1.引言

大型變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，要求其內(nèi)部的絕緣油與空氣進(jìn)行隔絕，以防止絕緣油氧化而降低其絕緣性能。儲(chǔ)油柜膠囊在絕緣油與空氣的隔絕中起到了重要的保護(hù)作用，由于儲(chǔ)油柜膠囊安裝方式的隱蔽性，難以在其破損時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往等故障發(fā)生時(shí)，才能發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題，給變壓器的安全運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患及很高的維護(hù)費(fèi)用，因此，膠囊的破損監(jiān)測(cè)對(duì)變壓器的安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文中筆者主要探討磁助式電接點(diǎn)壓力表對(duì)膠囊進(jìn)行破損監(jiān)測(cè)的可行性。

2.工作原理

在儲(chǔ)油柜端部安裝一個(gè)磁助式電接點(diǎn)壓力表，位置距離油室頂部0.2m。當(dāng)膠囊未破損時(shí)，儲(chǔ)油相油室內(nèi)充滿了絕緣油，此時(shí)，壓力表顯示一個(gè)恒定的油壓，如圖1所示。

當(dāng)膠囊破損時(shí)，空氣通過(guò)膠囊進(jìn)入到儲(chǔ)油柜油室，油室與膠囊內(nèi)部（大氣壓）氣壓逐漸平衡，油室內(nèi)的絕緣油流動(dòng)到膠囊下方；由于絕緣油油位的下降，從而使壓力表處的油壓降低。此時(shí)，壓力表內(nèi)的布爾登彈簧旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而觸發(fā)開關(guān)觸點(diǎn)，由此發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如圖2所示。

3.可行性分析

對(duì)于不同容量的變壓器，儲(chǔ)油柜的直徑一般介于0.8m到1.6m之間。根據(jù)浮球式油位計(jì)(YZF型）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，儲(chǔ)油柜的高油位報(bào)警位置約在儲(chǔ)油柜直徑的90%左右；實(shí)際上，儲(chǔ)油柜的補(bǔ)償容積往往給了一定的裕度，因此變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)，膠囊下方的油位（即油位計(jì)的浮球高度）一般低于90%,很少發(fā)生高油位報(bào)警現(xiàn)象。

當(dāng)膠囊下方的油位達(dá)到最高（即油位計(jì)的浮球接近高油位報(bào)警位置）時(shí)，此時(shí)因膠囊破損而造成的儲(chǔ)油柜油室內(nèi)絕緣油油位下降的高度差最小，約為儲(chǔ)油柜直徑的10%。

進(jìn)而得到，儲(chǔ)油柜直徑越大，油位的下降高度也越大，壓力表的數(shù)值變化也越大；儲(chǔ)油柜直徑越小，油位的下降高度也越小，壓力表的數(shù)值變化也越小。因此，以直徑最小的儲(chǔ)油柜進(jìn)行分析具有代表性。

根據(jù)帕斯卡定律，液體內(nèi)部的油壓計(jì)算公式為：P=p-g-H⑴

式中p——液體的密度，kg/m3

g重力加速度，9.8N/kg

H——距離油室頂端的高度，m當(dāng)膠囊完好時(shí)，由式（1)得出壓力表的數(shù)值為：6=900x9.8x0.2=1764Pa當(dāng)膠囊破損時(shí)，同樣由式（1)得出壓力表的數(shù)值為：

P2=900x9.8x(0.2-0.8x10%)=1058Pa因此，膠囊破損時(shí)，壓力表處的油壓范圍是（此時(shí)絕緣油油面位于壓力表以下）：0Pa~1058Pa。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)，選定一個(gè)量程為3000Pa的壓力表，并將壓力表設(shè)置為當(dāng)油壓小于1500Pa(當(dāng)膠囊有輕微破損或密封不良時(shí)可提前發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行診斷，故設(shè)置為1500Pa)時(shí)，觸發(fā)其內(nèi)部的開關(guān)觸點(diǎn)，由此發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因此，根據(jù)上述論證，證明此方法切實(shí)可行。

4.與傳統(tǒng)的膠囊破損監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比

目前，我公司運(yùn)用的膠囊破損監(jiān)測(cè)方法有：氣體繼電器法、專用繼電器法及MBR傳感器和保護(hù)繼電器組合法，并已經(jīng)運(yùn)用在了出口項(xiàng)目上。下面，從成本和維護(hù)檢修方面進(jìn)行對(duì)比分析來(lái)判斷各種膠囊破損監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

5.結(jié)論與建議

通過(guò)表1對(duì)比可知，磁助式電接點(diǎn)壓力表法具有成本低廉，檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，可完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法。

目前，膠囊破損監(jiān)測(cè)裝置在國(guó)外項(xiàng)目上已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目上卻少有使用。近年來(lái)，因膠囊破裂使絕緣油氧化而導(dǎo)致變壓器運(yùn)行出現(xiàn)故障的情況時(shí)有發(fā)生，給社會(huì)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，膠囊式儲(chǔ)油柜使用膠囊破損監(jiān)測(cè)裝置是必要的。鑒于磁助式電接點(diǎn)壓力表法具有成本低廉、維護(hù)檢修方便的優(yōu)勢(shì)，因此可廣泛運(yùn)用于膠囊式儲(chǔ)油柜中。