淺析變壓器油位巡檢方法的創(chuàng)新變革

熊嗚翔1，宋人A2，宋俊杰2

(1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海200072

2.上海市電力公司檢修公司，上海200072)

[摘要]常用的變壓器的儲油柜大都采用膠囊樣式的，而這種儲油柜經(jīng)長時間使用后，會侵蝕油罐，給巡檢工作人員造成一定的干擾，致使檢查結(jié)果出現(xiàn)偏差或錯誤。根據(jù)這一現(xiàn)象，提出一種新型裝置。該裝置采用的是雙壓力監(jiān)測模式，簡化了檢測流程，減小了檢測誤差，在操作和使用上更賤準(zhǔn)確和簡便。

關(guān)鍵詞 變壓器油位 儲油柜 巡檢方法

中圖分類號TM407

0引言

常用的變壓器儲油柜大都采用膠囊樣式，其能很好地防止因熱脹冷縮原因?qū)е碌臋z測結(jié)果錯誤，且在保持平衡的條件下，可以更加直觀地觀察變壓器油位變化。巡檢工作人員只需要觀察配套的儲油計，就可以直觀地判斷出油柜內(nèi)的油位變化。以此為根據(jù)來判斷整個變壓器的工作是否保持在正常的工作范圍內(nèi)。但是根據(jù)最新的規(guī)定，為確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在儲油柜中安裝兩種裝置互為考數(shù)值，以提高檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

1傳統(tǒng)檢測方法及弊端

1.1管式油位計檢測方法

管式油位計大都是針對電壓較低變壓器的檢測方法，這種方法是：采用一根玻璃管，其玻璃管直接與有關(guān)內(nèi)部相連，油管內(nèi)的液體高度可直接反饋出油罐內(nèi)的油體高度。此裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，測量方法簡便直觀。但是油管內(nèi)部的油因長時間與空氣接觸，可能變質(zhì)。因此，必須要保障兩者之間互相隔絕，然而在實際的運(yùn)輸中，難免有以下兩個弊端。

1.1.1儲油膠囊袋與油管壁破裂

儲油膠囊袋是為了避免小油管內(nèi)的油直接與油罐內(nèi)的油相接觸，但是其經(jīng)長時間的浸泡腐蝕，很容易產(chǎn)牢破裂。另外，即使采用絕緣的橡膠材料，但由于容易被侵蝕老化，如不及時更換，那么內(nèi)部的“變質(zhì)油”將直接流入油罐內(nèi)部，使得整個油罐內(nèi)部油被污染。

油位計的油管一般采用的都是玻璃材質(zhì)，清晰直觀;且玻璃不易受到空氣腐蝕，相對更加耐用。但是油管內(nèi)的油由于直接與空氣接觸，且長時間暴露在空氣中，會發(fā)生各種物理化學(xué)變化，最后直接粘連到油管內(nèi)壁上，日積月累，越來越厚，使得油管內(nèi)部的“通道”越來越“狹窄”，直接影響著檢查結(jié)果。根據(jù)這一現(xiàn)象，提出一種新型裝置。該裝置采用的是雙壓在操作和使用上更加準(zhǔn)確和簡便。

1.1.2缺少驗證

即使出現(xiàn)經(jīng)上述兩種原因造成的編譯期間油位巡檢結(jié)果錯誤，但由于缺乏驗證性實驗，所以巡檢人員根本無法判斷檢測結(jié)果是否真的可信，索性就當(dāng)成正確的檢測結(jié)果來使用。另外，即使出現(xiàn)其他原因，如油管壁破損。油管內(nèi)部通道被堵等原困導(dǎo)致的檢測結(jié)果錯誤，但是同樣還是無從查起，無法判斷。由此可見，這種檢測方式雖然直觀，但是更為“失真”。

