變壓器滲漏問題分析及防范措施

雷俊生，鄭立杰

(國網(wǎng)河北省電力公司邢臺(tái)供電分公司,河北 邢臺(tái) 054001)

變壓器滲漏問題分析及防范措施

雷俊生，鄭立杰

(國網(wǎng)河北省電力公司邢臺(tái)供電分公司,河北 邢臺(tái) 054001)

針對(duì)變壓器普遍存在的空氣滲漏和油滲漏問題,分析滲漏的原因及處理方法,提出選用新型密封材料、改進(jìn)密封件斷面形狀、更換密封橡膠粘合劑等技術(shù)與管理措施。

變壓器；空氣滲漏；油滲漏；密封

滲漏是變壓器常見問題之一，輕者會(huì)污染設(shè)備外表，影響美觀，重者會(huì)威脅設(shè)備安全運(yùn)行。變壓器滲漏包括空氣滲漏(正常經(jīng)吸濕器進(jìn)入的空氣除外)和油滲漏，造成滲漏的原因主要有兩方面：一方面是在變壓器設(shè)計(jì)及制造工藝過程中潛伏下來的；另一方面是由于變壓器的安裝和維護(hù)不當(dāng)引起的。近年來，雖然生產(chǎn)廠家和電力用戶的安裝、維護(hù)水平不斷提高，但滲漏現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生。

1 變壓器空氣滲漏問題分析

變壓器空氣滲漏是一種看不見的滲漏形式。例如套管頭部、儲(chǔ)油柜隔膜、變壓器油泵負(fù)壓區(qū)、安全氣道玻璃、焊縫砂眼以及鋼材夾砂等部位的空氣滲漏都是看不見的。多年來，電力系統(tǒng)的惡性事故大多是繞組的燒傷事故，以及由于變壓器低壓出口短路對(duì)電器自身的嚴(yán)重?fù)p壞。其中，由于匝間絕緣降低造成的繞組燒傷事故，通常是在正常工作電壓下發(fā)生的，這種事故很多是由于滲漏及進(jìn)入潮濕空氣造成繞組絕緣受潮引起的。國內(nèi)曾發(fā)生的一起沿紙板樹枝狀爬電事故，是由于紙板受潮引起的，主要原因是安全氣道玻璃處有滲漏。

空氣滲漏是由于變壓器無油部位或負(fù)壓部位密封不嚴(yán)造成的。應(yīng)阻止空氣與變壓器內(nèi)部絕緣接觸，尤其要加強(qiáng)對(duì)套管頭部、變壓器油泵負(fù)壓區(qū)、儲(chǔ)油柜隔膜和安全氣道玻璃等處的密封檢查?？諝庵械乃?、氧氣等會(huì)通過上述部位密封不嚴(yán)處滲透到變壓器本體內(nèi)，這種情況下空氣的侵入一般較為微弱，但應(yīng)注意長期累積對(duì)變壓器內(nèi)絕緣的損害。

2 變壓器油滲漏問題分析

變壓器油滲漏可分為內(nèi)部滲漏(簡稱“內(nèi)漏”)和外部滲漏(簡稱“外漏”)，而外漏又可分為焊縫滲漏和密封處滲漏。

2.1 內(nèi)漏

內(nèi)漏是指變壓器內(nèi)部發(fā)生的滲漏，最普遍的內(nèi)漏是充油套管中的油以及有載調(diào)壓裝置切換開關(guān)油室的油向變壓器本體滲漏，突出表現(xiàn)為套管油位或有載調(diào)壓開關(guān)的油位降低，而且有載調(diào)壓開關(guān)油室的內(nèi)漏還表現(xiàn)為本體油色譜異常。充油套管正常油位高于變壓器本體油位，若套管下部密封部位密封不嚴(yán)，在油壓差作用下會(huì)造成套管油位降低或無油面現(xiàn)象，影響套管安全運(yùn)行。有載調(diào)壓裝置切換開關(guān)油室的油向變壓器本體內(nèi)滲漏是由于切換開關(guān)油室密封不嚴(yán)引起的，如靜觸頭處和油室底部膠墊密封不嚴(yán)。對(duì)于套管內(nèi)漏，一般應(yīng)將套管吊出，并緊固其下部相應(yīng)密封部位即可消除這種情況。若發(fā)現(xiàn)膠墊老化，失去彈性，應(yīng)更換膠墊。對(duì)于有載調(diào)壓裝置切換開關(guān)油室的油向變壓器本體滲漏，可以采取變壓器吊罩檢修的方式處理，仔細(xì)檢查有載分接開關(guān)油室的靜觸頭處和油室底部的密封膠墊處的密封狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)膠墊失效，應(yīng)更換膠墊。

