油變壓器更換呼吸器硅膠時對瓦斯保護影響

摘要：目前存在的兩種不同觀點：一種認為更換呼吸器硅膠可能造成瓦斯保護誤動作，需要更換硅膠完畢后24小時試運行正常后，再重新投入運行；另一種觀點認為變壓器更換呼吸器硅膠對瓦斯保護無影響，本文從變壓器的結構、呼吸器結構和瓦斯保護工作原理等方面對其進行影響分析，并得出結論。建議重瓦斯保護作為變壓器的主保護退出，更換完畢后可立即投入運行，更有效的保護變壓器的安全。

關鍵詞：變壓器 呼吸器 硅膠 瓦斯保護

1 變壓器的基本結構

變壓器的基本結構由器身、油箱、冷卻裝置、保護裝置、出線裝置及變壓器油組成。其中器身包括鐵芯、繞組、絕緣、引線及分接開關；油箱包括油箱本體及附件；保護裝置包括油枕、油表、安全氣道、呼吸器、測溫元件、凈油器、繼電器等；出線裝置包括高、中、低壓瓷套管等。油枕一般分為兩種形式：膠囊式油枕和隔膜式油枕，其作用一致，膠囊或隔膜的主要作用就是將油和空氣隔絕。油枕膠囊內的氣體通過呼吸器與外界進行交換。

2 呼吸器的結構與在變壓器中的作用

呼吸器也叫吸濕器，是主變壓器（本文所指變壓器均為油浸式電力變壓器）的一個附屬安全保護裝置，呼吸器安裝在油枕與空氣連通的管道末端，由導氣管、容器及油杯組成，容器內裝有硅膠，油杯內裝有絕緣油。呼吸器能使變壓器本身內的空氣通過呼吸器與外界空氣相通，保持器身內外氣壓相等，防止高溫天氣或滿負荷運行時變壓器油因升溫膨脹，內部壓力升高無法釋放造成變壓器噴油。二是通過呼吸器內裝的干燥劑吸收進入變壓器內空氣中的水分，使變壓器絕緣油保持良好的電氣性能，防止潮濕空氣直接進入變壓器油枕內，使變壓器油受潮，降低或破壞變壓器的絕緣強度，以致繞組燒毀。

如圖一所示，空氣流動的過程：

油枕——呼吸器聯管——玻璃罩——玻璃筒——油封片——集油杯——氣孔——大氣，圖為呼吸器呼氣時動作效果。

3 硅膠的作用

3.1 硅膠（Silica gel；Silica）也被稱為硅橡膠，是一種活性吸附材料，它無毒無味，性質穩定，基本上不與任何物質發生反應，除了強堿、氫氟酸等，而且不溶于任何溶劑。因為制造工藝的不同，不同的硅膠它的結構也不同。硅膠的物理結構和化學成分與其他材料有很大的不同，形成其獨有的特點：較高的吸附性能、較好的熱穩定性、機械強度較高。

3.2 主要用途：主要作用是吸潮防銹，被廣泛應用在密閉條件下的設備、儀表。配合普通的硅膠干燥劑使用，能顯示干燥劑的吸潮程度和分析環境的相對濕度等。也可以是包裝用的干燥劑，被應用在儀器、食品、皮革、日用品等方面。

3.3 工業油變壓器中用的較多的是藍色硅膠，因為它除了有吸附防潮的作用外，還可以隨著吸濕量的增加，而改變自身的顏色，由藍變紫，再變淺紅，不僅可以顯示環境的濕度，也直觀顯示是否還有防潮作用，還可以判斷何時失去效應，及時更換新的硅膠。

4 瓦斯保護的定義和工作原理

4.1 瓦斯保護是油浸是變壓器的一種保護裝置，是變壓器內部故障的主要保護元件。如圖三所示，安裝在變壓器箱蓋和儲油柜的聯管上，當油浸式變壓器內部發生故障時，產生的電弧大量放熱，將變壓器內部的絕緣材料受熱分解產生大量的氣體，就有可能造成油流沖動，從而使繼電器的接點動作，通過保護回路，動作于變壓器重瓦斯調整。