1.2指針式油位計檢測方法

指針式的油位計是利用懸浮球原理，當(dāng)油位出現(xiàn)變化時，懸浮球也發(fā)隨之發(fā)生變化，而與懸浮球相連接的傳動桿直接關(guān)聯(lián)著指針，通過指針變化來判斷油罐內(nèi)的油位變化。這種油位檢測方法雖然較油管式在使用壽命上更加長一些，但是缺乏直觀性。在實際的巡檢工作中，需要對其進(jìn)行大概估值。而大概估值更多的不是取決于實際測量值，而是取決于測量人員的主觀意識，在測量結(jié)果的可信度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及管式油位計。油位檢測直接關(guān)乎到變壓器內(nèi)部油的多少，影響變壓器整體的工作效率，如果油位測量不準(zhǔn)確，容易造成事故。另外由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，靈敏度不及油管式檢測方法，巡檢人員不能及時獲得油位的最新變化，如果出現(xiàn)某一環(huán)節(jié)遲鈍，產(chǎn)生連環(huán)效應(yīng)，將會嚴(yán)重影響變壓器的正常工作。例如：在安裝時，如果傳動桿的長度稍有偏差，那么指針顯示結(jié)果將出現(xiàn)錯誤數(shù)值。另外，如果懸浮球在浮動時被其他設(shè)備阻礙，或者各部件之間在長時間使用后出現(xiàn)腐蝕，不能靈敏轉(zhuǎn)動，那么都將對檢測結(jié)果造成影響。

以上常用的兩種變壓器油位巡檢方法雖然存在著一定的優(yōu)勢，但是所存在的問題和缺陷日漸突出，如不及時更換或者找到新方法，將會直接影響著巡檢結(jié)果，甚至有可能造成人員事故傷亡。傳統(tǒng)變壓器巡檢方法，很難發(fā)現(xiàn)所測量的數(shù)值失真。無論是由于檢測方法還是檢測設(shè)備造成的測量數(shù)據(jù)，由于缺乏相對應(yīng)的驗證性實驗數(shù)據(jù)比對，所以根本無法知曉所測量數(shù)值的準(zhǔn)確性。由于儲油囊等零部件的影響因素是無法避免的，給測量結(jié)果的真實性提出了一系列的難題。而人為“經(jīng)驗”的影響，肉眼看到的刻度用“大越”“大概”去估值的方式是極不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊环N工作方式，長時間處于這種工作模式下，很容易給巡檢工作人員帶來“湊合”的工作態(tài)度，嚴(yán)重影響巡檢工作人員的工作效率和工作長遠(yuǎn)規(guī)劃，降低了巡檢工作人員的工作熱情和工作效率。另外，由于傳統(tǒng)檢測設(shè)備在更換上難度系數(shù)較大，大都是安裝在油罐內(nèi)部，因而給拆換都造成一定的難度。在遇到問題時也很難更換，如必須更換則需要耗費(fèi)大量的物資和人力， “勞民傷財”，縮短了變壓器的工作使用壽命，而縮短原因并不是由于變壓器本身所帶來的影響，而是因測量油位導(dǎo)致的變壓器工作壽命縮短，因而更換測量計帶來的“代價”比較大。

1.3。變壓器油位巡檢的重要性

在實際對變壓器油位巡檢工作中會涉及到油位異常的現(xiàn)象，通常變壓器油位的變化都會在一個專屬固定范圍內(nèi)，如果在實際工作中每次測定數(shù)值都無明顯變化，幾乎處于“同一數(shù)值”，造成這一現(xiàn)象的主要原因極有可能是油標(biāo)管堵塞導(dǎo)致的。長時間出現(xiàn)這種現(xiàn)象，誤導(dǎo)工作人員認(rèn)為變壓器內(nèi)不缺油，變壓器長時間處于缺油狀態(tài).會使內(nèi)部的溫度過高，保護(hù)膠圈老化，線路裸露，存在危險性極高的安全隱患，釀成安全事故。抑或出現(xiàn)油位標(biāo)注管的數(shù)值過于偏高，不僅會使整個變壓器內(nèi)部出現(xiàn)過高的壓力，還會出現(xiàn)油被溢出，導(dǎo)致變壓器所負(fù)電荷過低，最后停止工作。另外，溫度也是影響油位的重要因素，在寒冷或者高溫的環(huán)境中，當(dāng)油位低于一定會數(shù)值時，會導(dǎo)致引線等被保護(hù)的部位暴露在空氣中，與空氣接觸，引發(fā)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)閃絡(luò)，引起事故的產(chǎn)生。同時，如果油一旦與空氣接觸，與空氣中的物質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)變化，那么保護(hù)的絕緣油也將失去保護(hù)的作用。