2.2 外漏

2.2.1 焊縫滲漏

焊縫滲漏是由于鋼板焊接部位存在砂眼所造成的。對(duì)于平面接縫處滲油可直接進(jìn)行焊接；對(duì)于拐角及加強(qiáng)筋連接處滲油通常滲漏點(diǎn)查找不準(zhǔn)，或補(bǔ)焊后由于內(nèi)應(yīng)力的原因再次滲漏。在檢查滲點(diǎn)時(shí)，不要急于先清理油跡，應(yīng)先觀察，發(fā)現(xiàn)明亮濕潤處油量多的地方必定是滲漏點(diǎn)；如沒有明亮濕潤處，一片全是油和污土，則要進(jìn)行清理，10 min后，用當(dāng)?shù)氐募?xì)干土噴灑上面，發(fā)濕或粘土的地方就是沙眼。

2.2.2 密封處滲漏

a. 放氣孔滲漏，其原因是膠墊小。由于膠墊在空氣中長時(shí)間暴露，造成老化，出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，在溫度變化情況下易滲漏。處理方法為：外面涂抹對(duì)膠墊無化學(xué)反應(yīng)的密封膠，使膠墊與空氣和陽光隔離延緩老化速度。值得注意的是，大膠墊老化只是一層皮，而小膠墊老化最少會(huì)達(dá)到1/3。

b. 10 kV套管滲漏，主要是由于10 kV母線幾何尺寸長，機(jī)械強(qiáng)度高，安裝時(shí)尺寸配合不好，產(chǎn)生較大扭力，使膠墊受力不勻，密封不良引起的。解決辦法是調(diào)整好配合尺寸，消除扭力，使膠墊受力均勻。另一種情況是10 kV母線橋伸縮節(jié)與10 kV套管之間的母線支瓶緊固不當(dāng)，當(dāng)母線受溫度影響，產(chǎn)生熱脹冷縮時(shí)，母線橋伸縮節(jié)不能起到應(yīng)有作用。在熱脹冷縮的情況下，母線拉伸10 kV套管，使膠墊受力不勻而滲漏。這種情況下，應(yīng)合理安裝母線各支瓶，使母線伸縮節(jié)起到作用，以避免滲漏。

c. 35 kV套管滲漏，多發(fā)生在套管上部膠珠密封處，主要是由于其導(dǎo)桿為紫銅，直徑較小，機(jī)械強(qiáng)度小，壓緊膠珠的部件為瓷質(zhì)，緊固時(shí)不敢用力過大，密封力小。由于安裝尺寸不當(dāng)或?qū)Ь€熱脹冷縮等原因，使導(dǎo)桿變形，造成膠珠受力不均，可能會(huì)引起滲漏。這時(shí)應(yīng)調(diào)整引線尺寸，避免引起扭力，同時(shí)將瓷質(zhì)壓緊件更換為金屬壓緊件。

d. 變壓器栽絲孔滲漏。制造過程中有的栽絲孔打得太深，通常會(huì)造成變壓器油從栽絲孔內(nèi)滲漏。處理辦法為：加工一個(gè)圓形膠墊，其外徑略大于栽絲內(nèi)孔，將其塞入絲孔內(nèi)再擰上螺桿即可。

e. 放油閥門滲油。放油閥是鑄鐵制造，不易焊補(bǔ)，通常是在不放油的情況下進(jìn)行更換。首先對(duì)新閥門進(jìn)行滲漏試驗(yàn)，合格后，在閥門法蘭上先粘牢膠墊，關(guān)閉變壓器本體上對(duì)外各閥門，使整個(gè)變壓器密閉。防爆筒保護(hù)的變壓器，利用鐵板替代防爆膜，防止在放油過程中負(fù)壓爆裂。拆除舊閥門前對(duì)變壓器進(jìn)行放油直到放不出油為止，在負(fù)壓的作用下，實(shí)際放油量較小，此時(shí)變壓器內(nèi)已形成負(fù)壓。在松開螺栓時(shí)按對(duì)角方向先退出2個(gè)螺栓，然后用鐵絲將新閥門擰好掛起來對(duì)準(zhǔn)位置，最后將剩余的2個(gè)螺栓松開，把舊閥門放到油盒，清除法蘭后上膠，膠墊已在新閥門上粘著，緊固閥門螺栓，用克絲鉗剪斷閥門鐵絲，恢復(fù)關(guān)閉的各閥門及防爆膜，閥門更換完畢。

