一種膠囊充氣一體化裝置的研制

楊彪

摘要：變壓器部件中，油枕膠囊作為絕緣油與外部空氣隔離，以及起到變壓器內(nèi)部油位隨著溫度的變化上升和下降，重要的組成部分，膠囊運(yùn)行工作的健康狀態(tài)，直接對(duì)變壓器主設(shè)備會(huì)造成威脅。本文主要從膠囊工作原理，破損的原因，安裝工藝流程等環(huán)節(jié)，闡述提出了檢修工作中采用變壓器油枕內(nèi)膠囊的法蘭通過導(dǎo)氣管與充氣一體化裝置鏈接通過裝置內(nèi)部控制氣壓完成膠囊的安裝。

關(guān)鍵詞：膠囊 充氣 假油位

一、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，工業(yè)化水平不斷提高用電需求不斷加大，電力系統(tǒng)容量的不斷增大，大容量變壓器用途越來越廣，鑒于油浸式變壓器容量適應(yīng)性較好，安裝要求較低，以及過載能力較強(qiáng)，所以在電力系統(tǒng)得到較為廣泛的應(yīng)用;變壓器油肩負(fù)著絕緣和冷卻的作用，品質(zhì)要求較高，運(yùn)行中不允許與空氣直接接觸，而變壓器等部件由于負(fù)荷及環(huán)境溫度的變化，存在膨脹和冷縮的現(xiàn)象，為保證其正常的膨脹和冷縮，同時(shí)避免油與外界直接接觸，油枕膠囊就是其中的利器，其與呼吸器配合，保證變壓器正常的膨脹、冷縮（呼吸），避免了油與外界直接接觸，同時(shí)能即時(shí)反應(yīng)變壓器油位，變壓器膠囊的安裝水平提出了很高的技術(shù)要求。

二、研究技術(shù)背景

90年代生產(chǎn)的變壓器，使用時(shí)間普遍都到達(dá)10年以上，儲(chǔ)油柜內(nèi)的膠囊也到達(dá)使用年限，對(duì)變壓器的安全平穩(wěn)運(yùn)行造成安全隱患，必須對(duì)相關(guān)變壓器儲(chǔ)油柜內(nèi)的膠囊進(jìn)行更換。但跟換的過程沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，安裝質(zhì)量那以保障。

目前，在現(xiàn)場(chǎng)檢修工作中多為采用氮?dú)饣蛘呖諌簷C(jī)對(duì)膠囊進(jìn)行充氣，一方面不能及時(shí)控制充氣體壓力，導(dǎo)致充入氣體氣壓過大，容易造成主變壓力釋放閥動(dòng)作噴油和對(duì)波紋油枕中的波紋管或膠囊油枕中的膠囊損壞，另一方面無法有效掌握壓強(qiáng)和環(huán)境溫度情況，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)，以及受溫度影響，膠囊內(nèi)的壓強(qiáng)變大、變小或者超過其閥值無法得到有效控制，安裝過程中一旦有水分進(jìn)入到氣囊內(nèi)部，再加上膠囊長期運(yùn)行后出現(xiàn)龜裂和沙眼等現(xiàn)象，水份就會(huì)進(jìn)入到變壓器內(nèi)部，造成絕緣油受潮微水超標(biāo)，變壓器出現(xiàn)內(nèi)部放點(diǎn)擊穿等故障發(fā)生。如圖1。

