一起较为罕见的变压器吊轴位置油箱箱壁开裂故障案例

摘要：本文介绍了一起不寻常的变压器油箱箱壁开裂进水故障案例。通过对故障原因进行分析，判断为因焊接瑕疵导致变压器吊轴位置封闭加强铁长期积存水分，当水分积存到足量时，在冬季因水结冰、体积膨胀而将产品油箱箱壁顶裂，从而引发变压器油箱内部进水。文章对该故障案例的处置方法及改进措施一并进行了介绍，可为类似案例产品处理提供经验借鉴。

关键词：变压器;油箱;开裂

中图分类号：       文献标识：     文章编号：

一、概述

某变电站用主变压器（型号：ODFPSZ-250000/500）为国内某变压器厂1996年生产，做为备用相一直在A变电站注油存放。2017年12月初充氮运到B变电站拟带电投运。

2017年12月6日该产品内检时，发现对应变压器高压侧右侧吊轴部位的油箱内壁有一道圆弧型裂口（见图1 a-b）。仔细观察，有水渍及污物从裂口处进入油箱内。

二、现场修理过程

由于产品急待投用，经紧急商议研究，决定产品在现场进行修理。

在整个修理过程可分为两个过程：1）对开裂位置吊轴进行修复消缺。2）对器身进行干燥处理，消除进水带来的影响。

1. 对开裂位置吊轴进行修复

1.1 打开变压器人孔后充干燥空气，将箱底残油清理干净。对开裂处周圍箱壁反复擦拭，确保无残油。

1.2  对开裂部位先用面团挤在缝隙上铺平，然后用干净薄钢板罩在面团上，四周利用强力磁铁将其固定，以防止外面补焊时异物进入器身。

1.3 去除油箱外部吊轴、加强铁等，直至露出开裂的油箱壁。

1） 首先焊割油箱外部吊轴挡板（参见图1）。切割过程中从吊轴管腔内流出大量冰水混合物。

2） 然后焊割吊轴部位的U型加强铁（参见图1画线范围），同样有大量存水流出。

3） 切割U型加强铁后，先割除三个筋板加强铁（参见图1红圈处），并沿着U型加强铁把吊轴割断，一并割除吊轴钢管内部十字加强铁。

1.4  为保证油箱内壁平整，在开裂的箱壁外侧焊接一翘点，利用撬杠让变形箱壁复位。箱壁钢板复位后，再使用氩弧焊焊接箱壁裂缝，之后用钢丝刷清理干净，涂防锈底漆。

1.5  以上完成后，在外箱壁开裂处增加16mm厚圆钢板封焊加强，刷试漏液，确保不渗漏。

1.6  把提前补做的吊轴焊接在原位置，焊接筋板加强铁（三个），并在槽型加强铁开豁处补焊完整。最后焊接吊轴挡板，对新补的U型加强铁焊缝用砂轮打磨，保证外观美观。涂防锈底漆、面漆。

1.7  处理完成后进入油箱内部，把面团、薄钢板及强力磁铁一并去除，用阿拉尔特胶封堵开裂部位的缝隙，避免注油后浸出异物。对烧损部位的油漆用砂纸打磨干净，刷涂内壁漆。

1.8  清理异物、清点带入工具后产品进行后期工艺处理。

2.产品后续工艺处理

因有积水进入变压器内部，内检时测量变压器夹件绝缘电阻值偏低，夹件绝缘电阻为40MΩ。在对箱底内部残油彻底清理后，测量夹件对地绝缘电阻368 MΩ，铁芯对地绝缘阻4.1 GΩ，夹件对铁芯绝缘电阻8.4 GΩ。

为了更好保证产品质量，决定对变压器采用箱底加热抽真空方法处理夹件绝缘电阻偏低问题。主要过程如下：

1）在箱底放置电加热电炉子，使用温度仪表监视，控制箱底温度不超过80℃。电炉子放置时尽量靠近对应变压器铁心垫脚位置。同时对变压器进行抽真空处理。

2）采用以上措施后，产品夹件绝缘电阻正常，产品带电运行正常。

三、故障原因分析

在修理过程中，发现吊轴管腔内部及U型加强铁内部均有积存的冰水混合物;而经仔细查看，发现吊轴处U型加强铁顶部角焊缝有1处气孔缺陷（见图3 a-b）;吊轴挡板已现轻微鼓出变形（参见图1-a）。

根据以上现象，分析这起较罕见的吊轴位置油箱开裂故障的原因如下：

该变压器油箱上的U型加强铁均为封闭结构。由于焊接瑕疵，受温差变化影响，吊轴部位U型加强铁内部与外界空气之间长期存在着“虹吸”现象，导致吊轴位置U型加强铁内部空腔不断从图9焊接气孔处吸入雨水、露水、雾水或潮湿空气等。该产品作为备用相在长期露天存放过程中，导致U型加强铁及吊轴管腔内充满积水。在该产品从A变电站放油后充氮运输到B电站待安装过程中，因近期天气突然变冷，变压器内没有油传导温度，且该吊轴部位位于背光面，吊轴处U型加强铁内部积存的水份因结冰体积膨胀，使其周围的钢板等受力变形。

经查证吊轴结构图纸，吊轴封板及内部十字加强铁厚度均为20mm，而变压器油箱箱壁厚度为10mm，可见箱壁处最为薄弱且为焊接面，所以在同等受力下，箱壁吊轴焊道位置发生开裂。

四、改进措施

为防止再次出现类似问题，对其它位置吊轴及U型加强铁进行钻孔排查，确认内部是否有积水。

经打孔后发现：4个主吊轴有三个内部有水，全部22个油箱U型加强铁有9个内部也存有积水。

为彻底解决本台产品加强铁进水问题，经商议决定现场对该变压器采取以下加强措施：

1、在吊轴挡板部位及U型加强铁各焊接1个试漏嘴子，内部充入氮气对外部焊道进行试漏，发现漏点及时补焊、清理并打磨;

2、重新充氮气，二次试漏直至无渗漏点，将试漏嘴子剔除、补焊、打磨、清理并补漆。

3、在加强铁及吊轴挡板合适位置钻螺纹孔，用适配螺栓封堵，可实现定期放水、放气。

参考文献

[1] 徐泽宏，林马俊，孙法文.某110kV变压器吊芯大修后两起故障分析及处理[J].硅谷，2013，6（10）：98+138.

作者简介：

成东辉（1974年生人），男，高级工程师，长期从事变压器制造工艺方面的研究工作。