f. 鐘罩膠條滲油。更換鐘罩膠條時(shí)，用油灰鏟刀清除粘附在鐘罩上下法蘭密封面上的油泥，清擦干凈達(dá)到清潔無油垢，膠條搭接斜面應(yīng)放置在油箱法蘭直線段的2個(gè)螺絲中部，嚴(yán)禁放在棱角和彎曲部位，用臨時(shí)卡具將膠條均勻卡在下節(jié)油箱上不得彎曲，緊固螺絲時(shí)，要先將搭接斜面兩邊第1個(gè)螺絲緊固，然后從對(duì)側(cè)兩頭分別向搭接處緊固，預(yù)防搭接斜面裂開，所有螺絲應(yīng)均勻的緊固，膠墊壓縮量1/3左右且均勻[1]。

3 變壓器滲漏的防范措施

3.1 選用新型密封材料

國內(nèi)變壓器行業(yè)最常用的密封材料為丁睛橡膠，但由于其配方和工藝等原因，國產(chǎn)丁睛橡膠的性能有待提高，同時(shí)由于運(yùn)行中漏磁場分布不均勻，導(dǎo)致變壓器溫度分布不均勻[2]，局部區(qū)域溫度可能超過丁睛橡膠正常使用的極限溫度，造成丁睛橡膠提前老化、龜裂和失去彈性。因此，建議選用耐高溫和耐油性好的高分子材料，使其能在150 ℃熱油中連續(xù)工作，有著良好的耐臭氧、抗紫外線、耐有機(jī)溶劑及耐老化等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)橡膠件的檢驗(yàn)不應(yīng)只停留在測量其幾何尺寸及表面質(zhì)量上，應(yīng)檢查橡膠的物理特性，開展在125 ℃熱油中浸泡164 h的老化試驗(yàn)和變壓器油的相溶性試驗(yàn)，并且測量其重量、體積和硬度的變化率。

3.2 改進(jìn)密封件斷面形狀

變壓器箱沿的轉(zhuǎn)彎處，角度小，以往采用圓形橡膠條，由于長期受應(yīng)力極易產(chǎn)生龜裂，導(dǎo)致滲漏。建議采用雙密封結(jié)構(gòu)的“8”形斷面膠條，不僅可避免龜裂現(xiàn)象，而且使密封更為合理可靠。同時(shí)，對(duì)放氣塞、油樣閥等部位改用為“O”形密封圈。

3.3 更換密封橡膠粘合劑

以往使用502膠水粘合劑粘接，其粘合度低、遇水易溶解，而且粘合層顯脆性。因此，建議采用406膠水粘合劑，其粘合時(shí)間短，遇水不易溶解，而且粘合層為柔性，不易斷裂，耐熱性能較好。

3.4 更換放氣塞和蝶閥

調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，散熱器接口處、平面蝶閥帽子處、散熱器放氣塞處的油滲漏占總滲漏點(diǎn)的50%。通過多次對(duì)該類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在散熱器放氣塞和放氣塞座配合上存在著嚴(yán)重缺陷，然而由于放氣塞座焊接在散熱器上，現(xiàn)場無法加工或更換，只能對(duì)放氣塞進(jìn)行改進(jìn)和更換。于是重新設(shè)計(jì)放氣塞結(jié)構(gòu)，加工了一批帶保護(hù)擋圈的放氣塞進(jìn)行更換。同時(shí)對(duì)散熱器放氣塞配套的密封件尺寸進(jìn)行修正，將密封件的壓縮量控制在25%，使密封更為完善、可靠。將普通板式蝶閥全部更換為ZF80型真空偏心蝶閥，而且在其與變壓器法蘭接口處采用了雙層密封，有效地解決了接口的油滲漏問題。同時(shí)改進(jìn)了最易滲漏套管放氣塞的結(jié)構(gòu)，定制了各種規(guī)格的法蘭盤螺栓代替普通螺栓作為套管放氣塞，將接觸面由原來未加工的平面改為光潔的圓錐面，使密封件包容在圓錐面內(nèi)，密封更為有效。

