变压器金属波纹管式储油柜假油位分析及处理

第28卷2020年第4期
农村电工
作为变压器的重要附件，储油柜可对变压器本体的绝缘油进行容积补偿，并且能够实现绝缘油与外界空气的隔绝，因此其工作状况对变压器的安全运行具有极其重要的影响。

我国电力系统中目前使用的储油柜主要包括3种：胶囊式储油柜、隔膜式储油柜及金属波纹管式储油柜，金属波纹管式储油柜有诸多优势，开始逐步替代其他2种储油柜。

金属波纹管式储油柜分为内油式和外油式2种，
其中外油式金属波纹管式储油柜在运行过程中可能会出现假油位故障，进而导致运检人员难以判断储油柜的真实运行油位，影响变压器的安全运行。

引发外油式金属波纹管式储油柜假油位故障的原因多种多样，为了探究假油位故障出现的内部机理并针对原因提出行之有效的解决措施，本文针对外油式金属波纹管式储油柜假油位故障开展了深入的分析和研究。

1
外油式金属波纹管式储油柜结构及工作原理分析
外油式金属波纹管式储油柜的金属波纹管与外
界相连，储油柜内的绝缘油充满波纹管与储油柜箱体之间，通过波纹管与空气的连通实现内部绝缘油的体积补偿。

由图1所示的外油式金属波纹管式储油柜示意图可知，外油式金属波纹管式储油柜中波纹管完全被绝缘油浸润，波纹管远离油位计一侧底部接头通过连杆与油位计实现机械连接，波纹管体积变化时会带动连杆动作从而在油位计上体现，将储油柜内部的油位实现可视化的展示。

波纹管由不锈钢薄板制成，外油式金属波纹管式储油柜与胶囊式储油柜类似，可看作使用金属波纹管代替胶囊的作用；尽管金属波纹管的使用寿命较长，
但由于其在储油柜内做横向运动，易受储油柜箱体内壁的干扰产生卡涩等情况，进而引起错油位和假油位等故障。

2
假油位故障原因分析
正常运行的外油式金属波纹管式储油柜内部为
充满绝缘油的状态，但在检修维护中受到各种因素的影响会导致其出现假油位故障，本章总结归纳了两类导致假油位故障的原因并进行了分析。

2.1
注油工艺不合格
在注油过程中，若操作工艺不合格会造成储油柜
油位指示过高。

外油式金属波纹管式储油柜注油一般采用半真空注油方式进行，标准注油流程可分为3个步骤。

（1）管路连接及检漏。

变压器注油时的半真空注油管路连接示意图如图2所示，首先将储油柜与变压器本体间的连接蝶阀关闭，然后由变压器本体下部注油口及顶部连接蝶阀分别与真空滤油机进行管路连接；上下管路各有一个阀门，其中与顶部连接的上部阀门采用逆止阀连接，用以保证抽真空的可靠实现；真空滤油机与盛放合格绝缘油的储油罐通过阀门连接。

按图2连接好管路后，需要通过打开及关闭阀门后开启真空滤油机进行预抽，并由检修人员实时对所连接的管路进行检漏，防止连接处或阀门出现操作不当时发生泄漏，影响真空滤油机抽真空的进度及质
量。

（2）注油。

检查好管路连接后，即可进行抽真空注油操作，抽真空过程中要分别对真空滤油机和连接管路设置专责监护人，防止出现抽真空过度等特殊极端情况，危及设备安全。

将变压器内部均匀抽真空至制造厂规定值时停止抽真空，并保持真空情况下静置一段时间，一般情况下新装变压器需真空静置24h ，非新装变压器与其
（257091）国网山东东营供电公司
赵延文
变压器金属波纹管式储油柜
假油位分析及处理
图1
外油式金属波纹管式储油柜结构示意图
图2半真空注油管路连接示意图
主持：朱
宁
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暴露时间保持一致。

真空静置完成后，开启真空滤油机以3—5t/h的速度均匀注入合格的绝缘油；当注油到离变压器箱体顶部约150mm时停止进行注油。

（3）补油。

注油完成后变压器顶部尚存在部分区域未完全浸润，需要经储油柜对变压器进行补油。

首先将变压器本体底部及顶部的连接管路拆除，然后从底部引管路连接至储油柜底部的注油阀处，连接牢固后关闭阀门，补油管路连接示意图如图3所示。

通过将储油柜连接至变压器本体的连接蝶阀打开，使储油柜中的油缓慢流至本体中填充缺油区域。

开启真空滤油机往储油柜中缓慢注入绝缘油，同时开启储油柜上部的放气塞，待放气塞中溢出油立即停止补油并关闭放气塞。

最后，检查放气塞、连接管路及阀门是否按照要求通流或关闭，并检查油位指示无明显异样后即可结束补油工作。

注油步骤完成后，还需要对变压器油进行热循环及静置，使绝缘油中的气体能够完全析出；热油循环一般不少于3次，循环时间及静置时间一般都不低于
24h，且静置中及静置完成后需要及时排气，保证储油柜中无气体残留。

整个注油过程中，若不严格按照上述3个步骤且不遵循抽真空时间、热循环及静置等的相关工艺要求，可能会导致储油柜顶部存在气体残留。

当温度变化导致储油柜内部油位下降时波纹管会进行横向拉伸（图4所示），此时若顶部存在气体残留，可能引发波纹管端部倾斜问题（图5所示），进而通过指针反映到油位表，导致出现假油位故障。

2.2内部结构故障
由外油式金属波纹管储油柜的组成结构可知，金属波纹管端部一小部分通过连接杆或金属拉带与油位表相连，一旦这一部分的波纹管发生故障或连杆发生故障将直接影响油位的正确指示。

储油柜中的金属波纹管材质一般为铝合金材质，通过焊接成型。

生产厂家规定的金属波纹管芯体寿命为可往复伸合不少于10000次，但在实际运行过程中可能由于焊缝等机械问题导致波纹管或滑道产生变形及卡涩，从而引起油位指示错误。

同时，金属连接杆或金属拉带在传导过程中若发生故障，会直接破坏油位指示的传导，导致油位波动较大，影响运维检修人员的巡视判断。

3故障处理及防范措施
出现假油位现象会导致检修人员出现误判，如假油位显示过低但实际油位并不低的情况下，盲目补油就可能会导致压力释放阀动作引起跳闸。

针对假油位故障造成的危害并结合上文分析的储油柜假油位产生的故障原因，需要针对性进行故障处理并采取措施进行有效防范。

（1）定期对储油柜油位进行巡视记录，建立周期记录卡，及时跟踪其油位变化，掌握油位变化动态。

（2）检修过程中注意需将储油柜的呼吸管保持常开状态，注放油管不用时需要保持常闭状态。

（3）鉴于内油式波纹管式储油柜不会存在假油位等一系列故障问题，建议有条件的地区更换内油式储油柜。

4结论
针对变压器的外油式金属波纹管式储油柜在运行中存在的假油位故障，对故障产生的机理进行了深入探讨，并结合运行实际提出了相应处理措施及有效的预防措施，为保障变压器储油柜的安全运行提供了指导和借鉴，具有较高的工程实用价值。

2020-03-27收稿
图3补油管路连接示意图
图4正常油位下降补偿示意图
图5残留气体下油位下降补偿示意图
“电力设备”栏目征稿启事
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绝缘子、穿墙套管、继电保护及自动装置、直流电源
设备等，探讨其功能特点与推广应用，研究分析其应
用运行中所存在的问题及解决办法等。

本刊编辑部主持：朱宁
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