變壓器的工作環(huán)境是及其危險而又重要的，是保障整個系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件，而變壓器油位變化直接關(guān)乎變壓器的工作狀態(tài)，所以變壓器油位巡檢工作極其重要。工作人員需要根據(jù)油位的變化，制定對應(yīng)的處理和應(yīng)急工作，以確保變壓器的正常運(yùn)行。

2變壓器油位檢測的創(chuàng)新方法

基于傳統(tǒng)檢測方法的弊端，目前很多企業(yè)都在嘗試對變壓器油位檢測方法進(jìn)行突破與創(chuàng)新。其中效果較為明顯鼠常用的方法是壓力傳感器測量。壓力傳感器測量方法是通過油罐內(nèi)油所產(chǎn)生的壓力值來判定油的多少。這種換算方法較一般的測量方法，其精密度和準(zhǔn)確度都較高，且實現(xiàn)度較高，安裝方便，足需要在油罐底部的放油管末端安裝裝置即可。同時，換新方法也方便快捷，無需拆除油罐或者損壞油罐，降低了變壓器關(guān)于油罐維護(hù)的整體費(fèi)用。

2.1壓力測量

測量方法簡單，通過壓力值可直接換算成油罐內(nèi)部油的垂直高度，公式如下：

h—P/og

式中：P-所受壓力;

o-被測液體密度;

g-當(dāng)?shù)刂亓铀俣?

h-測點至液的高度。

公式中，P值是通過測量顯示的數(shù)值，不需要進(jìn)行特殊處理。而一般都是固定數(shù)值，測量時只需要查找對應(yīng)的數(shù)值即可。而公式中p則是根據(jù)油的種類而變化的，不同的油其p值是不同的。需要注意的是，油罐內(nèi)部的油在整個運(yùn)輸中會循環(huán)流動，產(chǎn)生動能，在不斷的撞擊和摩擦中會產(chǎn)生一定的熱能。熱能可直接影響周圍的環(huán)境和溫度，也可直接影響著油的密度，整個油罐內(nèi)部不同部位油的油密度也并不是一致的。溫度影響密度計的主要表現(xiàn)在：溫度越高，密度則相應(yīng)的越低。因而，油罐內(nèi)部垂直高度相差2～4 m，溫度則會相應(yīng)的變化1℃，直接影響到測量值也會相應(yīng)地變化1～3 mm。因而如果油罐內(nèi)部的油在整體溫度上無法保持一致而取得一個平均溫度，那么通過油位的換算高度也會出現(xiàn)較大的誤差。所以，要想取得精確的測量值，必須要消除溫度值偏差帶來的影響。

而一般偏差的計算較困難，同時也缺少驗證性實驗，壓力測量雖然具有一定的優(yōu)越性，但是如不消除溫度偏差值所帶來的影響，那么實際應(yīng)用也是不可行性的。新的壓力測量油位的方法不似傳統(tǒng)檢測方法，沒有任何經(jīng)驗可循，在實驗和使用階段都缺乏立定的理論和實際基礎(chǔ)作為參考依據(jù)，即使出現(xiàn)問題也無從查起。變壓器內(nèi)部的油處于一個相對封閉的環(huán)境中，通過平常手段是無法找到對應(yīng)的測量方法的，因而可以參考變壓器的工作性質(zhì)和實驗的基本理論，大膽嘗試和改革壓力測量方法，利用一系列的測量和嘗試性試驗，把溫度帶來的影響降到最低，以確保壓力測量變壓器油位方法的可行性。

2.2雙壓力測量

由于變壓器工作特點，油罐內(nèi)部的油始終都會處在溫度不斷變化的環(huán)境中，而要想確保油的整體溫度平均一致將會十分困難。因而為了降低由于難于求得油的平均溫度所造成的測量難題，則可以利用雙壓力測量的方法進(jìn)行測量。

