探討磁助式電接點(diǎn)壓力表在膠囊破損監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
1.引言
大型變壓器在運(yùn)行過程中，要求其內(nèi)部的絕緣 油與空氣進(jìn)行隔絕，以防止絕緣油氧化而降低其絕 緣性能。儲(chǔ)油柜膠囊在絕緣油與空氣的隔絕中起到 了重要的保護(hù)作用，由于儲(chǔ)油柜膠囊安裝方式的隱 蔽性，難以在其破損時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往等故障發(fā)生 時(shí)，才能發(fā)現(xiàn)該問題，給變壓器的安全運(yùn)行帶來了很 大的隱患及很高的維護(hù)費(fèi)用，因此，膠囊的破損監(jiān)測(cè) 對(duì)變壓器的安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文中筆者主要探 討磁助式電接點(diǎn)壓力表對(duì)膠囊進(jìn)行破損監(jiān)測(cè)的可行 性。
2.工作原理
在儲(chǔ)油柜端部安裝一個(gè)磁助式電接點(diǎn)壓力表， 位置距離油室頂部0.2m。當(dāng)膠囊未破損時(shí)，儲(chǔ)油相 油室內(nèi)充滿了絕緣油，此時(shí)，壓力表顯示一個(gè)恒定的 油壓，如圖1所示。
當(dāng)膠囊破損時(shí)，空氣通過膠囊進(jìn)入到儲(chǔ)油柜油 室，油室與膠囊內(nèi)部（大氣壓）氣壓逐漸平衡，油室內(nèi) 的絕緣油流動(dòng)到膠囊下方；由于絕緣油油位的下降， 從而使壓力表處的油壓降低。此時(shí)，壓力表內(nèi)的布爾 登彈簧旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而觸發(fā)開關(guān)觸點(diǎn)，由此發(fā)出報(bào)警信 號(hào)，如圖2所示。
3.可行性分析
對(duì)于不同容量的變壓器，儲(chǔ)油柜的直徑一般介于0.8m到1.6m之間。根據(jù)浮球式油位計(jì)(YZF型） 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，儲(chǔ)油柜的高油位報(bào)警位置約在儲(chǔ) 油柜直徑的90%左右；實(shí)際上，儲(chǔ)油柜的補(bǔ)償容積 往往給了一定的裕度，因此變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)，膠囊 下方的油位（即油位計(jì)的浮球高度）一般低于90%, 很少發(fā)生高油位報(bào)警現(xiàn)象。
當(dāng)膠囊下方的油位達(dá)到最高（即油位計(jì)的浮球 接近高油位報(bào)警位置）時(shí)，此時(shí)因膠囊破損而造成的 儲(chǔ)油柜油室內(nèi)絕緣油油位下降的高度差最小，約為 儲(chǔ)油柜直徑的 10%。
進(jìn)而得到，儲(chǔ)油柜直徑越大，油位的下降高度也 越大，壓力表的數(shù)值變化也越大；儲(chǔ)油柜直徑越小， 油位的下降高度也越小，壓力表的數(shù)值變化也越小。 因此，以直徑最小的儲(chǔ)油柜進(jìn)行分析具有代表性。
根據(jù)帕斯卡定律，液體內(nèi)部的油壓計(jì)算公式為： P=p-g-H ⑴
式中p——液體的密度，kg/m3
g 重力加速度，9.8N/kg
H——距離油室頂端的高度，m 當(dāng)膠囊完好時(shí)，由式（1)得出壓力表的數(shù)值為： 6=900x9.8x0.2=1 764Pa 當(dāng)膠囊破損時(shí)，同樣由式（1)得出壓力表的數(shù)值為：
P2=900x9.8x(0.2-0.8x10%)=1 058Pa 因此，膠囊破損時(shí)，壓力表處的油壓范圍是（此 時(shí)絕緣油油面位于壓力表以下）：0Pa~1 058Pa。
通過上述數(shù)據(jù)，選定一個(gè)量程為3000Pa的壓力表，并將壓力表設(shè)置為當(dāng)油壓小于1 500Pa(當(dāng)膠 囊有輕微破損或密封不良時(shí)可提前發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行診 斷，故設(shè)置為1 500Pa)時(shí)，觸發(fā)其內(nèi)部的開關(guān)觸點(diǎn)， 由此發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因此，根據(jù)上述論證，證明此方 法切實(shí)可行。
4.與傳統(tǒng)的膠囊破損監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比
目前，我公司運(yùn)用的膠囊破損監(jiān)測(cè)方法有：氣體 繼電器法、專用繼電器法及MBR傳感器和保護(hù)繼 電器組合法，并已經(jīng)運(yùn)用在了出口項(xiàng)目上。下面，從 成本和維護(hù)檢修方面進(jìn)行對(duì)比分析來判斷各種膠囊 破損監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比結(jié)果如表1所示。
5.結(jié)論與建議
通過表1對(duì)比可知，磁助式電接點(diǎn)壓力表法具 有成本低廉，檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，可完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的監(jiān) 測(cè)方法。
目前，膠囊破損監(jiān)測(cè)裝置在國(guó)外項(xiàng)目上已經(jīng)廣 泛應(yīng)用，而在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目上卻少有使用。近年來，因膠 囊破裂使絕緣油氧化而導(dǎo)致變壓器運(yùn)行出現(xiàn)故障的 情況時(shí)有發(fā)生，給社會(huì)帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失。因 此，膠囊式儲(chǔ)油柜使用膠囊破損監(jiān)測(cè)裝置是必要的。 鑒于磁助式電接點(diǎn)壓力表法具有成本低廉、維護(hù)檢 修方便的優(yōu)勢(shì)，因此可廣泛運(yùn)用于膠囊式儲(chǔ)油柜中。
