1、1大型电力变压器渗漏油专题分析摘要：本文对电力变压器的渗透油的原因做简要的分析。 关键词：电力变压器 渗透油 原因 分析 Abstract: The power transformer penetrating oil to make a brief analysis of the causes. Keywords: power transformer penetrating oil Cause Analysis 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号： 国产大型电力变压器经现场调芯安装及大修后存在严重的渗漏油现象。目前我国对渗漏油没有明确量的规定，一般认为有油迹者为渗油，有油珠下滴者为
2、漏油。当渗漏使变压器的油位低于气体继电器时，轻瓦斯保护动作报警；散热器渗漏或下部净油器、潜油泵密封不好，启动潜油泵时会造成向变压器内吸水及进气现象。使轻瓦斯保护也会动作，同时使变压器绝缘降低；套管导管渗漏后，造成引线及绕组匝绝缘降低，进而引起匝间短路烧损变压器等。所以变压器渗漏油，不仅会污染设备，影响企业的文明生产，给检修维护带来麻烦，同时也给电网安全运行带来严重的威胁。因此，研究变压器渗漏油的原因及处理措施是非常必要的。 一、变压器渗漏油的原因 2研究表明，大型电力变压器渗漏油有两个方面，一是油箱与管道的连接部位；二是油箱箱体本身焊缝的渗漏。究其原因主要是来自密封、焊接、外购组部件、检修工艺
3、和装配程序等五个方面。 (一)密封材料与密封结构 1密封材料 目前，我国变压器行业所使用的密封材料基本上都是耐油橡胶垫，因其质量差造成渗 漏油约占总渗油率的 74以上，其主要原因是： (1)有的橡胶厂对变压器使用条件缺乏了解，并存在内在的工艺质量问题，如弹性小、硬度低、吸油率高、抗老化性能差、厚薄不均、内部起层、古有气泡、表面嵌覆颗粒等，如图 120(a)(d)所示。它严重影响密封质量和橡胶垫的使用寿命。 (2)有的单位考虑普通耐油橡胶一般价格低，忽视变压器在运行中的质量。 (3)没有正确掌握耐油橡胶垫的性能；耐油橡胶一般压缩率为2530，在 130时膨胀率为 4，而在一 50时收缩率为 24
4、左右。施工中没有注意而造成渗漏。 2密封结构 良好的密封结构必额是压强适当、可靠定位、平行均匀(保持法兰的平行和压力均匀)。密封结构差的主要原因是： 3(1)设计者在设计、计算、绘制图纸时对以上要求考虑不周，设计出的密封结构不合理，如图 121 所示。图中示出塞子密封结构不合理而使橡胶垫受挤、压力过大、侧面滑动而引起龟裂。 (2)制造工艺粗糙，有些密封结合面是毛面，有的虽经加工，但精度不够；在焊接和装配过程中没有认真清理焊渣，随意用金属物敲击密封面，造成凸凹不平，存在幅向沟痕；密封面有杂物或焊接歪斜，造成施工中难以把平，如图 120(e)所示。常见部位有散热器上下法兰、气体继电器两侧法兰及套管
