油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監測裝置的研制

【摘要】近10年來，本公司新上220kV主變壓器均采用排油充氮滅火裝置，其應用范圍越來越大。但是，因天氣不好、光線過暗或消防柜觀察窗模糊等原因，排油閥滲漏油事件時有發生，卻難以在第一時間被監測和處理，容易造成不可想象的嚴重后果。本公司通過研制排油閥滲漏在線監測裝置，成功解決了原有排油閥因觀察困難造成的難以監測和處理滯后的問題。

【關鍵詞】排油充氮滅火裝置排油閥滲漏油在線監測裝置

一、問題的提出

主變滲漏油現象一直是長期影響主變正常運行的普遍問題。運維檢修人員對該裝置的巡視維護工作量日益增加，其中主要工作是通過觀察孔確認沖氮滅火裝置排油閥是否出現滲漏油現象。

然而，由于排油閥管道觀察孔在消防柜內，在天氣不好、光線過暗或消防柜觀察窗模糊等情況下就很難發現壁內是否有滲漏油現象。2015年1月，某供電公司發生一起充氮滅火裝置排油閥滲漏油事故，由于早期沒有發現，致使地下油池的油滲流至周邊農田，對周圍環境造成嚴重的污染，更是對公司形象的嚴重打擊。

為此，本公司致力于通過研制排油閥滲漏在線監測裝置，研究準確高效地監測排油閥滲漏油現場的方法，以改進對排油閥滲漏油的監測效果，提升滲漏油事故發生時的應對及時性。

二、排油閥滲漏油的原因分析

為徹底消除排油閥滲漏油的隱患，本人詳細開展充氮滅火裝置的結構分析。充氮滅火裝置的排油閥為碟閥，采用重錘控制開啟，碟閥下面用鋼管直通儲油池。由于碟閥一面與變壓器油接觸，另一面與空氣接觸，兩面接觸的介質和壓力不同，使得排油閥的密封圈更容易老化、開裂甚至剝離脫落，從而導致滲漏油。

這種滲油的溢流量達不到斷流閥75-95L/min的動作值，因此斷流閥不會自動切斷油枕和變壓器本體之間的油路，也不會發出信號，且斷流閥的動作與排油閥的微滲關系不大。而排油閥下方雖然安裝了玻璃觀察窗，但平時巡視檢查只能勉強看到迎面的管道內壁上有無滲油，查看滲漏存在死角，且排油管內沒有照明裝置，在自然光照不良的情況下更容易影響巡視人員判斷。

經過統計分析，本公司所轄11座220kV變電站20臺主變，配有13組充氮滅火裝置。同時，我們在工作中發現，變電站充氮滅火裝置排油閥的滲漏油情況都是通過定期觀察來確認的。對無人值守的變電站而言，滲漏油情況難以發現、處理滯后的問題將更為嚴峻。

三、排油閥滲漏油在線監測裝置的研制分析

1.確定方案

我們以排油閥出現滲油現象時現場能清晰直觀發現、后臺能夠收到告警信號為關鍵點，并可以滿足公司所有油浸變壓器充氮滅火裝置的安裝需要，確定裝置的基本結構：

（1）能有效收集排油管內壁滲油的集油裝置；

（2）便于現場就地觀察、在油量達到設定值時能可靠動作的動作觸發裝置；

（3）動作后能快速有效地在遠方發告警信號的遠方告警裝置。

2.方案分解

（1）集油裝置

為與排油管內壁貼合緊密，并更好收集滲漏油，我們使用自主開發的彈性集油環。其采用帶有彈性鋼片的槽形耐油硅膠制成，內嵌彈性鋼片，用于提供集油環與不同管徑排油管內壁的摩擦力，便于支撐、密封和防銹。在集油條搭接處開斷，兩側斷口各切去5mm的槽口面形成滴油口，重新對接成集油環，使滴油口正對于集油盒處，滲漏油最后集中到集油盒內。

