油浸变压器充氮灭火排油阀渗漏在线监测装置的研制

【摘要】近10年来，本公司新上220kV主变压器均采用排油充氮灭火装置，其应用范围越来越大。但是，因天气不好、光线过暗或消防柜观察窗模糊等原因，排油阀渗漏油事件时有发生，却难以在第一时间被监测和处理，容易造成不可想象的严重后果。本公司通过研制排油阀渗漏在线监测装置，成功解决了原有排油阀因观察困难造成的难以监测和处理滞后的问题。

【关键词】排油充氮灭火装置排油阀渗漏油在线监测装置

一、问题的提出

主变渗漏油现象一直是长期影响主变正常运行的普遍问题。运维检修人员对该装置的巡视维护工作量日益增加，其中主要工作是通过观察孔确认冲氮灭火装置排油阀是否出现渗漏油现象。

然而，由于排油阀管道观察孔在消防柜内，在天气不好、光线过暗或消防柜观察窗模糊等情况下就很难发现壁内是否有渗漏油现象。2015年1月，某供电公司发生一起充氮灭火装置排油阀渗漏油事故，由于早期没有发现，致使地下油池的油渗流至周边农田，对周围环境造成严重的污染，更是对公司形象的严重打击。

为此，本公司致力于通过研制排油阀渗漏在线监测装置，研究准确高效地监测排油阀渗漏油现场的方法，以改进对排油阀渗漏油的监测效果，提升渗漏油事故发生时的应对及时性。

二、排油阀渗漏油的原因分析

为彻底消除排油阀渗漏油的隐患，本人详细开展充氮灭火装置的结构分析。充氮灭火装置的排油阀为碟阀，采用重锤控制开启，碟阀下面用钢管直通储油池。由于碟阀一面与变压器油接触，另一面与空气接触，两面接触的介质和压力不同，使得排油阀的密封圈更容易老化、开裂甚至剥离脱落，从而导致渗漏油。

这种渗油的溢流量达不到断流阀75-95L/min的动作值，因此断流阀不会自动切断油枕和变压器本体之间的油路，也不会发出信号，且断流阀的动作与排油阀的微渗关系不大。而排油阀下方虽然安装了玻璃观察窗，但平时巡视检查只能勉强看到迎面的管道内壁上有无渗油，查看渗漏存在死角，且排油管内没有照明装置，在自然光照不良的情况下更容易影响巡视人员判断。

经过统计分析，本公司所辖11座220kV变电站20台主变，配有13组充氮灭火装置。同时，我们在工作中发现，变电站充氮灭火装置排油阀的渗漏油情况都是通过定期观察来确认的。对无人值守的变电站而言，渗漏油情况难以发现、处理滞后的问题将更为严峻。

三、排油阀渗漏油在线监测装置的研制分析

1.确定方案

我们以排油阀出现渗油现象时现场能清晰直观发现、后台能够收到告警信号为关键点，并可以满足公司所有油浸變压器充氮灭火装置的安装需要，确定装置的基本结构：

（1）能有效收集排油管内壁渗油的集油装置；

（2）便于现场就地观察、在油量达到设定值时能可靠动作的动作触发装置；

（3）动作后能快速有效地在远方发告警信号的远方告警装置。

2.方案分解

（1）集油装置

为与排油管内壁贴合紧密，并更好收集渗漏油，我们使用自主开发的弹性集油环。其采用带有弹性钢片的槽形耐油硅胶制成，内嵌弹性钢片，用于提供集油环与不同管径排油管内壁的摩擦力，便于支撑、密封和防锈。在集油条搭接处开断，两侧断口各切去5mm的槽口面形成滴油口，重新对接成集油环，使滴油口正对于集油盒处，渗漏油最后集中到集油盒内。

为直观清晰观察在线监测装置中干簧管磁性簧片可靠动作，选用透明耐油塑料集油盒。将集油盒巧妙地安装于观察窗台阶处，不影响排油钢管内径，设置照明LED小灯，方便巡视人员能够直观得直接观察到渗漏情况。

（2）动作触发装置

透明集油盒放置在集油盒固定块上，略凸出于排油管内壁且靠近观察窗，内置磁铁、浮球及摇臂、摇臂支撑座，用于积蓄集油环收集的油料，方便巡视人员直观观察到渗漏情况，并方便取出清理。同时，当渗油量累积达到50ml（或用户自行设定的渗漏容量）时，磁力浮球由摇臂控制运动方向，到达干簧管启动区，使干簧管电接点吸合，闭合常开接点发出电信号，远程提醒设备管理人员。

干簧管有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点的簧片。簧片触点被封装在充有惰性气体（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。与一般机械开关相比，干簧管结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高。

（3）远方告警装置

在观察窗台阶上找准、找正并钻配出干簧管接点信号线的出线孔，放置安装孔密封圈固定好整套观测装置，将信号线引出并密封出线孔。将信号线接入充氮灭火装置控制柜内端子排上，再用二次电缆连接到远方运行监控屏。

在油浸变压器充氮灭火排油阀渗漏在线监测装置制作前，根据确定的方案，绘制出设计图，分别为观测结构及安装位置正视示意图、观测结构及安装位置侧面剖视示意图和集油环横截面结构示意图。

在确保人身、设备安全条件下，经公司审批，我们在220kV建阳变电站1号主变充氮灭火装置上实施油浸变压器充氮灭火排油阀渗漏在线监测装置的试安装，并立即进行微渗漏，以检查集油效果和触发装置动作的情况。经运用发现，在现场巡视或检修过程中，能够很直观发现有无渗漏油现象；动作触发装置在储油量达到设定值时动作灵敏正确，能够远程提醒设备管理人员；安装快捷简便，对不同尺寸的排油管只需调整集油环的长短就能实现快速安装。

四、排油阀渗漏油在线监测装置实施后的效益分析

排油阀渗漏油在线监测装置的使用，可以产生以下效益：

1.安全效益

该装置解决了变压器充氮灭火排油阀渗漏油隐蔽性的缺陷，通过精准就地观察、远方在线监测和实时告警，有效避免偷漏油现象，提高主变运行的可靠性和稳定性，进而保障电网设备的安全运行。同时，减轻运维人员的巡视工作量和检修人员处理渗漏油事件的频率，相应增加工作人员的人身安全。

2.经济效益

加装排油阀渗漏在线监测装置后，一是大大减少排油阀的渗漏油量，节省一笔变压器油费用；二是减少了因油扩散导致周围农作物损坏而造成的经济赔偿；三是减少渗油过多导致主变停电补油而损失的设备停运效益。2015年1月某供电公司排油阀渗漏油事故中，员工处罚0.5万元，民事经济赔偿费用2.5万元，补充变压器油500多公斤约1.5万元左右，仅经济损失就有4.5万元，还有不可估量的主变停电及造成其他设备停运的负荷损失。

五、结论

本文通过研制集油环、集油盒、动作触发装置、专用支架和远方告警装置，组成排油阀渗漏油在线监测装置。该装置安装简单方便，可以有效收集渗漏的变压器油，使巡视或检修时很容易通过集油盒中油量发现排油阀渗漏情况和取出清理，且当渗油量累积达到设定的渗漏容量时发出电信号，远程提醒设备管理人员及时处理。同时，其适用充氮灭火装置工作原理、构造和排油管道的不同管径，能够克服现有技术的缺陷，可以带来可观的安全效益、经济效益和社会效益。

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作者简介：骆小军（1988-），男，湖北孝感人，本科，工程师，现从事变电检修工作。