5、法兰等。 (3)变压器出厂前没有试装，零部件没有统一编号、对号入座，劣质密封面没有得到及时发现与处理，致使变压器运到现场后，在工期紧的情况下，凑合安装，渗漏油严重。例如：散热器采用弹性联管的结构，目的是起调整作用，但现场安装时有的上下法兰距离错位很大，无法改动($80 型蝶闽，距离差 40ram左右)，个别用吊车拉，气焊烤，硬把螺丝拧上，造成“别劲”而渗精油。 (二)焊接与焊接结构 由于焊接工艺、焊接质量差和焊接结构不合理造成渗漏油现象，在现场屡见不鲜。 1焊缝出现裂纹 据有关资料介绍，变压器油箱焊接成型后，须经试漏才能出厂。试验时，一般很少发现渗漏现象。但在使用现场，渗漏较为普遍，其主要4原
6、因是焊缝周围出现了裂纹。而造成裂纹的主要原因是焊接应力所致。焊接应力产生的裂纹又有两种情况： (1)焊接应力与外应力叠加。众所周知，任何焊接构件都是一种局部加热，它在焊接成型的过程中，经历着加热、熔化、冷却的一个极为复杂的变化过程，其复杂性首先表现在焊接时温度变化范围很大，在焊缝上，最高温度可选材料沸点，而离开热源，温度则急剧下降，直至室温。这种温度的变化不可避免地将产生内应力，也必然影响到整个焊缝过程中的应力分布，引起应力集中。这些应力的存在，不仅导致工艺缺陷，而且在一定条件下将直接影响构件的承载能力，如强度(脆性断裂和疲劳断裂)、刚度、受压稳定性等。变压器油箱是较复杂的焊接结构件，焊道纵横
7、交错，不可避免地将产生大面积的焊拉应力，造成应力集中。测试表明，应力值高达屈服极限以上。由于焊接应力大量存在，变压器一旦出厂，经过吊装和运输，实质上是给变压器油箱施加一种外载。这种外应力与焊接应力相叠加，达到或超过材料强度极限，致使原有隐裂继续扩展或加深，甚至产生新的裂纹而导致渗漏。这就是为什么变压器油箱在出厂前试验不漏，而运割使用现场一经安装启动后就出现渗漏的原因。(2)焊接应力与腐蚀共同作用。焊接拉应力与腐蚀共同作用也能产生裂纹。这是因为当油中含有水分、有机酸和无机酸以及油氧化后发生的过氧化物，这些物质对油箱会产生腐蚀作用。油箱材料一般为低碳钢(A3)，它在介质中承受拉力就可能出现裂纹。一
8、般情况下，其过程大致分为三个阶段：局部腐蚀造成小腐蚀坑和其他形式的应力集中，以后又逐渐5发展成微小裂纹。在腐蚀作用下，金属从裂纹尖端面不断地被腐蚀掉，而在应力作用下又不断产生新的表面，这些表面又进一步被腐蚀。这样，在应力和腐蚀交替共同作用下，裂纹逐渐扩展。当裂纹扩散到一定的临界值，裂纹就在应力作用下以极快的速度发展，造成脆性裂断。当然，最后这个阶段在油箱上不一定发生，但裂纹扩展到一定程度就可能使油箱发生渗漏。 2焊接质量差 造成焊接质量整的主要原因是： (1)钢材在采购、运输、保管过程中没有按规定要求做，造成钢材本身不平整。 (2)制造厂在裁剪、下料过程中工艺质量差。 (3)焊工技术水平低，焊
9、接不认真等。 3焊接结构不合理 焊接结构不合理表现在： (1)由于焊线结构没焊好，油穿过内焊线从螺丝孔处渗出。现场安装时，常见的部位有低压套管手孔法兰及隔膜式储油柜下部的视窗孔螺丝等位置渗油。 (2)焊接较厚板时没有打破口，有假焊现象。 (3)平板焊螺杆时常钻透孔，背面焊接不好等均能造成渗漏油。 (三)外购部件 外购部件不符合工艺要求的主要表现在： (1)采购人员对所购部件的技术参数、性能标准不了解，随意采购一6些不符合质量标 准的部件。例如：选购的胶垫有裂纹，硬度超标等。 (2)生产厂家在生产与成品保管上缺少一系列质量要求，造成产品质量低劣，采购时仅凭外观检查不能发现所有的质量缺陷，安装后发
