電力變壓器滲漏油原因分析及預(yù)防措施

崔少華

摘要：變壓器滲漏油不僅影響其外觀質(zhì)量，而且使變壓器內(nèi)部與室外大氣之間形成通道，隨著油溫變化的呼吸作用，使空氣、水分、粉塵等進(jìn)入變壓器，降低變壓器油的絕緣強(qiáng)度，加速其氧化，威脅變壓器的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;漏油分析：預(yù)防措施

1 變壓器滲漏油原因分析

根據(jù)變壓器滲漏油發(fā)生的部位，主要分為焊縫滲漏、密封面滲漏、變壓器組部件滲漏等三大類，造成滲漏油的原因很多，主要因素為生產(chǎn)過(guò)程中控制不當(dāng)形成的缺陷及外購(gòu)組部件質(zhì)量不良，其次設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝等因素也有影響。

1.1 焊縫滲漏油原因分析

1.1.1 焊接區(qū)表面銹跡、油跡影響

變壓器油箱制作使用的鋼板、型材等由于長(zhǎng)時(shí)間放置表面存在大量的銹跡，法蘭等部件機(jī)械加工過(guò)程中表面會(huì)存在少量的油跡，焊接過(guò)程中若焊接區(qū)表面的銹跡、油跡未徹底清理，鐵銹中的結(jié)晶水、油污中的碳?xì)浠衔飼?huì)在電弧高溫下分解出氫氣，造成焊縫產(chǎn)生氫氣孔，導(dǎo)致焊縫滲漏油。

1.1.2 焊接生產(chǎn)過(guò)程控制不當(dāng)

變壓器油箱焊接屬于特殊工序，生產(chǎn)過(guò)程需對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，任意一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，極易產(chǎn)生焊接缺陷，造成滲漏油。焊接生產(chǎn)過(guò)程中，所有焊接方法、焊接材料、焊接工藝參數(shù)等必須經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定合格后而確定的，所有焊接人員需經(jīng)過(guò)考核合格后方可上崗操作;不同牌號(hào)鋼板存放需做好標(biāo)識(shí)，以免混淆;焊條等使用前需要按工藝要求進(jìn)行烘干，并使用保溫桶保溫;焊接設(shè)備需定期維護(hù)，電壓表、電流表、流量計(jì)等需定期校驗(yàn);夏季使用風(fēng)扇時(shí)避免風(fēng)向正對(duì)電弧使其產(chǎn)生焊接氣孔，冬季室溫低于-5℃時(shí)，焊接前應(yīng)對(duì)母材進(jìn)行預(yù)熱，焊后進(jìn)行保溫處理，防止產(chǎn)生焊接裂紋。

1.2密封面滲漏油原因分析

1.2.1 密封槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)

變壓器一般采用帶槽法蘭與平法蘭螺栓連接的密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)密封件的壓縮使之產(chǎn)生彈性變形，從而對(duì)上下密封面形成接觸壓力實(shí)現(xiàn)密封，其接觸壓力過(guò)小密封性能差，接觸壓力過(guò)大密封件會(huì)過(guò)早失去彈性導(dǎo)致密封失效，因此變壓器密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，密封件的壓縮率選擇和密封槽截面積與密封件截面積的比例關(guān)系設(shè)計(jì)尤為重要，并要在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮升高座等大直徑法蘭的焊接角變形問(wèn)題，從設(shè)計(jì)源頭保證變壓器的密封性能。

1.2.2 密封槽加工及表面處理不當(dāng)

密封槽加工過(guò)程中除保證槽深、槽寬的加工精度外，對(duì)槽口倒圓角必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行加工，過(guò)大的圓角容易造成密封件壓縮時(shí)擠出密封槽，過(guò)小的圓角容易造成密封件壓縮時(shí)被割傷。

1.2.3 密封件尺寸不當(dāng)

