變壓器滲漏油的原因及解決方法

變壓器油
1、變壓器油的物性
純凈的變壓器油是無色透明的液體，其絕緣強度比空氣大很多，可以充滿油箱內(nèi)各部件之間的空氣隙，使其內(nèi)部的絕緣介質(zhì)保持良好的化學(xué)和物理性能，保護金屬防止腐蝕，保持變壓器良好的絕緣狀態(tài)，此外變壓器油還具有良好的散熱作用，油循環(huán)使得繞組和鐵芯得到充分冷卻，改善運行條件，是變壓器安全穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。 通常，變壓器油在20℃時的密度為0.84～0.91，一般不超過0.9。變壓器油的密度越小，油中的雜質(zhì)和水分越容易沉淀，對電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行越有好處。例如，在低溫時，變壓器油中如果存在水分，則有可能結(jié)冰，冰的密度為0.92。如果油的密度大于0.92，則冰就會在油中浮起，成為放電通道，引發(fā)電力事故。
2、變壓器油類型
在我國，變壓器油的牌號是以凝點為基礎(chǔ)劃分的的，分別為DB-10、DB-25、DB-45，其中D代表“電力用油”，B代表”變壓器油”，后面的數(shù)字表示三類變壓器油的凝點分別為-10℃、-25℃、-45℃。對于最低氣溫不低于-10℃的地區(qū)，采用DB-10的變壓器油，對于最低氣溫低于-10℃的地區(qū)，采用DB-25或DB-45的變壓器油。
3、變壓器油質(zhì)量的判定
變壓器油的質(zhì)量要求等級很高，不經(jīng)過耐壓試驗和化學(xué)實驗是很難確定油是否合格，但不合格的油一般可以從外觀加以鑒別。
1) 油的顏色：正常油的顏色為微黃，若油色變?yōu)榧t棕色，甚至發(fā)黑時，則應(yīng)懷疑油已經(jīng)劣化，應(yīng)對油進行取樣試驗；
2) 透明度：新油在玻璃瓶中是透明的，并帶有藍紫色的熒光，若失去熒光和透明度，則說明油中含機械雜質(zhì)和游離碳；
3) 氣味：未變質(zhì)的變壓器油沒有氣味，或帶有一點煤油味，如有異味，說明油質(zhì)變壞。例如：燒焦味—油溫過高；酸味—油嚴重老化；乙炔味—由內(nèi)產(chǎn)生過電弧；其他異味—與容器反應(yīng)產(chǎn)生。
4、變壓器滲漏油的危害
目前，我國對滲漏油尚沒有明確量的規(guī)定，一般認為有油跡者為滲油，有油珠下滴者為漏油。一旦變壓器出現(xiàn)滲漏油，其后果是十分嚴重的，不僅影響外觀，污染環(huán)境，而且會使油位降低，引起低油位告警；甚至?xí)箮щ娊宇^、開關(guān)處在無油絕緣的狀況下運行，從而導(dǎo)致絕緣降低、擊穿、短路、燒損，甚至爆炸。
滲漏油還會使變壓器由密封狀態(tài)變?yōu)榉敲芊鉅顟B(tài)，長此以往，對變壓器的絕緣品質(zhì)和使用壽命都會產(chǎn)生不利影響。此外還會使站場巡檢人員或檢修人員對變壓器儲油柜內(nèi)膠囊的密封良好性、油位表指示的正確性等作出錯誤分析。由于變壓器滲漏油本身已對變壓器的安全運行形成了威脅，而與此同時還往往伴隨著吸潮現(xiàn)象的發(fā)生，且難以察覺，由此容易形成新的故障隱患，從而影響輸油站場電力系統(tǒng)的安全可靠。
因此，對變壓器的滲漏油問題應(yīng)給予充分重視，并充分分析和研究滲漏的原因，采取必要的措施以杜絕滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。
變壓器漏油原因分析
1、溫度影響
變電所所在地四季溫差較大，夏季氣溫最高可達40℃以上，而冬季的氣溫又可降到-25℃以下，因此器身金屬的膨脹及收縮變形較大，尤其在冬季，晝夜溫差極大，夜間氣溫極低，變壓器各連接處密封圈墊彈性降低，體積收縮，從而導(dǎo)致滲漏油。這種情況與原本運行時不漏的變壓器，停電后由于溫度降低反而產(chǎn)生滲漏的道理是一樣的。
