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，膠囊運行工作的健康狀態，直接對變壓器主設備會造成威脅。本文主要從膠囊工作原理，破損的原因，安裝工藝流程等環節，闡述提出了檢修工作中采用變壓器油枕內膠囊的法蘭通過導氣管與充氣一體化裝置鏈接通過裝置內部控制氣壓完成膠囊的安裝。

關鍵詞：膠囊 充氣 假油位

一、前言

隨著我國經濟發展速度加快，工業化水平不斷提高用電需求不斷加大，電力系統容量的不斷增大，大容量變壓器用途越來越廣，鑒于油浸式變壓器容量適應性較好，安裝要求較低，以及過載能力較強，所以在電力系統得到較為廣泛的應用;變壓器油肩負著絕緣和冷卻的作用，品質要求較高，運行中不允許與空氣直接接觸，而變壓器等部件由于負荷及環境溫度的變化，存在膨脹和冷縮的現象，為保證其正常的膨脹和冷縮，同時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，同時能即時反應變壓器油位，變壓器膠囊的安裝水平提出了很高的技術要求。

二、研究技術背景

90年代生產的變壓器，使用時間普遍都到達10年以上，儲油柜內的膠囊也到達使用年限，對變壓器的安全平穩運行造成安全隱患，必須對相關變壓器儲油柜內的膠囊進行更換。但跟換的過程沒有統一的標準，安裝質量那以保障。

目前，在現場檢修工作中多為采用氮氣或者空壓機對膠囊進行充氣，一方面不能及時控制充氣體壓力，導致充入氣體氣壓過大，容易造成主變壓力釋放閥動作噴油和對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和環境溫度情況，導致檢測結果不準，以及受溫度影響，膠囊內的壓強變大、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入到氣囊內部，再加上膠囊長期運行后出現龜裂和沙眼等現象，水份就會進入到變壓器內部，造成絕緣油受潮微水超標，變壓器出現內部放點擊穿等故障發生。如圖1。

三、膠囊破損對變壓器危害

電力系統輸變電，變壓器站在舉足輕重的位置，隨著變壓器內油溫升降，其進行呼吸，在油的體積發生變化時有一個足夠的空間。其工作原理為膠囊袋內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油柜的油面上，當油面變化時，膠囊袋也會隨之膨脹或壓縮。由于膠囊安裝工藝不當，安裝時壓力過大對膠囊內壁造成損傷，可能因材質問題出現龜裂微孔，使空氣和水分滲入油內進入變壓器油箱，造成油內含水量增高，絕緣性能下降，油介損增大，而加速絕緣油的老化過程，果發展惡劣儲油柜里面的膠囊進油，這時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，造成油質量下降，膠囊體積不隨著油位變化而變化，會阻擋油位浮子運動，造成油位表顯示不準，變壓器絕緣油會逐漸指標下降，出現微水超標、總烴超標等現象發生，給情況嚴重時需要被迫濾油或強迫停電檢修，電力系統帶來極大的安全隱患。

四、膠囊充氣原來監測單元及系統構成

變壓器油枕內膠囊的法蘭通過導氣管與充氣一體化裝置鏈接，先根據導氣管法蘭的直徑和開孔尺寸，預先制作一個三通管帶法蘭的，和一個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，向膠囊內充氣，至壓力表顯示0.3--0.5MPA，裝置自動關閉氣瓶的閥門，查看4小時內，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，減小問題膠囊帶病運行。

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、存儲器和定時器組成。本實用新型結構簡單、設計合理，通過電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ能夠自動控制調整膠囊內的壓強情況，并且由減壓閥控制沖壓速度，能夠有效避免沖壓過大而導致膠囊損壞，能夠提高設備的安全性;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，能夠準確掌握充放氣壓值，使得檢測結果更加準確。

四、結論與展望

此項膠囊充氣裝置工藝方法提出，補充了現有油浸式變壓器膠囊安裝的工藝，針對現有技術的不足，提出一種能夠有效避免沖壓過大而導致膠囊損壞，安裝工藝不規范導致的假油位，提高設備安全性能夠準確掌握充放氣壓值，使得檢測結果更加準確的變壓器試漏自動檢測裝置，對今后變壓器油枕膠囊更換有著較好的借鑒和指導。