胶囊式储油柜油位故障原因分析及对策

修回日期：２０１９０４１９ 作者简介：杨东（１９８５－），男，四川雅安人，工程师，从事水电站运行维护管理、电气设备自动化工作。
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指示器配置的干簧接点接通发出油位相应的报警信 号［４］。
２ 某水电站故障现象
某水电站采用 ５５０ｋＶ户外、单相、油浸、间隙铁
芯线路并联电抗器。并联电抗器是接在高压输电线
是保证绝缘油体积的自由变化，使油面与空气接触 面积缩小到最低限度，减缓绝缘油的老化；其次，对 设备也有补油作用［３］。
储油柜的胶囊隔膜袋通过呼吸管、呼吸器与大 气相通，呼吸管连通隔膜袋和呼吸器，呼吸器通过硅 胶直接与大气连通，空气经过吸湿器时将其中的水 分和杂质过滤干净。当隔膜袋呼吸时，气体呼吸管 和呼吸器与外部空气交换，呼吸器中的变色硅胶可 以清除空气中的潮气和杂质，确保进入胶囊的空气 干燥、清洁。储油柜的结构如图 １所示。
图 １ 胶囊式储油柜结构示意
储油柜内使用油位指示器，一般由内外两部分 组成。储油柜内部分包括浮子、托架和磁体，储油柜 外部分包括外壳、指针、刻度盘和磁体，两部分由防 漏圆盘隔开。
储油柜油位计的浮子漂浮在柜体内胶囊下的油 面上，浮子随着油面的升降而升降，并带动摆杆上下 摆动。摆杆 通 过 齿 轮 副 带 动 油 位 计 的 主 动 磁 钢 转 动，主动磁钢带动油位计的被动磁钢转动，被动磁钢 又带动表盘指针转动。当达到高油位或低油位时，
水电站设计 第 ３５卷第 ３期
Ｄ Ｈ Ｐ Ｓ ２０１９年 ９月
胶囊式储油柜油位故障原因分析及对策
杨 东
（国家能源集团大渡河大岗山水电开发有限公司，四川 雅安 ６２５０００）
摘 要：大型电力变压器和电抗器主要采用胶囊式储油柜，胶囊的作用是确保绝缘油与空气隔绝，从而避免油氧化等问题。储油 柜胶囊必须具有可靠密封性能，从而保证变压器和电抗器正常运行。本文系统介绍了一起某水电站电抗器储油柜油位故障现象， 并对故障原因及处理方法进行分析，就储油柜胶囊破损监测提出了对策。 关键词：胶囊；储油柜；油位故障 中图分类号：ＴＭ４１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３－９８０５（２０１９）０３－００５７－０４
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图 ２ 电抗器 Ｃ相油色谱数据变化趋势
３ 故障分析
故障发生后，结合现场检查情况，对可能的故障 原因进行了分析。 ３１ 储油柜油位低
油位计指示油位为零，有可能存在油箱、储油柜 等出现渗漏，造成油位实际偏低。对电抗器外观进行 了全面检查，对电抗器集气盒进行了排气，有气泡溢 出，对可能渗油的储油柜注排油阀、储油柜排气阀、散 热器进出法兰、各排气嘴进行了紧固。同时，对储油 柜顶部旁通阀及两边法兰也进行了紧固，对本体下部 取油样塞也进行了紧固，监视铁芯、夹件的接地电流， 同时也检查电抗器事故油池，均未发现异常。
由于胶囊式储油柜采用电磁式油位计间接地指 示油位，运行中可能会出现假油位。假油位是指油 位计指示油位与储油柜的实际油位不符，吸湿器堵 塞、胶囊破裂、油位计卡涩等故障，都会导致油位计 指示错误［５］。
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０ 前 言
胶囊式储油柜是在储油柜内部安装一个胶囊， 使绝缘油与空气隔离，并通过硅胶呼吸器与大气连 通，安装时通过在胶囊内充氮气或干燥空气等措施 防止胶囊破裂，避免绝缘油与空气直接接触。储油 柜胶囊是一种橡胶工业制品，主体胶料多以耐臭氧 ＰＶＣ并用胶和耐油 ＮＢＲ、ＮＢＲ单胶和氯醚橡 胶 为 主，也有以三元氯醚橡胶为主要材料，胶囊多以聚酰 胺纤维为骨架材料［１］。目前，胶囊式储油柜容易出 现油位指示不正确的典型故障，产生这一故障的原 因很多，故障现象也各不相同，特别是油位表的油位 指示与储油柜实际油位不一致时，将直接影响变压 器的安全经济运行。
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１ 工作原理
高压油浸式设备绝缘油中溶解了空气，空气中 的氧气就 促 使 绝 缘 油 及 浸 泡 在 油 中 的 纤 维 材 料 氧 化、老化。当纤维材料发生水解时，纤维素键断裂， 油中纤维素材料被破坏，绝缘加速老化，变压器和电 抗器就会降低使用寿命［２］。高压油浸式设备应尽量 没有或仅有少量的气体，保持储油柜油量合理，这样 可以减少绝缘油与空气的接触面积。随着电气设备 电压的不断升高，绝缘油与大气隔绝尤其重要，防止 大气中的氧气、水分进入到绝缘油中，避免出现设备 的绝缘强度下降及设备老化。因此，现在的油浸式 变压器和电抗器上都装有储油柜。储油柜是油浸式 变压器和电抗器的重要保护附件之一，其主要用途
路上的大容量电感线圈，作用是补偿高压输电线路
的电容和吸收其无功功率，防止电网轻负荷时因容
性功率过多引起电压升高。
运行巡检人员巡回发现电抗器 Ｃ相油枕油位显
示器显示油位指示为零。故障发生后，油温监测、绕
组温度监测和红外测温均未见异常。电抗器油色谱
在线监测分析发现，故障相 Ｃ相油中二氧化碳含量
持续升高，油色谱数据变化趋势见图 ２。
为确定储油柜内的实际油位，将一根透明塑料 软管的一头接在电抗器底部取油样阀上，另一头用 绝缘杆高举至本体储油柜顶部，利用连通器原理测 量实际油位高度，检查电抗器实际油位在储油柜一 半的高度。再通过红外测温仪，利用油与空气分界 面上下介质的热物理性参数不同，在实际油面处形
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成一个有明显温度突变的清晰热像特征，确认储油 柜内的油也在储油柜一半的位置。通过上述方法， 排除电抗器漏油的可能。 ３２ 假油位