10、现渗油。例如，某 60kV级套管，因保管不当，进厂验收时，油的火花放电电压不合格，个别的介质损耗因数偏大。更主要是有的法兰安装歪斜，上下放油堵渗油严重。气体继电器有砂眼，特别是 QJ325 型气体继电器因结构不舍理，几乎每台均渗油等。 (四)检修工艺 目前专业班组在管理与技术力量上都存在一定的薄弱环节，造成安装及大修后的变压器渗漏油率大大超过 2，主要表现在； (1)责任心不强，没有按照规程及检修工艺要求做。 (2)检修中漏项，该换的胶垫没有换，以次充好、规格不全，代替使用多。检修后不试漏或静压时间不够等。 (3)检修前没有认真调查渗漏部位，检修后缺陷依旧存在。 (4)螺杆紧固不到位，螺杆在变
11、压器温度升高及电磁振动作用下发生松动，造成油顺着螺杆丝纹渗出。若螺杆公差配合不当，就更容易出现这种情况。如某主变压器铁芯接地套管的紧固螺杆渗油，就是上述原因引起的。 (五)装配程序 装配程序不符合工艺要求，主要表现在： (1)箱盖或法兰在装配时紧偏，与连接件闻产生应力而翅曲变形，7出现密封不严。 (2)在装配时，对密封胶垫(条)过于压紧，超过了密封材料的弹性极限，使其产生永久变形(变硬)，而起不到密封作用。 (3)密封面不清洁(如焊渣、漆瘤或其他杂物)或凸凹不平，密封垫(条)与其接触不良，导致密封不严。 二、变压器渗漏油点的查找 根据多年处理渗漏油的经验，现场总结出的查变压器渗漏油点的方法如下
12、： 1顺藤摸瓜法 这个方法是顺着油迹往上查，直到查出漏油点为止。具体做法是，首先观察变压器存放的地面基础上有无明显的新油迹，若有，则要顺着油迹向上方查看，注意排除一些中间漏的假象点，顺藤摸瓜，最终找到真正的漏油点。如套管 TA接线柱、套管帽、焊接砂眼、管根等。该方法适用于较明显的漏油。 2，包剿歼灭法 这种方法适用于查找介于漏与渗之间的渗漏点。这种渗漏点一般不向下滴油或时问很长才向下滴一滴。因此，地面上无新油迹，但渗滴点附近一般有一片油污，而且有较明显的油迹或油泥，且渗漏点处较集中。因此，只要把油迹或油泥处擦净，用截断锯条或其他工具将渗漏点外面的油漆、焊药皮去除掉，一般能很快地查出渗漏点。 3
13、寻根求源法 这个方法适用于查找渗油点。渗油一般比较缓慢，多为焊接的细小8砂眼、裂纹、管缝开裂等，渗点的周围一般有一小片浮土和浮土密集区。对此类渗点一般可用截断锯条或其他工具对浮土密集区进行挖根找点，除掉其油漆、焊药皮，如发现焊接接口凹处，尤其是平直焊缝交接处的凹坑，一般可认为此处即为渗点，再配合显像剂或涂粉，有的能很快找到渗点，有的经一段时间即可找准渗点。 4综合分析显示法 这个方法适用于查找投有浮土密集区的渗点。具体做法是对浮土区下常易发生渗油的部位进行清理挖点，并将清除点用丙酮擦拭，干后喷上白色显像剂(此显像剂为装于铁筒中的液体，喷出时呈雾状，可粘附于渗点的各种复杂表面，经风一吹即可将喷过
14、的表面包括凹坑变成白色，经过一段时间，渗油处的自色将变暗发黑，渗点即可查到。此显像剂不受环境、渗点部位影响，附着时间长且容易清除，是寻找渗漏点的理想材料。 三、变压器渗漏油的处理措施 现场多年实践证明，根据渗漏部位不同，一般应实行以焊为主、焊堵结合，换改并举。提高技艺的焊、堵、换、改、艺等多种处理措施。 (一)焊接 对因焊接或钢材本身缺陷造成的渗漏油，可使用补焊的方法进行处理，具体地说，就是在带油或不带油的情况下用电焊焊接不同部位的渗漏点。带油焊接时，焊点必须在油面 200mm以下。当焊接时间较长时，应采用断续焊接。补焊前后均应采抽样做油的色谱分析，以免误认为可燃性气体含量增高是变压器故障所引