2、設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響
由于變壓器本體油箱與散熱器為兩個相對獨立系統(tǒng)。散熱器與油箱上的密封法蘭配合，通過橫向連管等連接件聯(lián)接固定在本體油箱之上，二者之間的進出油管道通過變壓器專用蝶閥相連通。由于散熱器本身及內(nèi)部變壓器油的總重達數(shù)千千克，連接法蘭、蝶閥承受很大的重量，且不同部位的所受到的力不嚴格一致，這種情況很有可能使本體油箱法蘭與散熱器法蘭不平行，造成各處密封墊受力不均勻，使兩法蘭間隙小的地方壓縮量較大，間隙大的地方壓縮量較小，不易做到做到均勻壓縮，隨著密封材質(zhì)的老化變質(zhì)，容易滲漏。
3、振動頻率的影響
由于本體與冷卻器分為兩個相對獨立的部分，因此其機械振動（變壓器內(nèi)部硅鋼片磁致伸縮引起的鐵芯振動，硅鋼片接縫處和疊片間的漏磁引起的振動，繞組負荷電流漏磁引起的繞組和油箱壁的振動）頻率不一致，而使其連接部分的振動頻率發(fā)生不規(guī)則變化，導(dǎo)致變壓器在經(jīng)過了長時間的運行后，連接法蘭的螺絲松動，產(chǎn)導(dǎo)致滲漏油。
4、密封結(jié)構(gòu)及密封件問題
由于變壓器上使用密封件隨著使用時間的增加會出現(xiàn)老化變質(zhì)的問題，極易變硬、破裂，同時，由于部分管路的密封采用平面法蘭對接，造成安裝過程中的密封圈壓縮量過大，導(dǎo)致整體密封不良，管路松動。密封問題造成滲漏油的主要原因有以下幾種：
密封結(jié)構(gòu)差
密封結(jié)構(gòu)是決定變壓器是否滲漏的重要因素之一。變壓器常見的密封結(jié)構(gòu)主要分為兩種：
A、有密封槽或有限位圓鋼（方鋼）結(jié)構(gòu)
B、平板對接無限位結(jié)構(gòu)
相對而言，如果密封面采用第一種方式，并且選用合適的、合格的密封件，不僅有利于現(xiàn)場的安裝及檢修，而且也容易控制密封件的壓縮量。其滲漏油的可能性就會減小，密封件的使用年限也會延長。若采用制造工藝粗糙的無限位密封結(jié)構(gòu)， 在焊接和裝配過程中又沒有認真清理焊渣，或隨意用金屬物敲擊密封面，導(dǎo)致密封面凸凹不平，產(chǎn)生幅向溝痕，則極易引起滲漏。
密封件選用不當(dāng)
密封件的質(zhì)量好壞也是影響變壓器滲漏的重要因素。更換密封件時應(yīng)對應(yīng)選擇耐油、抗氧化能力好、耐高溫的材料，并在選用時仔細檢查，一般應(yīng)使用硬度適中的密封圈，且要保證密封圈的壓縮量在30%左右，避免因過量壓縮而使其壽命縮短。變壓器的密封圈應(yīng)盡量選擇平板密封圈，尤其是對于高壓、低壓套管等大面積密封的地方應(yīng)選擇平板無接頭密封圈，這對密封面質(zhì)量不太好的法蘭尤為重要。
密封件老化
一些新安裝或新檢修的變壓器，密封圈的彈性還較好，真空驗漏時未出現(xiàn)異常情況。但運行幾年后，密封圈的彈性減弱，密封失效，潮氣甚至是雨水直接進入變壓器本體，此類滲漏現(xiàn)象往往是由密封件老化引起的，如不及時處理它將引起絕緣物的結(jié)構(gòu)強度降低，發(fā)生放電現(xiàn)象，對變壓器產(chǎn)生極大的危害。
5、焊縫與焊接質(zhì)量
焊接工藝，焊接質(zhì)量差等問題，也是變壓器滲漏油的重要原因。
焊縫出現(xiàn)裂紋
變壓器油箱出廠試漏時，一般很少發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，但在使用現(xiàn)場，滲漏較為普遍，其主要原因之一是焊縫周圍出現(xiàn)了裂紋。焊接應(yīng)力產(chǎn)生裂紋情況有兩種：
(1) 焊接應(yīng)力與外應(yīng)力疊加。