雙壓力測點法是在儲油柜放油管下部相隔一段固定距離分別安裝2個壓力傳感器，這樣可以實際獲得二個壓力值和。由于所測量的兩個點的壓力值所呈現(xiàn)出的油的平均溫度較為相似，因此通常可以認(rèn)為是近似相等。雖然兩個壓力值所測量的點柏差有一定的高度，而這個高度值通常是固定值，因而即可有效避免因油內(nèi)部溫度不同對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。

為測定實驗的準(zhǔn)確性和可行性，利用模擬實驗對比，工作人員可以安裝兩個精密度都在0.1%的壓力傳感器，通過人工升溫實驗，來測量油罐內(nèi)部的高度。為使結(jié)果更加有說服力，同時還進(jìn)行了傳統(tǒng)方法的測量。通過測量，其所雙壓力測量方法在精密度上明顯比傳統(tǒng)測量方法更加精準(zhǔn)。因此這種測量方法完全可以滿足對變壓器油位日常的巡檢。

壓力測量方法在時間和精度上都較傳統(tǒng)方法有所創(chuàng)新，不似傳統(tǒng)檢測方法對檢測當(dāng)時的光度、人員占位有較嚴(yán)格的要求，只需要巡檢工作人員記錄好相應(yīng)的電子數(shù)值顯示，然后根據(jù)對應(yīng)的公式進(jìn)行計算即可。同時壓力檢測也不需要過于時間長的檢測，通過雙壓力檢測，互相為參考數(shù)值，避免了異常油位檢測不出來的難題，能夠在時間上及早發(fā)現(xiàn)問題。雙壓力檢測方法對于檢測人員的要求性不高，無需過高的專業(yè)要求和經(jīng)驗要求，避免了由于巡檢工作人員的經(jīng)驗所帶來的檢測“誤差”，使得數(shù)據(jù)更加客觀和公正。由于以往的傳統(tǒng)檢測方法對檢測人員的經(jīng)驗值要求更高。過于依賴巡檢工作人員的經(jīng)驗，而缺少公正的檢測和參考對照試驗。雙壓力檢測的方法也能很好克服了壓力測量變壓器油位方法中溫度所帶來的影響，提高了巡檢工作人員的工作效率。

2.3其他變壓器巡檢油位巡檢工作

在變壓器油位檢測中，除了要對油位檢測方法進(jìn)行改革外，還要對檢測的其他工作進(jìn)行相應(yīng)的改革，以提高對變壓器巡檢人員工作的工作效率。

在變壓器巡檢工作中，人為因素是最為主要的，所以對工作人員的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗進(jìn)行嚴(yán)格要求。工作人員具備扎實的理論知識和專業(yè)經(jīng)驗，能夠及時更早地對故障進(jìn)行排查。例如：通過對變壓器的工作時產(chǎn)生的內(nèi)部聲音和各個部件的保護(hù)膠體顏色等，直觀判斷出是否需要更換和保障變壓器是否能繼續(xù)正常工作。在油位巡檢工作中，對于油位的檢查，工作人員要站在正確位置上，不應(yīng)與油位指示劑的觀測窗口距離過遠(yuǎn)或過近，要保持適當(dāng)?shù)木嚯x。在巡檢工作中，要仔細(xì)觀察，認(rèn)真記錄，并核對記錄。另外，需要記錄好其他相關(guān)數(shù)據(jù)，如天氣、溫度、濕度等，以便遇到異常數(shù)據(jù)時可以分析原因。

3結(jié)束語

傳統(tǒng)的測量方法需要投入更多的人力和物力，無疑給巡檢工作增加了一定的難度。雙壓力檢測的方法不僅在數(shù)值上更加精確，且在安裝和后期的維護(hù)環(huán)節(jié)都節(jié)省了一定的人力、物力、財力，大大提高了巡檢人員的工作效率，也為企業(yè)了節(jié)省成本。

參考文獻(xiàn)

[1]張忠魁，變壓器假油位與正確注油方法[J]，西北電力技術(shù)，2004(4)：150-151.

[2]李威.大型變壓器產(chǎn)生假油位的原因分析及處理方法[J].變壓器，2008(3):70. ，

[3]龔杰，龔敏，譚一粟，等，淺析變壓器油位計和呼吸器故障[J].變壓器，2015，52(8)：62-66.