三、膠囊破損對(duì)變壓器危害

電力系統(tǒng)輸變電，變壓器站在舉足輕重的位置，隨著變壓器內(nèi)油溫升降，其進(jìn)行呼吸，在油的體積發(fā)生變化時(shí)有一個(gè)足夠的空間。其工作原理為膠囊袋內(nèi)氣體通過呼吸管及吸濕器與大氣相通，膠囊袋底面緊貼在儲(chǔ)油柜的油面上，當(dāng)油面變化時(shí)，膠囊袋也會(huì)隨之膨脹或壓縮。由于膠囊安裝工藝不當(dāng)，安裝時(shí)壓力過大對(duì)膠囊內(nèi)壁造成損傷，可能因材質(zhì)問題出現(xiàn)龜裂微孔，使空氣和水分滲入油內(nèi)進(jìn)入變壓器油箱，造成油內(nèi)含水量增高，絕緣性能下降，油介損增大，而加速絕緣油的老化過程，果發(fā)展惡劣儲(chǔ)油柜里面的膠囊進(jìn)油，這時(shí)候變壓器油與外界空氣直接接觸，可能吸收空氣里的水分、氣體或雜質(zhì)，造成油質(zhì)量下降，膠囊體積不隨著油位變化而變化，會(huì)阻擋油位浮子運(yùn)動(dòng)，造成油位表顯示不準(zhǔn)，變壓器絕緣油會(huì)逐漸指標(biāo)下降，出現(xiàn)微水超標(biāo)、總烴超標(biāo)等現(xiàn)象發(fā)生，給情況嚴(yán)重時(shí)需要被迫濾油或強(qiáng)迫停電檢修，電力系統(tǒng)帶來極大的安全隱患。

四、膠囊充氣原來監(jiān)測(cè)單元及系統(tǒng)構(gòu)成

變壓器油枕內(nèi)膠囊的法蘭通過導(dǎo)氣管與充氣一體化裝置鏈接，先根據(jù)導(dǎo)氣管法蘭的直徑和開孔尺寸，預(yù)先制作一個(gè)三通管帶法蘭的，和一個(gè)充氣裝置的法蘭帶充氣嘴的。然后，拆下吸濕器，接上三通管，另一法蘭接充氣裝置，上有壓力表、電磁閥門、氣體流量控制單元等，余下的法蘭接充氣裝置的法蘭，將充氣膠管連接在氣瓶上，另一端連在充氣嘴上，這一切做好后，打開氣瓶的閥門，向膠囊內(nèi)充氣，至壓力表顯示0.3--0.5MPA，裝置自動(dòng)關(guān)閉氣瓶的閥門，查看4小時(shí)內(nèi)，壓力無下降，安裝膠囊操作流程完畢，這樣能大大提升膠囊的安裝效率，減小問題膠囊?guī)Р∵\(yùn)行。

膠囊充氣一體化裝置裝置，包括低壓氣罐、電源模塊、主控模塊、高壓氣罐、殼體、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、減壓閥、進(jìn)氣管、氣壓傳感器Ⅰ、氣壓傳感器Ⅱ、氣壓傳感器Ⅲ、法蘭、喇叭、顯示器、控制按鍵、管道Ⅰ、管道Ⅱ、閥門、高壓軟管、電熱絲和溫度傳感器;主控模塊主要由電路板、ARM處理器、存儲(chǔ)器和定時(shí)器組成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，通過電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ能夠自動(dòng)控制調(diào)整膠囊內(nèi)的壓強(qiáng)情況，并且由減壓閥控制沖壓速度，能夠有效避免沖壓過大而導(dǎo)致膠囊損壞，能夠提高設(shè)備的安全性;并且通過電熱絲控制加熱低壓氣罐和高壓氣罐至特定溫度，能夠準(zhǔn)確掌握充放氣壓值，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

四、結(jié)論與展望

此項(xiàng)膠囊充氣裝置工藝方法提出，補(bǔ)充了現(xiàn)有油浸式變壓器膠囊安裝的工藝，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能夠有效避免沖壓過大而導(dǎo)致膠囊損壞，安裝工藝不規(guī)范導(dǎo)致的假油位，提高設(shè)備安全性能夠準(zhǔn)確掌握充放氣壓值，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確的變壓器試漏自動(dòng)檢測(cè)裝置，對(duì)今后變壓器油枕膠囊更換有著較好的借鑒和指導(dǎo)。