)際操作過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)以上可能性。在實(shí)際操作中大多數(shù)是采用涂液法，涂液試漏，膠囊出現(xiàn)不連續(xù)的滲漏點(diǎn)很難發(fā)現(xiàn)，很難保證無(wú)死角部位檢漏，這也成為保證膠囊密封性試驗(yàn)技術(shù)工藝難題。

1.2.2膠囊滲漏不易發(fā)現(xiàn)

膠囊式儲(chǔ)油柜在使用運(yùn)行中膠囊出現(xiàn)漏點(diǎn)位置不同反應(yīng)現(xiàn)象也不同。當(dāng)膠囊漏點(diǎn)位置在油面以上時(shí)不會(huì)影響油位計(jì)浮子位置變化，這時(shí)油柜內(nèi)外于大氣相通，成敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜，當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)油中微水含量升高時(shí)，才會(huì)引起注意;當(dāng)膠囊漏點(diǎn)位置低于油面時(shí)，油進(jìn)入膠囊內(nèi)部，這時(shí)給油位浮球一個(gè)下降趨勢(shì)，這時(shí)如果油溫度上升，比較容易發(fā)現(xiàn)異常，當(dāng)溫度下降時(shí)油面也下降，此時(shí)不容易發(fā)現(xiàn)異常，當(dāng)處于缺油狀態(tài)時(shí)，準(zhǔn)備補(bǔ)油時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)。

1.2.3膠囊式儲(chǔ)油柜注油時(shí)排氣不徹底

膠囊式儲(chǔ)油柜注油方式分自然注油和真空注油，自然注油，油面以上存在的空氣，是在給膠囊充氣或從下面充油后從排氣孔排出，其最終結(jié)果是內(nèi)外壓力平衡。很難證明油柜內(nèi)部空氣徹底排凈。真空注油，真空前先將膠囊吹起，再排氣，內(nèi)外腔連通同時(shí)抽真空，真空注油法相對(duì)來(lái)說(shuō)排氣較徹底，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作不方便，產(chǎn)生人工費(fèi)用較大，故現(xiàn)場(chǎng)注油很少采用抽真空注油。通過(guò)上述對(duì)膠囊式儲(chǔ)油柜的分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)膠囊式儲(chǔ)油柜在使用運(yùn)行時(shí)有結(jié)露面、膠囊試漏可操作性差、油柜注油時(shí)排氣不徹底、在運(yùn)行中膠囊滲漏不易發(fā)現(xiàn)等諸多問(wèn)題。這些隱患問(wèn)題造成了膠囊式儲(chǔ)油柜在油浸式變壓器中的使用地位下降。

2波紋式儲(chǔ)油柜的運(yùn)行狀態(tài)及密封性

我國(guó)科學(xué)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年創(chuàng)新發(fā)展，科技創(chuàng)新日新月異，波紋式儲(chǔ)油柜也呈多樣化發(fā)展，本文對(duì)波紋式儲(chǔ)油柜不進(jìn)行展開(kāi)闡述，以外油式波紋儲(chǔ)油柜典型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為例，對(duì)波紋式儲(chǔ)油柜的運(yùn)行狀態(tài)和密封性兩方面進(jìn)行闡述，與膠囊式儲(chǔ)油柜運(yùn)行狀態(tài)和密封性進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1波紋儲(chǔ)油柜運(yùn)行狀態(tài)

內(nèi)油或外油波紋式儲(chǔ)油柜都是有與大氣相通的空氣室和油室，油室只要把內(nèi)部氣體排凈都呈充盈狀態(tài)，使用運(yùn)行時(shí)油室內(nèi)部始終處于滿油狀態(tài)，故不存在膠囊儲(chǔ)油柜的“結(jié)露”情況。

2.2波紋式儲(chǔ)油柜密封性

2.2.1波紋儲(chǔ)油柜柜體試漏可靠

機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6484-2016中明確規(guī)定了波紋式儲(chǔ)油柜密封性的標(biāo)準(zhǔn)及操作方法。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程都在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滲漏情況下進(jìn)行，檢測(cè)過(guò)程無(wú)死角，整體試漏可靠。

2.2.2波紋式儲(chǔ)油柜運(yùn)行中漏油油位計(jì)有顯示

以外油式為例，儲(chǔ)油柜柜體或波紋芯體出現(xiàn)滲漏點(diǎn)后，波紋芯體立刻回到自然位置，平衡后油位指針靜止不動(dòng)，一般情況變壓器油溫度有10℃的變化時(shí)，油位指針不動(dòng)就說(shuō)明可能有滲漏點(diǎn)存在。要進(jìn)行檢查，檢查操作方便，打開(kāi)油位計(jì)下面的手孔蓋板用手電照明就能看到波紋油柜內(nèi)部的全貌，快速查明問(wèn)題根源并及時(shí)處理。

2.2.3波紋儲(chǔ)油柜注油時(shí)排氣容易。

波紋式儲(chǔ)油柜注油分自然注油和真空注油，自然注油，將散熱器、油箱、套管等部位氣體排凈后再把波紋儲(chǔ)油柜油位計(jì)表針定在屆時(shí)溫度位置，然后繼續(xù)注油，儲(chǔ)油柜排氣管由排氣-紊流-柱流一分鐘后關(guān)閉即可。

文章對(duì)以上兩種類型儲(chǔ)油柜從其使用運(yùn)行狀態(tài)和密封性兩方面進(jìn)行了詳細(xì)比較，可見(jiàn)波紋式儲(chǔ)油柜在這兩方面占有明顯優(yōu)勢(shì)。這也成為波紋式儲(chǔ)油柜逐漸替代膠囊式儲(chǔ)油柜的原因之一。同時(shí)波紋管式儲(chǔ)油柜利用不銹鋼波紋體做體積補(bǔ)償組件，對(duì)油位進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，具有全密封、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在波紋體單元的伸縮剛性不一致、焊接面多等缺點(diǎn)。隨著科技進(jìn)步的不斷發(fā)展，相信兩種結(jié)構(gòu)類型的儲(chǔ)油柜在變壓器電力行業(yè)中的應(yīng)用會(huì)更加成熟化、多樣化。