焊件在焊接成型的過程中經(jīng)受很大的溫度變化。在焊縫上，最高溫度可達材料沸點，而離開熱源，溫度則急劇下降。這種溫度的變化將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，也必然影響到整個焊接過程中的應(yīng)力分布，引起應(yīng)力集中，不僅導(dǎo)致工藝缺陷，而且在一定條件下將直接影響構(gòu)件的承載能力，如強度，剛度，受壓穩(wěn)定性等。變壓器油箱是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊道縱橫交錯，產(chǎn)生大量的焊拉應(yīng)力，造成應(yīng)力集中，應(yīng)力值甚至可達到屈服極限以上。變壓器出廠時的吊裝和運輸，實質(zhì)上是給變壓器油箱施加一種外載。這種外應(yīng)力與焊接應(yīng)力相疊加，達到或超過材料強度極限，就會使原有隱裂繼續(xù)擴展或加深，甚至產(chǎn)生新的裂紋而導(dǎo)致滲漏。
(2) 焊接應(yīng)力與腐蝕共同作用。
焊接應(yīng)力與腐蝕共同作用也能產(chǎn)生裂紋。這是因為變壓器油中含有水分，有機酸、無機酸以及過氧化物，這些物質(zhì)會對油箱產(chǎn)生腐蝕作用，與油箱材料在承受的焊拉應(yīng)力相疊加，就可能出現(xiàn)裂紋。
焊接質(zhì)量問題
一臺16000KVA的主變，密封焊接口的數(shù)量很大，焊點多、焊縫長、焊接難。由于廠家焊接設(shè)備、人員技術(shù)水平、檢漏手段等諸多因素影響，常常造成接口處（直縫與橫縫、立縫結(jié)合處、換焊條結(jié)合處等）焊接不良或燒透形成砂眼、氣孔。另外，有時鋼材本身也存在氣孔，這些缺陷因有焊渣、油漆等附著，在運行初期表現(xiàn)不明顯，但隨著變壓器的電磁、機械振動及油溫升高變稀，油逐漸從這些沙眼、氣孔、裂紋中滲漏出來。
滲漏點的查找方法
變壓器滲漏油的原因很多，表現(xiàn)出來的現(xiàn)象也各有不同。
順藤摸瓜法—適用于比較明顯的漏油。
查看設(shè)備時，首先觀察變壓器安裝位置的地面基礎(chǔ)上有無明顯的新油跡，如果有，要順著油跡的上方查看，并并應(yīng)注意排除一些中間漏油的假象點，順藤摸瓜，一般可以找到真正的滲漏原點，如套管CT接線柱、套管帽、焊接沙眼、管根等處。
觀察分析法—對介于滲與漏之間的滲漏點查找。
這種滲漏點一般不向下滴油或很長時間才向下滴一滴。因此地面上無新油跡，但滲漏點附近一般有一片油污，且有較明顯的油跡或油泥，并在滲漏點處較為集中。因此只要把油跡或油泥處擦凈，用截斷鋸條或其他工具將滲漏點外面的油漆、焊藥皮除掉，一般能較快的查出滲漏點。
尋根朔源法—對滲油點的查找。
滲油一般比較緩慢，多為焊接的細小砂眼、裂紋、管縫開裂等，滲點的周圍一般有一小片浮土和浮土密集區(qū)。對此類滲點一般可用截斷鋸或其他工具對浮土密集區(qū)進行挖根找點，除掉其油漆、焊藥皮，如果發(fā)現(xiàn)焊接接口凹處，尤其是平直焊縫交接處的凹坑，一般可認為此處即為滲點，再配合顯像劑，很快就能找到滲油位置。
化學(xué)顯像法—對于沒有浮土密集區(qū)的滲點。
對浮土區(qū)下常易發(fā)生滲油的部位進行清理挖點，并將該點用丙酮擦拭，干燥后噴上顯像劑（顯像劑為液體，噴出時呈霧狀，可粘附與滲點的各種復(fù)雜表面，經(jīng)風(fēng)一吹即可將其附著的表面包括凹坑變?yōu)榘咨?jīng)過一段時間，滲油處的白色將變暗發(fā)黑，滲點即刻顯現(xiàn)。顯像劑法不受環(huán)境、滲點位置的影響，附著時間長且容易清除，是尋找滲漏點的較佳途徑。
漏油改進措施
根據(jù)滲漏部位不同，一般應(yīng)實行以焊為主、焊堵結(jié)合等多種處理措施。
1、焊接