為直觀清晰觀察在線監測裝置中干簧管磁性簧片可靠動作，選用透明耐油塑料集油盒。將集油盒巧妙地安裝于觀察窗臺階處，不影響排油鋼管內徑，設置照明LED小燈，方便巡視人員能夠直觀得直接觀察到滲漏情況。

（2）動作觸發裝置

透明集油盒放置在集油盒固定塊上，略凸出于排油管內壁且靠近觀察窗，內置磁鐵、浮球及搖臂、搖臂支撐座，用于積蓄集油環收集的油料，方便巡視人員直觀觀察到滲漏情況，并方便取出清理。同時，當滲油量累積達到50ml（或用戶自行設定的滲漏容量）時，磁力浮球由搖臂控制運動方向，到達干簧管啟動區，使干簧管電接點吸合，閉合常開接點發出電信號，遠程提醒設備管理人員。

干簧管有兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點的簧片?；善|點被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管內平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構成開關的常開或常閉觸點。與一般機械開關相比，干簧管結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；與電子開關相比，它又有抗負載沖擊能力強等特點，工作可靠性很高。

（3）遠方告警裝置

在觀察窗臺階上找準、找正并鉆配出干簧管接點信號線的出線孔，放置安裝孔密封圈固定好整套觀測裝置，將信號線引出并密封出線孔。將信號線接入充氮滅火裝置控制柜內端子排上，再用二次電纜連接到遠方運行監控屏。

在油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監測裝置制作前，根據確定的方案，繪制出設計圖，分別為觀測結構及安裝位置正視示意圖、觀測結構及安裝位置側面剖視示意圖和集油環橫截面結構示意圖。

在確保人身、設備安全條件下，經公司審批，我們在220kV建陽變電站1號主變充氮滅火裝置上實施油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監測裝置的試安裝，并立即進行微滲漏，以檢查集油效果和觸發裝置動作的情況。經運用發現，在現場巡視或檢修過程中，能夠很直觀發現有無滲漏油現象；動作觸發裝置在儲油量達到設定值時動作靈敏正確，能夠遠程提醒設備管理人員；安裝快捷簡便，對不同尺寸的排油管只需調整集油環的長短就能實現快速安裝。

四、排油閥滲漏油在線監測裝置實施后的效益分析

排油閥滲漏油在線監測裝置的使用，可以產生以下效益：

1.安全效益

該裝置解決了變壓器充氮滅火排油閥滲漏油隱蔽性的缺陷，通過精準就地觀察、遠方在線監測和實時告警，有效避免偷漏油現象，提高主變運行的可靠性和穩定性，進而保障電網設備的安全運行。同時，減輕運維人員的巡視工作量和檢修人員處理滲漏油事件的頻率，相應增加工作人員的人身安全。

2.經濟效益

加裝排油閥滲漏在線監測裝置后，一是大大減少排油閥的滲漏油量，節省一筆變壓器油費用；二是減少了因油擴散導致周圍農作物損壞而造成的經濟賠償；三是減少滲油過多導致主變停電補油而損失的設備停運效益。2015年1月某供電公司排油閥滲漏油事故中，員工處罰0.5萬元，民事經濟賠償費用2.5萬元，補充變壓器油500多公斤約1.5萬元左右，僅經濟損失就有4.5萬元，還有不可估量的主變停電及造成其他設備停運的負荷損失。

五、結論

本文通過研制集油環、集油盒、動作觸發裝置、專用支架和遠方告警裝置，組成排油閥滲漏油在線監測裝置。該裝置安裝簡單方便，可以有效收集滲漏的變壓器油，使巡視或檢修時很容易通過集油盒中油量發現排油閥滲漏情況和取出清理，且當滲油量累積達到設定的滲漏容量時發出電信號，遠程提醒設備管理人員及時處理。同時，其適用充氮滅火裝置工作原理、構造和排油管道的不同管徑，能夠克服現有技術的缺陷，可以帶來可觀的安全效益、經濟效益和社會效益。

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作者簡介：駱小軍（1988-），男，湖北孝感人，本科，工程師，現從事變電檢修工作。