3.5 推廣使用半液態(tài)密封膠

對(duì)于密封面法蘭缺乏一定剛度、密封表面凹凸不平而造成油滲漏的變壓器，應(yīng)推廣使用半液態(tài)密封膠。在清除了漆膜、焊渣及油污的密封面上均勻涂上半液態(tài)密封膠，然后放置合適的密封件，裝配時(shí)通過膠體的流動(dòng)性，完全將密封表面的刀痕、凹坑等缺陷填平，固化形成一個(gè)完整、連續(xù)與密封表面接觸的密封圈，而且使擠出到結(jié)合面邊緣的密封劑形成嵌邊，起到二次密封作用。

3.6 完善變壓器交接密封試驗(yàn)

尤其對(duì)于35 kV及以上變壓器現(xiàn)場附件安裝完畢后，必須在儲(chǔ)油柜上用氣壓或油壓進(jìn)行整體密封試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力0.03 MPa保持12 h，變壓器應(yīng)無油滲漏問題[1]。

3.7 適當(dāng)降低變壓器的負(fù)荷

變壓器負(fù)荷越高，變壓器油溫越高，油的粘度也將變得越稀薄，而且隨著變壓器油溫升高，隔膜式儲(chǔ)油柜的油面也將升高，一旦油面超過隔膜密封面，由于隔膜式儲(chǔ)油柜存在密封面大、密封結(jié)構(gòu)不合理、法蘭加工不平整等問題，將造成嚴(yán)重的油滲漏問題?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)幾乎所有隔膜式儲(chǔ)油柜均存在著油滲漏的問題，而膠囊式儲(chǔ)油柜卻無一油滲漏問題。因此，從結(jié)構(gòu)上改造隔膜式儲(chǔ)油柜成為解決變壓器油滲漏問題的有效途徑。

3.8 加強(qiáng)變壓器監(jiān)造和質(zhì)量檢查

在變壓器訂貨技術(shù)協(xié)議中應(yīng)明確規(guī)定，變壓器為無油滲漏產(chǎn)品，一旦發(fā)現(xiàn)油滲漏必須進(jìn)行索賠和罰款。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)派出監(jiān)造人員的培訓(xùn)，做到各道工序嚴(yán)格把關(guān)，尤其是附件預(yù)裝檢漏后進(jìn)行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)不合理之處及時(shí)要求制造廠整改，從源頭上堵住變壓器油滲漏。建議編制和完善《變壓器防油滲漏的裝配驗(yàn)收工藝要求》，規(guī)定對(duì)變壓器所有附件都要進(jìn)行總裝配監(jiān)造。提高對(duì)閥門、散熱器、有載分接開關(guān)等組件的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照ISO9000標(biāo)準(zhǔn)選擇分承包方，并對(duì)實(shí)物加強(qiáng)評(píng)定和復(fù)驗(yàn)工作。

4 結(jié)束語

滲漏是變壓器檢修工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。以上總結(jié)了幾種造成變壓器滲漏的原因及防范措施，但造成變壓器滲漏的原因還有很多，比如密封面對(duì)接呈現(xiàn)馬蹄狀、部分油塞密封面設(shè)計(jì)不合理、密封面法蘭鋼板較薄等。在實(shí)際工作中，應(yīng)進(jìn)一步提高變壓器的制造工藝，選擇有一定資質(zhì)的施工隊(duì)伍安裝變壓器，防止起重運(yùn)輸造成變壓器滲漏，還應(yīng)加強(qiáng)檢修、運(yùn)行人員的培訓(xùn)，提高專業(yè)技術(shù)人員的變壓器檢修水平。

[1] DL/T 573-1995，電力變壓器檢修導(dǎo)則[S].

[2] 趙家禮，張慶達(dá). 變壓器故障診斷與處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

本文責(zé)任編輯：齊勝濤

Analysis and Preventive Measures on Seepage Problem in Transformer

Aiming at the problem of the air leakage and oil leakage of transformer,analyzes the method and causes,introduces measures to prevent and solve the problem by new sealing material or improved seal of the section shape or changing seal rubber bond.

transformer；air seepage；oil seepage；seal

2013-02-04

雷俊生(1963-)，男，技師，主要從事變壓器檢修工作。

TM407

B

1001-9898(2013)04-0012-02