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摘要：目前，一些大型的电抗器以及变压器使用的就是金属波纹储油柜，金属自身具有的良好作用，可以防止油被燃烧等情况的发生。储油柜必须具备稳定可靠的密封性，可以确保电抗器以及电力变压器的安全运转。文章全面描述了某水电站电抗器的储油柜油位产生的一起故障，并且对故障出现的原因与解决方式进行了研究分析，根据储油柜的破损检测情况提出了相关措施。
关键词：金属波纹储油柜；油位指示；结构
引言
油浸变压器属于变电站以及输变电线路的主要部分，具有电压有效转化的功能，它的稳定持续运行受到了极大的重视。组成变压器的关键部分为储油柜，其作用为变压器的绝缘油随着温度的逐渐上升或者下降时对它提供容积的补偿，同时还具备绝缘油和空气进行隔绝的功能[1]。其中，金属波纹储油柜具有全密封、免维护以及稳定可靠等一系列的优势，现如今，已经获得了各种变压器厂以及相关使用者的普遍认同，在电力系统中具有广泛的运用。然而，现场也经常会出现储油柜油位的指示不明确、油位结构的严重破损等多种问题，从而引发夏天缺油而冬天就要大量补油的情况，给储油柜以及变压器的有效运行维护带来了较大的潜在危险。笔者层解决某个风电场项目的储油柜产生的问题，在冬天，在产生油位较低的问题后进行补油，到了夏天，油位会较高从而引发了高油位的报警现象，同时也会产生变压器由于压力的释放而喷油[2]。该储油柜自身存在的问题给现场设施的稳定运行带来了较大的影响。通过在现场进行全面的分析处理，我们发现，储油柜的油位指示具有明显的误差，导致绝缘油灌入过或者不足。通过对金属波纹储油柜存在的指示缺陷进行了深入的分析，并且提出了相应的优化措施。
1、油位指示结构及问题
1.1外油卧式金属波纹储油柜
外油卧式金属波纹储油柜是由多部分共同组成的，详见下图（图1）。绝缘油位于筒体以及波纹膨胀器两者之间的位置，当绝缘油出现膨胀或者收缩的现象时，波纹膨胀器会随之压合，反之就会展开，从而实现容积的补偿[3]。
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1—筒体；2—波纹膨胀器；3—油位指示；4—排气管；5—呼吸管；6—注放油口；7—注油口
图1 外油卧式金属波纹储油柜
这种类型的储油柜在一般情况下使用在储油柜的顶部固定存在的拉带刻度或者表盘指针形式的油位计来进行表示油位的状态[4]。这两类结构虽然在外观上有所不同，但在它们的内部具有一定相似的结构，往往采取具有发条拉伸结构的相关收缩器当成位移转化的结构，从而达到储油柜的顶部油位指示计以及波纹膨胀器之间进行位移形成转化的目的。
拉带指示主要由收紧装置、拉带、油位指针等多种部分共同构成，详见图2。收紧装置属于拉带中的收紧结构，能够运用带有发条拉伸功能的收缩器或者是有收紧能力的弹簧等多种部件制作而成。拉带的一端需紧连着收紧驱动装置，而另一端通过转角滑轮紧连到波纹膨胀器的自由端，从而使拉带达到垂直收紧进行升降的目的。拉带上标记着油位的刻度，油面板上也有油位线。当波纹膨胀器的自由端产生变化时，拉带和波纹膨胀器之间连接的一端被及时收紧驱动装置拉紧来做出水平方向的移动，从而在储油柜的顶部油位显示窗口展现出当前的油位状态。
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1———收紧装置2———波纹膨胀器3———油位指针4———转向滑轮5———拉带固定端
图2 拉带指示结构示意图
这种类型的油位指示结构对于收紧装置的弹簧系统或者发条的需求比较高。因为波纹膨胀器始终在进行往返的运动，拉伸结构中具有收紧力的弹簧以及发条等必须一直承受逐渐变化带来的拉力，还因为波纹膨胀器进行运动的距离是储油柜总长度的三分之二，移动行程的逐渐扩大，来保证收紧装置具备一定的拉力以及抗疲劳的功能，从而避免收紧装置因过于疲劳而产生松动、拉带受损和弹片失效等情况的出现，使拉带丧失拉力而导致松动或者断裂，最终影响油位指示的正确性。
表盘指针式的油位计结构可以通过图3能够看出，是由多种部分共同构成的。因为油位计连杆受到摇摆幅度以及储油柜筒体自身直径的约束，油位计连杆的移动路程是自由端移动路程的50%，因此，这就必须构建相应的转化装备，一般情况下该转化装备使用动定滑轮组或者是齿轮来实现。还因为表盘式的油位计连杆的摆动是一种角度的变化，而收紧装置是一种垂直拉伸的运动。油位指示的结构主要有两方面的问题：第一，油位计连杆在运动过程中遭受卡扣拉力以及自身重力的双重影响，导致受力不均匀，造成了油位计指针的不断跳动，从而影响了油位指数的准确性。第二，对油位的曲线的描绘以及精度具有较大影响。