變壓器行業(yè)內(nèi)密封件尺寸一般參照GB/T3672.1—2002《橡膠制品的公差 第1部分：尺寸公差》進(jìn)行檢查，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大于160mm的模壓橡膠制品，尺寸偏差為±0.8%，110kV及以上電壓等級(jí)升高座、油枕等密封件周長(zhǎng)一般達(dá)到2000mm以上，極限偏差為±16mm，若為極限正偏差，密封件裝配時(shí)很難放入密封槽內(nèi)，存在局部擠壓，受壓時(shí)易造成局部破損導(dǎo)致滲漏油;若為極限負(fù)偏差，密封件裝配時(shí)為放入密封槽內(nèi)會(huì)存在拉伸，造成密封件直徑變小，導(dǎo)致其壓縮率不夠出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。

1.2.4 密封件使用環(huán)境不當(dāng)

變壓器常用密封件材料為丁腈橡膠和丙烯酸酯橡膠，這兩種橡膠脆性溫度為-30℃，當(dāng)變壓器使用在新疆、內(nèi)蒙古等高寒地區(qū)時(shí)，在冬季安裝及停電檢修時(shí)由于室外溫度低于其脆性溫度，該段時(shí)間內(nèi)低溫可使橡膠失去彈性而造成密封面處接觸壓力急劇減小，導(dǎo)致出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。

1.3變壓器組部件滲漏油原因分析

1.3.1 變壓器組部件自身質(zhì)量問(wèn)題

變壓器組部件滲漏油以套管、散熱器占多數(shù)，套管滲漏油主要有兩方面，一是套管瓷套與金屬安裝法蘭粘合處，因瓷釉粘合劑與金屬膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致粘合處產(chǎn)生裂紋或位移出現(xiàn)滲漏，另一方面是套管將軍帽處因密封不嚴(yán)導(dǎo)致滲漏油;散熱器出現(xiàn)滲漏主要是波翅、管接頭焊接處等出現(xiàn)氣孔、夾渣、開(kāi)裂等焊接缺陷而導(dǎo)致的滲漏油。

1.3.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量不良

大型電力變壓器需要拆卸運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)安裝套管、散熱器、儲(chǔ)油柜、聯(lián)管、閥門(mén)等部件時(shí)若密封面異物擦拭處理、密封件更換、螺栓緊固等處理不當(dāng)，極易出現(xiàn)滲漏油。

1.3.3 整體密封試驗(yàn)考核不到位

變壓器密封試驗(yàn)時(shí)，若有部件未裝配，因油溫變化導(dǎo)致考核壓力降低及變壓器表面存在油污等情況時(shí)，焊縫及密封面滲漏檢出率將會(huì)下降，留下滲漏隱患。

2 滲漏油預(yù)防措施

2.1焊縫滲漏油解決措施

2.1.1 加強(qiáng)焊接過(guò)程控制

應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，其中對(duì)于焊接區(qū)表面銹跡、油污的清理，工件氣割質(zhì)量及對(duì)裝間隙，焊條的烘干與保溫，低磁鋼板與低碳鋼板的區(qū)分標(biāo)識(shí)等幾個(gè)環(huán)節(jié)尤為重要。另外由于變壓器油箱角焊縫不焊透且焊縫較長(zhǎng)，為提高貫穿性焊縫滲漏檢出率，需分別在箱沿與箱壁角焊縫四周、箱蓋與箱壁角焊縫四周、箱沿拼接焊縫兩側(cè)開(kāi)豁口并封焊，將油箱長(zhǎng)焊縫分隔成獨(dú)立的每個(gè)小段，防止焊縫滲漏通道相互貫通。焊縫試漏發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)后，補(bǔ)焊前應(yīng)對(duì)試漏壓力進(jìn)行泄壓處理，并對(duì)滲漏處進(jìn)行切割打磨處理后再進(jìn)行補(bǔ)焊，防止出現(xiàn)虛焊。

2.1.2 焊縫試漏方法改進(jìn)

