1.引言
大型变压器在运行过程中，要求其内部的绝缘油与空气进行隔绝，以防止绝缘油氧化而降低其绝缘性能。储油柜胶囊在绝缘油与空气的隔绝中起到了重要的保护作用，由于储油柜胶囊安装方式的隐蔽性，难以在其破损时及时发现，往往等故障发生时，才能发现该问题，给变压器的安全运行带来了很大的隐患及很高的维护费用，因此，胶囊的破损监测对变压器的安全运行至关重要。本文中笔者主要探讨磁助式电接点压力表对胶囊进行破损监测的可行性。
2.工作原理
在储油柜端部安装一个磁助式电接点压力表，位置距离油室顶部0.2m。当胶囊未破损时，储油相油室内充满了绝缘油，此时，压力表显示一个恒定的油压，如图1所示。
当胶囊破损时，空气通过胶囊进入到储油柜油室，油室与胶囊内部（大气压）气压逐渐平衡，油室内的绝缘油流动到胶囊下方；由于绝缘油油位的下降，从而使压力表处的油压降低。此时，压力表内的布尔登弹簧旋转，进而触发开关触点，由此发出报警信号，如图2所示。
3.可行性分析
对于不同容量的变压器，储油柜的直径一般介于0.8m到1.6m之间。根据浮球式油位计(YZF型）的结构特点可知，储油柜的高油位报警位置约在储油柜直径的90%左右；实际上，储油柜的补偿容积往往给了一定的裕度，因此变压器实际运行时，胶囊下方的油位（即油位计的浮球高度）一般低于90%,很少发生高油位报警现象。
当胶囊下方的油位达到最高（即油位计的浮球接近高油位报警位置）时，此时因胶囊破损而造成的储油柜油室内绝缘油油位下降的高度差最小，约为储油柜直径的10%。
进而得到，储油柜直径越大，油位的下降高度也越大，压力表的数值变化也越大；储油柜直径越小，油位的下降高度也越小，压力表的数值变化也越小。因此，以直径最小的储油柜进行分析具有代表性。
根据帕斯卡定律，液体内部的油压计算公式为：P=p-g-H⑴
式中p——液体的密度，kg/m3
g重力加速度，9.8N/kg
H——距离油室顶端的高度，m当胶囊完好时，由式（1)得出压力表的数值为：6=900x9.8x0.2=1764Pa当胶囊破损时，同样由式（1)得出压力表的数值为：
P2=900x9.8x(0.2-0.8x10%)=1058Pa因此，胶囊破损时，压力表处的油压范围是（此时绝缘油油面位于压力表以下）：0Pa~1058Pa。
通过上述数据，选定一个量程为3000Pa的压力表，并将压力表设置为当油压小于1500Pa(当胶囊有轻微破损或密封不良时可提前发现并进行诊断，故设置为1500Pa)时，触发其内部的开关触点，由此发出报警信号。因此，根据上述论证，证明此方法切实可行。
4.与传统的胶囊破损监测方法进行对比
目前，我公司运用的胶囊破损监测方法有：气体继电器法、专用继电器法及MBR传感器和保护继电器组合法，并已经运用在了出口项目上。下面，从成本和维护检修方面进行对比分析来判断各种胶囊破损监测方法的优缺点，对比结果如表1所示。
5.结论与建议
通过表1对比可知，磁助式电接点压力表法具有成本低廉，检修方便等优点，可完全代替传统的监测方法。
目前，胶囊破损监测装置在国外项目上已经广泛应用，而在国内项目上却少有使用。近年来，因胶囊破裂使绝缘油氧化而导致变压器运行出现故障的情况时有发生，给社会带来了极大的经济损失。因此，胶囊式储油柜使用胶囊破损监测装置是必要的。鉴于磁助式电接点压力表法具有成本低廉、维护检修方便的优势，因此可广泛运用于胶囊式储油柜中。 |
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