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1———收紧装置2———波纹膨胀器3———油位计4———行程转化装置5———卡扣6———油位计连杆
图3 表盘指针式内部结构示意图
1.2内油立式金属波纹储油柜
对于内油立式的金属波纹储油柜来说，这种形式的储油柜是由外罩、底座、波纹膨胀管和注油口等部分共同组成。变压器绝缘油存在于波纹膨胀器的内部，当绝缘油发生膨胀或者收缩时，金属波纹膨胀器会随之压合或者展开，从而达到容积补偿的作用。该产品的油位刻度指示结构将固定在金属波纹膨胀器的端部，和膨胀器共同做垂直的运动，不需要进行行程的转换，指示较为精确、清楚。
1.3影响金属波纹储油柜油位指示的通性因素
1.3.1油位曲线的应用
油位曲线体现在不同类型油温之下的储油柜油位刻度，该油温属于变压器油中的平均度数。油位曲线的设计一般需要结合计算合理的油温、补偿容积以及油位刻度三者之间的联系，从而确定出油位的刻度。
通常在变压器未投运或者在停电的情况下进行放油时，绝缘油的温度要与环境的温度保持一致。但是变压器在实际的运行中或者油温大于环境的温度时，就会影响变压器油的平均油温的准确性。
1.3.2现场操作影响
在现场进行操作过程中很容易产生放气不到位等部分状况，致使假油位的形成，从而引发油温过低时油缺乏补偿或者过高时油位会发生报警，甚至会引发压力难以释放等现象。
2、改进意见
（1）储油柜运算设计容积时需要全面的考虑死油区对其造成的影响，例如波纹管的导向、限位以及导轮的结构在油中所占据的死油区。储油柜在选取时必须选取补偿容积较充足的产品，避免设计与实际的产品之间存在误差。
（2）需要结合变压器油自身的平均油温，查看相关的油位曲线牌，来确定储油柜自身的油位刻度。变压器油的平均油温能够根据下面的要求进行确定。
变压器未运行时，变压器油的平均温度与环境温度需保持一致。
变压器在运行过程中或者油温大于环境温度时，可以按照顶层油面的温度与空位的平均温度之间的联系，从而计算出油的平均温度。
（3）在现场进行操作时必须严格的根据储油柜放油技术进行实施，避免储油柜内部出现窝气从而导致出现假油位的现象。
3、传感器的实现
3.1油位传感
通过对金属波纹储油柜和油位指示的类型对其统计之后可知，“胶囊式的储油柜加玻璃游标管”这种类型的金属波纹储油柜比较常见，它占据所有金属波纹储油柜的大约百分之84。详见下图（图4）。玻璃油标管基于连通器的相关原理，其中存在的油源于独立的油袋，具备便于观察、显示无误等优点。
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图4 储油柜及油位指示示意图
3.2信号传输
把传感器装置在金属波纹储油柜处，把控制装置装设于变电站的控制区域中，布线的距离大于一百米。所以，把传感器的变送电路转换成两线制，传输规范标准的四至二十毫安的电流，能够有效的防止信号出现衰减的情况。两线制变送电路的信号电流需要用在提供电能方面。电路主要包括V/I变换电路以及电路两种形式。调理电路把传感器释放的微弱电信号进行调解、放大、转变成为线性的电压进行输出；V/I变换电路结合信号调解电路的输出来对整体的耗电电流进行有效的控制，并且通过环路来得到电压并保持稳定，为调解电路以及传感器提供运用。
4、结论
（1）外油式的金属波纹储油柜油门的指示通过行程进行转化，必须要尤其注意的是转化的精度以及拉伸收紧器的防疲劳性。
（2）必须重视对储油柜的补偿容积设计以及实际的情况之间的对比，可以通过注油的形式来测量储油柜的容积大小。
（3）在现场进行操作过程中需要注意变压器油平均油温的准确性，并且根据放油的方式排出柜内所存在的空气，能够有效的掌握油位刻度的准确性。
（4）相比较外油式的金属波纹储油柜的油位的结构指示转变，内油立式的储油柜在油位的指示上具有无转化以及直观准确的优点，可以更好的促进现场的运转情况。
参考文献
[1]姚田彪,刘强,张国栋,等.金属波纹储油柜油位指示问题的分析和改进[J].变压器,2018,55(5):48-51.
[2]张铭辉.外油式金属膨胀器储油柜假油位的分析[J].农村电气化,2018,(7):31-32.
[3]李青山,姜成.智能金属波纹储油柜[J].变压器,2011,48(9):53-54.
[4]徐俊,张琛,宋人杰.一种全新变压器油位指示带电检测方法研究[J].上海电力,2013,26(1):13-16.