變壓器油箱試漏一般采用整體氣壓密封試漏，對(duì)于對(duì)接焊縫因貫穿性缺陷路徑較短，氣壓試漏較容易發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，而角焊縫貫穿性缺陷路徑有長(zhǎng)有短，對(duì)于路徑長(zhǎng)的缺陷不會(huì)馬上發(fā)現(xiàn)，需要幾分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間，因此整體氣壓密封試驗(yàn)保壓時(shí)間應(yīng)不少于4h。為提高角焊縫滲漏檢出率，建議增加單條焊縫氣密試驗(yàn)，在角焊縫每隔500mm左右焊接一個(gè)氣嘴，然后充0.4～0.5MPa的壓縮空氣，該方法大大提高了試漏壓力且可以檢測(cè)內(nèi)外側(cè)焊縫缺陷，試漏效率及檢出率大幅度提升。另外對(duì)于箱沿拼接焊縫、箱壁拼接焊縫、小直徑環(huán)焊縫等有條件的可以采用表面滲透檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、X光射線檢測(cè)等無(wú)損檢測(cè)手段提高焊縫缺陷檢出率。

2.1.3 焊接結(jié)構(gòu)改進(jìn)

變壓器箱壁盡量采用縱向拼接，同時(shí)拼接焊縫與板式加強(qiáng)筋交叉處應(yīng)開(kāi)工藝孔，槽式加強(qiáng)鐵避免覆蓋在拼接處形成隱蔽焊縫，箱底原則上不允許進(jìn)行拼接。焊縫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使其均勻布置，焊縫之間不得小于50mm，應(yīng)避免交叉焊縫存在，進(jìn)一步降低焊接應(yīng)力。規(guī)范焊接操作最小作業(yè)空間，盡可能減少不易焊接部位，保證焊接質(zhì)量。

2.2密封面滲漏油解決措施

2.2.1 密封槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)

變壓器一般使用O型或矩形橡膠件進(jìn)行密封，其壓縮量一般控制在30%～35%，結(jié)構(gòu)槽的截面積是橡膠件截面積的1.05～1.08倍，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮到升高座等大直徑法蘭焊接變形及裝配間隙對(duì)壓縮率及填充率的影響，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析后確定合適的密封槽寬度及深度，使其裝配后密封件既不存在過(guò)壓也不存在欠壓的現(xiàn)象發(fā)生。

2.2.2 工序流轉(zhuǎn)過(guò)程中密封面防護(hù)

法蘭按照?qǐng)D紙尺寸加工完成后，應(yīng)對(duì)密封面進(jìn)行防銹、防磕碰保護(hù)，焊接過(guò)程中可采用環(huán)形薄板固定在密封面，防止磕碰及焊接飛濺造成密封面損傷;油箱噴砂過(guò)程中，應(yīng)在法蘭密封槽內(nèi)鑲嵌矩形密封件，平法蘭密封面采用2mm薄板進(jìn)行防護(hù)，防止噴砂鋼丸損壞密封面表面粗糙度;法蘭密封面應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行表面油漆處理，漆膜厚度控制在40～60μm即可，有條件的可以對(duì)密封面進(jìn)行分色處理。

2.2.3 密封件裝配方法改進(jìn)

密封件裝配前需對(duì)密封面進(jìn)行擦拭檢查，確保其表面無(wú)凹凸異物及灰塵等;裝配過(guò)程中禁止使用膠水固定密封件，對(duì)于垂直及傾斜的法蘭安裝密封件時(shí)，為防止密封件掉落，在密封槽內(nèi)涂抹耐高溫凡士林，使密封件能粘附在密封槽內(nèi)，便于安裝;螺栓緊固時(shí)需對(duì)稱緊固，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)緊固，并按工藝要求控制上下法蘭裝配間隙。

3 結(jié)語(yǔ)

從以上分析來(lái)看，針對(duì)變壓器滲漏油問(wèn)題，運(yùn)維單位應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況，綜合分析滲漏油原因，對(duì)癥處理，才能達(dá)到預(yù)防滲漏油的最佳效果。本文結(jié)合這一問(wèn)題提出的相關(guān)的處理流程和解決對(duì)策，希望以此能夠?yàn)殡娏π袠I(yè)在變壓器運(yùn)維方面帶來(lái)可觀經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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