對因焊接或鋼材本身缺陷造成的滲漏油，可使用補焊的方法進行處理。帶油焊接應(yīng)在漏油不顯著的情況下進行，且施焊部位必須在油面以下。否則應(yīng)采用抽真空排油法形成負壓后焊接，負壓的真空度不宜過高。以內(nèi)外壓力相等為宜以避免吸入鐵水。帶油補焊一般禁止使用氣焊，焊接選用較細的焊條為宜，補焊時應(yīng)將施焊部位的油跡清除干凈，施焊過程中要注意防止穿透和著火。當(dāng)焊接時間較長時，應(yīng)采用斷續(xù)、快速點焊。燃弧時間應(yīng)控制在10s-20s之內(nèi)。絕對不允許長時間連續(xù)焊接。以防止焊穿。補焊滲漏油較嚴重的孔隙時，可先用鐵線等堵塞或鉚后再施焊。在靠近密封橡膠墊圈或其它易損部件附近施焊時，應(yīng)采取冷卻和保護措施。
2、粘堵
有些滲漏部位不宜或不能用電焊補焊。這就需要使用快速堵漏膠等進行封堵。堵漏膠可以在帶油、帶壓情況下處理設(shè)備滲漏故障，使用簡便、適應(yīng)性強，可以節(jié)省大量人力、物力。在使用堵漏膠堵漏時，應(yīng)注意以下幾點：
1) 要掌握堵漏劑的性能、配合比例和操作要領(lǐng)；
2) 要根據(jù)設(shè)備的滲漏情況及處理滲漏時的溫度，適當(dāng)調(diào)整配合比例或加添快速固化劑；
3) 對需要粘堵的滲漏部位應(yīng)清擦打磨干凈，不能有油泥、漆皮等；
4) 對漏油點不能堵上了事，而應(yīng)用粘有丙酮的脫脂紗布將膠堆起，把漏點蓋住，直至膠變硬固化，沒有油滲出為止。
3、更換
變壓器密封件材質(zhì)的好壞對滲漏油的影響很大，不耐油膠墊用不了幾年就會發(fā)胖、變軟，失去密封作用而漏油。對這種材質(zhì)不佳的膠墊要找機會更換為合格的密封膠墊。除膠墊材質(zhì)外，密封墊的尺寸大小、厚薄對滲漏亦有較大影響。現(xiàn)在用的橡膠墊壓縮率一般為35%--40%，從外觀上檢查，原為直角的膠墊變?yōu)閳A弧形才能真正起到密封作用。對尺寸不合格的膠繩、膠墊、“O”型圈均應(yīng)進行更換，當(dāng)沒有合適規(guī)格時，應(yīng)重新設(shè)計加工，保證它們起到密封作用。
滲漏油的預(yù)防手段
嚴把材料關(guān)
1) 在對變壓器的密封墊進行更換時，應(yīng)選用正規(guī)廠家的產(chǎn)品，彈性、硬度、吸油率、抗老化性能等應(yīng)符合質(zhì)量標準；
2) 嚴禁使用厚薄不均，表面有氣泡、起層、有雜質(zhì)的密封墊；
3) 更換用的螺栓絲扣應(yīng)均勻、光滑、無毛刺；
4) 備齊各種規(guī)格的密封墊配件。
嚴把安裝工藝關(guān)
變壓器在維修、更換零部件以及拆裝螺栓法蘭時要注意以下事項：
5) 選擇合適、合格的密封墊，擰緊時保證壓縮在35%-40%； 6) 安裝前要用白布將密封墊及上下接觸面擦拭干凈；
7) 安裝完畢充油前，要對所有的螺栓檢查、緊固；
8) 所有螺栓要緊固，表面粗糙、密封不良的要在螺栓上涂一層膠粘劑；
9) 大型檢修時密封墊應(yīng)當(dāng)全部更換；
10) 法蘭聯(lián)接時，要清除異物，擦拭干凈。舊法蘭面不平，應(yīng)打磨或用速效堵漏膠填平；更換密封墊，涂密封膠；壓緊螺栓要均勻?qū)ΨQ擰緊，上下螺栓固定時應(yīng)均勻用力，密封墊不得偏斜或竄位。
及時發(fā)現(xiàn)問題并處理
經(jīng)常巡檢變壓器各部位，加強變壓器運行管理，嚴格按規(guī)章操作，發(fā)現(xiàn)焊縫、鑄件、閥門等處滲漏油要及時處理；發(fā)現(xiàn)變壓器嚴重漏油，使油面迅速下降時，應(yīng)立即采取止漏措施，情況嚴重時應(yīng)立即匯報調(diào)度停止該變壓器運行；運行中密切注視分接開關(guān)儲油柜油位，當(dāng)油位異常升高或降低時，則應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油；對變壓器定期取油樣，若發(fā)現(xiàn)主變的色譜分析氫、乙炔和總氫含量異常超標，也應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油，以便及時處理，隨時把事故消除在萌芽狀態(tài)。