一种胶囊充气一体化装置的研制

杨彪

摘要：变压器部件中，油枕胶囊作为绝缘油与外部空气隔离，以及起到变压器内部油位随着温度的变化上升和下降，重要的组成部分，胶囊运行工作的健康状态，直接对变压器主设备会造成威胁。本文主要从胶囊工作原理，破损的原因，安装工艺流程等环节，阐述提出了检修工作中采用变压器油枕内胶囊的法兰通过导气管与充气一体化装置链接通过装置内部控制气压完成胶囊的安装。

关键词：胶囊 充气 假油位

一、前言

随着我国经济发展速度加快，工业化水平不断提高用电需求不断加大，电力系统容量的不断增大，大容量变压器用途越来越广，鉴于油浸式变压器容量适应性较好，安装要求较低，以及过载能力较强，所以在电力系统得到较为广泛的应用;变压器油肩负着绝缘和冷却的作用，品质要求较高，运行中不允许与空气直接接触，而变压器等部件由于负荷及环境温度的变化，存在膨胀和冷缩的现象，为保证其正常的膨胀和冷缩，同时避免油与外界直接接触，油枕胶囊就是其中的利器，其与呼吸器配合，保证变压器正常的膨胀、冷缩（呼吸），避免了油与外界直接接触，同时能即时反应变压器油位，变压器胶囊的安装水平提出了很高的技术要求。

二、研究技术背景

90年代生产的变压器，使用时间普遍都到达10年以上，储油柜内的胶囊也到达使用年限，对变压器的安全平稳运行造成安全隐患，必须对相关变压器储油柜内的胶囊进行更换。但跟换的过程没有统一的标准，安装质量那以保障。

目前，在现场检修工作中多为采用氮气或者空压机对胶囊进行充气，一方面不能及时控制充气体压力，导致充入气体气压过大，容易造成主变压力释放阀动作喷油和对波纹油枕中的波纹管或胶囊油枕中的胶囊损坏，另一方面无法有效掌握压强和环境温度情况，导致检测结果不准，以及受温度影响，胶囊内的压强变大、变小或者超过其阀值无法得到有效控制，安装过程中一旦有水分进入到气囊内部，再加上胶囊长期运行后出现龟裂和沙眼等现象，水份就会进入到变压器内部，造成绝缘油受潮微水超标，变压器出现内部放点击穿等故障发生。如图1。

三、胶囊破损对变压器危害

电力系统输变电，变压器站在举足轻重的位置，随着变压器内油温升降，其进行呼吸，在油的体积发生变化时有一个足够的空间。其工作原理为胶囊袋内气体通过呼吸管及吸湿器与大气相通，胶囊袋底面紧贴在储油柜的油面上，当油面变化时，胶囊袋也会随之膨胀或压缩。由于胶囊安装工艺不当，安装时压力过大对胶囊内壁造成损伤，可能因材质问题出现龟裂微孔，使空气和水分渗入油内进入变压器油箱，造成油内含水量增高，绝缘性能下降，油介损增大，而加速绝缘油的老化过程，果发展恶劣储油柜里面的胶囊进油，这时候变压器油与外界空气直接接触，可能吸收空气里的水分、气体或杂质，造成油质量下降，胶囊体积不随着油位变化而变化，会阻挡油位浮子运动，造成油位表显示不准，变压器绝缘油会逐渐指标下降，出现微水超标、总烃超标等现象发生，给情况严重时需要被迫滤油或强迫停电检修，电力系统带来极大的安全隐患。

四、胶囊充气原来监测单元及系统构成

变压器油枕内胶囊的法兰通过导气管与充气一体化装置链接，先根据导气管法兰的直径和开孔尺寸，预先制作一个三通管带法兰的，和一个充气装置的法兰带充气嘴的。然后，拆下吸湿器，接上三通管，另一法兰接充气装置，上有压力表、电磁阀门、气体流量控制单元等，余下的法兰接充气装置的法兰，将充气胶管連接在气瓶上，另一端连在充气嘴上，这一切做好后，打开气瓶的阀门，向胶囊内充气，至压力表显示0.3--0.5MPA，装置自动关闭气瓶的阀门，查看4小时内，压力无下降，安装胶囊操作流程完毕，这样能大大提升胶囊的安装效率，减小问题胶囊带病运行。

胶囊充气一体化装置装置，包括低压气罐、电源模块、主控模块、高压气罐、壳体、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、减压阀、进气管、气压传感器Ⅰ、气压传感器Ⅱ、气压传感器Ⅲ、法兰、喇叭、显示器、控制按键、管道Ⅰ、管道Ⅱ、阀门、高压软管、电热丝和温度传感器;主控模块主要由电路板、ARM处理器、存储器和定时器组成。本实用新型结构简单、设计合理，通过电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ能够自动控制调整胶囊内的压强情况，并且由减压阀控制冲压速度，能够有效避免冲压过大而导致胶囊损坏，能够提高设备的安全性;并且通过电热丝控制加热低压气罐和高压气罐至特定温度，能够准确掌握充放气压值，使得检测结果更加准确。

四、结论与展望

此项胶囊充气装置工艺方法提出，补充了现有油浸式变压器胶囊安装的工艺，针对现有技术的不足，提出一种能够有效避免冲压过大而导致胶囊损坏，安装工艺不规范导致的假油位，提高设备安全性能够准确掌握充放气压值，使得检测结果更加准确的变压器试漏自动检测装置，对今后变压器油枕胶囊更换有着较好的借鉴和指导。