15、起的。 9根据渗漏部位不同，焊接可分以下几种情况： 1.散热器管根及管缝的焊接 散热器扁管两头是在连箱内壁焊封的，由于管子壁薄且距离近，焊接时极易造成砂眼当发现散热器管子根部渗漏油时，不能只焊渗出油的部分，而应将渗褥油的管子根部整个焊一圈才能奏效，管缝渗漏焊接时，先在渗漏点部位的上、下管缝处先点焊两点，然后再焊中间部分，以防从渗漏点焊接时由于热胀，管缝向两边延伸。散热器管壁厚在15mm 左右，焊接时极易焊透打洞。因此，除要求焊工具有较丰富的处理渗漏经验外，还要求焊机电流调整适当，并用 25mm 焊条先在别处试焊后再对管根、管缝进行焊接。管根、管缝焊接前，应将散热器上、下蝶阀关闭好，当不慎打洞向
16、外喷油时，可以从热散器下部油堵放少许油(不可卸下油堵)，使所焊散热器上部形成低真空，并边焊边放。这样油的压力就可减少，便于焊接成功。当放油不能奏效时，可将上部油堵拆下，换上一个接着小真空泵的专用丝堵后抽真空，使油不向外流为止，这时就可以比较容易地将渗漏处焊住。 2.砂眼裂缝的焊接 这类渗漏点施焊部位钢板一般较厚，对上部渗漏点可直接补焊，即使对下部渗漏点采取关闭上部油阀等措施，以减少压力也不难处理，关键是找准渗漏点，有时因加强筋盖住了下面焊缝，处理时就要把部分加强筋挖孔进行焊缝、漏点补焊，且不可判断为加强筋漏而去焊加强筋。 3法兰螺孔漏油的焊接 变压器套管升高座、人孔、手孔等处法兰，一般采用将带
17、螺孔的法10兰放在箱体开好的孔上面，然后将法兰内外圈与箱体进行焊接，当内圈焊接有砂眼、裂纹时，油就会穿过砂眼通过螺丝孔漏出。这时若误认为胶垫不紧，再用力紧法兰螺丝的话，油会因砂眼、裂纹的扩大越漏越快。对这种渗漏，有条件时可拔掉套管或打开人孔、手孔盖，将法兰里圈焊接有怀疑的凹陷部分或裂纹进行补焊。但最好是将里圈重新焊一遍，以增加其处理的可能性。如条件不允许时，可采用粘堵的办法。为了消除或减少焊接应力造成的裂纹。变压器制造厂曾采取过一系列的措施，如改进设计结构、减少焊道和改进焊接工艺、采用合理的焊接顺序和方向等。这些措施均可以调节内应力，降低残余内应力的峰值，避免在大面积内产生较大的拉应力，并使内
18、应力分布更为合理，有利于清除焊接裂纹。无疑是行之有效的方法，但仅靠这些措施，还不能彻底消除焊接应力，为此，又提出焊后进行时效处理的工艺措施，并在许多工厂中正式纳入生产工艺，成为生产流程中不可缺少的一道工序。最常用的是传统的热时效和近期发展起来的振动时效。后者具有设备投资费用低、生产周期短、节能性好、生产费用低、不受工件重量、大小的限制的特点，所以大有发展前途。 (二)粘堵 变压器油泵、闸阀等铸件砂眼、气孔造成的渗漏油，用电焊的方法是不行的，即使是电焊形成的砂眼、裂纹，有些部位在带电、带油情况下也不宜或不能用电焊补焊。随着科技进步，快速堵漏胶、瞬间堵漏胶已有不少种应用到处理渗漏油实践中，如二组分堵漏胶、补强胶等。快速、瞬间堵漏胶以其在带油、带压情况下处理运行注油设备，节省大量
