张嘉媛
广东电网有限责任公司惠州供电局， 广东惠州， 516001
摘要：本文结合500kV惠州巡维中心1号主变油枕新胶囊两年内发生油枕胶囊破裂这一情况，分析了胶囊破损原因，并提出相关防范措施及改进建议，为变电检修人员日后对胶囊不正常破裂缺陷处理提供参考。
关键词：变压器；储油柜；胶囊
引言
在胶囊密封式储油柜中，其内部装有一个密封胶囊，胶囊的内部与空气连通，外部与变压器油接触，从而实现了变压器油与空气的完全隔离，以免水分渗入发生氧化变质，降低绝缘油性能，同时平衡变压器箱体内和外界大气的压力。胶囊的顶部有一个开口，通过吸湿器将胶囊内部与大气连通。变压器运行时，变压器内部油位因温度上升时，储油柜内的油面上升，胶囊内的空气通过呼吸管路排向外部空气，从而保证变压器内部与大气等压。本文通过对500kV主变的三台单相变压器其中两相均出现胶囊破损的共性事件进行探究，提出变压器抽真空注油工序、充氮气试漏过程及油枕内壁设计等方面可能存在不足。
1 缺陷概况
2020年5月，试验研究所对500kV惠州巡维中心1号主变取油样分析发现该主变B相含气量超过规定的3%注意值，需要进行绝缘油含气量超标的缺陷处理。检修人员查阅维护记录，该主变因胶囊年限超期，于2018年12月更换了胶囊，同时对B相进行滤油处理使其含气量小于3%，达到合格标准。根据维护记录，1号主变三相近几年都发生过含气量超标的情况。该主变于1995年投运，厂家为德国西门子。自该变电站1995年建站以来，已经发生3起主变胶囊破裂现象，本次处理的1号主变油枕胶囊破裂距离上一次更换时间仅仅相隔2年时间，远远小于《电力设备检修试验规程》规定15年更换一次胶囊的周期。
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2 处理过程
2020年7月，检修人员对绝缘油含气量超标主变进行消缺处理，对其主变本体进行放油，胶囊充氮气至0.02MPa试漏，胶囊膨胀使得内部油压上升，检查潜油泵、油枕顶部真空阀、胶囊的连接法兰和油枕整体的密封性，发现并无渗漏油现象，主变B相整体都很干爽。因此检修人员将目标锁定在胶囊处，继续吊出胶囊进行检查，发现其主变B、C两相油枕胶囊均出现破裂情况，尤其法兰连接口处存在明显裂缝，裂缝如图1所示。从而进行胶囊更换处理。
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图1 胶囊裂缝位置 图2 油枕改造后内壁
3 胶囊破裂原因分析
3.1外力破坏
（1）油位计浮球连杆安装位置不当。查阅其他供电局主变油枕胶囊破裂共性原因得知，由于油枕中油位计浮球连杆安装位置不正确，浮球连杆尖锐部位与胶囊距离过近，主变在日常运行呼吸过程中，两者长期摩擦导致胶囊容易产生裂缝甚至破口。对比本次消缺时更换下来的胶囊，破损位置并不在油位计浮球附近，可以排除该可能性。2016年6月3号主变油枕胶囊破裂则属于这种情况。
（2）油枕内壁无胶囊挂点。原主变油枕内部无胶囊挂点，内壁光滑，使得胶囊无受力点，容易受到法兰连接口处应力，日常运行中胶囊与油枕外壳经常摩擦，容易破损。改造后油枕内部有胶囊挂点，使得胶囊受力均匀，即便没有气压也能悬挂，胶囊与油枕外壳保持一定距离，不容易破损，如图2所示。
（3）胶囊质量问题。胶囊在绝缘油长期浸泡过程中若其材料和工艺不达标，极易加速其老化并产生裂纹，可能发展成绝缘油含气量超标缺陷。每次胶囊安装前都有做外力检查，附带胶囊出厂检验报告单，如图3所示。该报告单已经明确保证胶囊的硬度、强度、气密性等各项指标均合格，可排除胶囊质量存在问题。
（4）胶囊在安装前已破损。该主变胶囊是在变压器设备厂房内完成组装，连同油枕一起运输进入变电站。在现场检修人员根据工艺标准对新胶囊进行密封性检查，保证其外观完整无渗漏点，如图4所示，因此不可能出现胶囊在安装前已破损这一情况。
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图3 胶囊出厂检验合格报告单 图4 新胶囊密封性检查
3.2不正常破裂
（1）主变抽真空程序不正确。即主变安装时采用全抽真空注油方式，主变本体与胶囊一同抽真空，如图5所示。抽真空注油过程中，变压器内尚未充油部分，相对压力较低，可能出现实际油位低于油位计显示油位的情况。一般情况下抽真空压力低于133Pa，若现场抽真空过程中未时刻留意压力表数值的变化情况，有可能导致变压器本体外壳发生微小形变，此时油枕内胶囊不可避免受到强大的压力发生破裂。另外，因为蝶阀通常情况下无法将真空彻底隔离, 这样油枕便不能保持完全的真空环境, 胶囊长时间处于内外压差较大的状态，在其薄弱处很可能造成破裂。
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图5 主变正在抽真空 图6 胶囊破口大且裂口平整
（2）主变充氮气试漏过程不正确。在主变整体附件及所有充油组件装配完毕后，检查箱体外观清洁，法兰连接处等焊缝无渗漏点或砂眼，需要对主变进行气密性检查，较常见有充氮气加压法，在储油柜内施加0.03-0.05MPa压力，保持24h不渗漏。若在充氮气加压过程中充气速度过快，或压力表指示达到规定值未及时关闭阀门，极有可能导致胶囊受力挤压从而破裂。对比2016年6月更换下来的旧胶囊，破口较大且裂口平整，如图6所示，考虑是因为主变充氮气试漏过程错误所导致。
4 防范措施及建议
（1）优化主变抽真空及充氮气的工作流程。例如在主变抽真空，充氮气时解开胶囊，采取隔离措施，目的不让胶囊受到外界应力。
（2）有条件的逐步将现有的胶囊式储油柜更改为金属波纹管式储油柜，彻底解决胶囊相关缺陷。
（3）进变压器设备厂监造期间可以观察油枕内壁是否有胶囊挂点，以及胶囊本身是否有挂钩。
（4）若胶囊在变压器设备厂内之前已经完成装配，运输到变电站后，仍然需要吊出胶囊，对其进行密封性检查，并且在进行油位计安装时，应保证油位计浮球安装位置正确。
5 结束语
本文通过在500kV惠州站主变绝缘油超标缺陷处理过程中，发现主变油枕胶囊出现破裂现象，结合近年来该变电站主变油枕胶囊发生的破裂情况，经过多角度原因分析，最终得出该主变胶囊破裂主要原因是抽真空、充氮气试漏等方式不当，进而提出相关防范措施，对广大变电检修人员处理相关缺陷具有借鉴意义。
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