變壓器膠囊式油枕與金屬波紋式油枕的對比分析

申會平 鄧桂勇

【摘 要】 膠囊式油枕在電力變壓器中得到廣泛應用，是因為膠囊式油枕柜在防止變壓器銫緣油老化方面起到了很關鍵的作用。如果在安裝或大修時，沒有采用正確的油位方法或是因為變壓器常年運行，呼吸器、油標管、膠囊等出現故障，將產生假油位影響變壓器的安全運行。由于變壓器油溫隨著環境溫度和負荷的變化而變化，而油溫變化影響油的體積變化，因此為了解決變壓器油膨脹的問題及當本體油不足時給變壓器補油，所以對每臺變壓器都加裝了油枕。

【關鍵詞】 變電站 ?變壓器 ?油枕 ?對比

筆者所處的變電站有2臺主變，由于非同期工程，一臺為7型，一臺為9型，所以變壓器的油枕也不同分別為膠囊式和金屬波紋式，而無論從結構、安裝、優缺點及觀測方法等各個方面，兩種油枕都不相同，因此有必要對兩種油枕進行對比分析，達到共同學習的目的。

1 膠囊式油枕介紹

（1）膠囊式油枕是在油枕內安裝一密閉的、能承受較高壓力的膠囊，通過膠囊將絕緣油與外界空氣隔開，并通過吸濕器阻止水蒸氣進入膠囊。運行中，膠囊浮在油面上，隨著油面上升或下降進行吸氣或排氣，以此自動平衡膠囊內外兩側壓力，保證變壓器本體內一直充滿絕緣油。

（2）膠囊式油枕工作原理。如示意圖所示，膠囊內部氣體通過吸濕器與大氣相通，膠囊袋的底面緊貼在儲油柜內的油面上，使膠囊與油面之間沒有空氣。當油面發生變化時，在油壓和大氣壓的作用下，膠囊會隨之膨脹和收縮，將油送出或吸收。

（3）膠囊式油枕優點。安裝維護簡單，觀測直觀。

（4）膠囊式油枕缺點：1）膠囊易老化、龜裂，安裝時容易損壞、破損，使空氣中的水和雨水易于進入油中。2）冬季膠囊和隔膜表面易結冰，造成含水量增高絕緣下降，油介損增大、油質變壞，危及安全。3）管式油位計連接部位經常出現滲漏油現象，又不易處理，檢修時易破損，當變壓器出現負壓時易進入空氣和水。4）油位計中的油和變壓器本體相通，在陽光的照射下油位計中的油被氧化、劣化，直接降低油枕中油的品質，污染變壓器本體油質。5）主變在長期運行中，會有部分氣體進入油枕中，這些氣體占據了一定位置影響了油枕內膠囊的呼氣，當氣體過多時，使油表出現假油面。

2 金屬波紋式油枕介紹

（1）金屬波紋密封式油枕是由可伸縮的金屬波紋芯體構成的可變容器，它能使變壓器油與空氣完全隔離，從而防止變壓器油受潮氧化，延緩老化過程。在徹底隔絕空氣及濕氣的條件下，當變壓器內絕緣油隨溫度變化產生體積膨脹或收縮時，油枕內的波紋芯體通過伸縮，改變油枕油腔大小，實現對變壓器油的體積補償。

（2）金屬波紋式油枕工作原理。如示意圖所示，變壓器油通過氣體繼電器，流入一個裝有密封波紋體的金屬桶內，當變壓器油溫升高時，油膨脹進入金屬桶;當變壓器油溫降低時，油在大氣壓作用下返回變壓器本體。其波紋體是一個膨脹體，容積可隨變壓器油溫的變化而產生膨脹與收縮。

（3）金屬波紋式油枕優點。1）由于油枕直接儲油，有效容積大，能滿足各類大型變壓器需求。2）全密封、免維護、不老化、抗破損、補償量大、靈敏度高、動作平穩可靠、工作壽命長。3）采用超柔性不銹鋼波紋芯體、無凝露原理設計，滿足變壓器絕緣油容積補償，確保變壓器油與空氣隔離。

（4）金屬波紋式油枕缺點。1）如果變壓器內部出現故障，若壓力釋放伐不動，可能會使變壓器本體變形或破裂。2）注油時操作易出錯，如沒有打開油枕的呼吸器，會造成誤跳閘。3）油枕中的波紋體要求每個波紋管單元的伸縮剛性必須一致，造價高。4）結構復雜安裝不方便。

3 兩種油枕的觀測方法

（1）對于膠囊式油枕我們采用的是直接觀測法，在油枕的一側裝有油位計，刻有-30、+40、+20刻度，代表變壓器在最低、最高和平均環境溫度時應該所處的油面。此觀測直觀簡便，但精確度差。

（2）對于金屬波紋式油枕我們采用的是V-P曲線觀測法，即通過金屬波紋式油枕芯體內腔的容積（V）與工作壓力（P）之間的關系曲線來判斷油位是否正常。首先我們查看變壓器的溫度指示，然后觀測銘牌給定的V-P曲線圖，根據溫度得出壓力值，最后與油枕窗口壓力值相對照，看是否對應以此判斷油位是否正常。此觀測法雖然不太直觀，但精確度高，新型變壓器已廣泛采用。

4 結語

綜上所述，對變壓器兩種不同類型的油枕做了闡述，達到了共同學習的目的。