4.2 目前開口杯擋板式瓦斯繼電器是我國大部分電力企業應用的繼電器，它的結構主要是上下兩個開口杯和平衡錘。上下兩個開口杯都浸在油里，平衡錘產生的力矩大于開口杯在油內的重力所產生的力矩，所以開口杯向上傾斜，不能觸發繼電器接點動作。但是如果變壓器油箱內部發生故障，絕緣油會被分解，形成少量的氣體，因為變壓器布置傾斜，從而使氣體逐漸聚集在繼電器的上部，油面下降，從而上開口杯漏出油面，浮子浮力減小。平衡錘產生的力矩小于開口杯在油內的重力所產生的力矩，從而使上開口杯的觸點動作，觸發輕瓦斯保護動作，保護回路發出信號。當內部故障嚴重，大量放熱分解絕緣油產生大量的氣體時，油流直接沖擊下開口杯的擋板，使下開口杯觸點動作，觸發變壓器重瓦斯保護動作。所以，當瓦斯繼電器及瓦斯保護回路接線正常，回路沒有問題的時候，若瓦斯保護動作，可能有以下原因：①因為發生故障，在變壓器油箱里形成一些氣體，并從油箱流向油枕；②變壓器油箱到油枕之間的連接管道上出現快速油流；③變壓器油位下降。

5 在主變壓器更換呼吸器硅膠時，對瓦斯保護的影響

5.1 對在運行中的主變壓器更換呼吸器硅膠，需要將重瓦斯保護由跳閘改投發信，這一點基本上沒有什么異議，分歧比較大的是在硅膠更換完畢后什么時候投入重瓦斯保護。一種觀點認為變壓器需要經過24小時的試運行正常后，方可將重瓦斯保護投入跳閘，因為在更換完主變壓器呼吸器硅膠后，還有可能造成瓦期保護的誤動作；另一種觀點是主變在更換完硅膠后對瓦斯保護并無影響，可直接恢復正常，將重瓦斯保護投入跳閘。

5.2 主變呼吸器更換硅膠工作結束后，對瓦斯保護的影響分析：①雖然在更換呼吸器硅膠的過程中，通過連接管變壓器的油枕膠囊內的氣體與大氣進行了直接接觸，但是變壓器油箱里面并沒有進入氣體，依據瓦斯繼電器動作原理可知，不會使其動作；②更換硅膠工作并不會使油箱到油枕之間的連接管道上出現大量的油流動，也不會觸發瓦斯繼電器動作；③更換硅膠工作，不會影響瓦斯繼電器，也不會使油箱油位大幅度下降；④更換呼吸器硅膠時要對呼吸器進行清潔和對油封進行換油。

5.3 主變壓器是發電廠及變電站的重要組成部門也是重要的設備，它的故障給安全運行帶來很大的威脅。因此保護應該及時投入運行，避免長時間退出運行，以免在進行檢修工作過程中，發生保護動作，而未觸發損壞變壓器。因此主變更換硅膠結束后，應盡快將保護恢復正常運行。以下幾種情況可能發生瓦斯保護誤動：如果呼吸器上口的橡膠墊子被壓偏，在更換過程中可能造成膠囊或隔膜被隔絕的氣壓發生變化，造成油流動而觸發瓦斯保護動作，這種情況較為特殊，除非是呼吸器長時間無法進行正常呼吸，且長達一年以上不進行硅膠更換，正常巡視中未發現有氣泡正常冒出，或者上次更換吸濕劑時與本次溫差非常大，造成的油壓變化使膠囊或隔膜中的壓力變化形成油流流動達到瓦斯的動作值。以上事件概率極小，因此更換硅膠的工作完畢后就應將重瓦斯保護改投跳閘。

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