1 引言
电力变压器、互感器、断路器等充油设备是变电所中的主要设备,这些设备渗漏油将影响电气设备的安全运行,因而引起电力行业的高度重视。据统计,电气设备渗漏油缺陷占电气设备缺馅总数的65%左右。目前,华北油田电网共有42座变电所,其中220 KV的一座;110KV的5座;35KV的36座。充油设备共1850台,据运行部门统计,渗漏油设备约为640台,其中严重渗漏油的约为420台。每年设备因渗漏油而停电的情况为:110KV及以上主变压器最多达5次、35KV主变压器最多达30次,每年因设备渗漏油烧毁电气设备最多达7台。这给油田生产、生活造成了很大影响。因此华北油田电网亟待解决电气设备的渗漏油问题。
2 采用堵漏胶处理电气设备渗漏油的步骤、方法和技术要求。
为了解决电气设备的渗漏油问题,国内外相继研制出了带油堵漏的专用堵漏材料。这就是以高分子材料为基体,采用科学方法配制而成的双组分堵漏胶。例如,北京市天山新材料技术公司生产和经销的TS518紧急修补剂、TS528油面补修剂和该公司经销的PSI带压堵漏胶棒等。采用堵漏胶处理电气设备渗漏油的步骤如下。
2.1 寻找渗漏点。
方法有五种:
①、眼观法,一般哪里最湿哪里就是渗油点但不是很准确;
②、涂粉法,在漏点附近涂上粉笔,观察哪里先湿哪里就是漏点;
③、水冲法,适用于强油循环变压器散热器的冷却器管子找渗漏点。如漏油严重时,管子很多看不见,可借用油轻水重的的原理进行检查。水冲时油浮在表面,仔细观察水面,如有油层则说明存在渗漏;
④、触试法,检查时用手或工具自上而下触试,即能找到渗漏点;
⑤、充氮加压法,将氮气充入油箱内,检查渗漏点,其压力一般为50Kpa(0.5个大气压)。加压前压力释放装置和油标等排气装置应封严。
此时的技术要求为:渗漏点判断必须准确。
2.2 清理渗漏点。
目的是将氧化层、油污、漆皮等赃物除去,使渗漏点露出金属本色。清理的方法有两种:
①、机械清理法。即用电磨、角向磨光机、锉、纱布等清理表面,再用汽油或丙酮清洗。
②、化学清理法。即用盐酸、硫酸腐蚀来清理表面。
一般这两种方法综合使用。此时的技术要求为:渗漏点周围清理的面积应是漏孔面积的10倍以上,表面应露出金属光泽(仅允许带有变压器油),此外,为增大与堵漏胶的粘合面,金属表面要求粗糙,必要时可在金属表面打上麻点。
2.3 堵漏。
这里介绍两种方法:
①、采用TS528油面补修剂堵漏。
先将TS528淡红色A胶与淡蓝色B胶按重量比1:1调匀,然后将胶液敷在漏孔上,过几分钟检查堵漏效果,如仍渗漏,则除胶重堵;如已不渗漏,则用TS518补强。补强方法是,将TS518的A、B胶按重量比1:1调匀,均匀地敷在TS528上,并除去多余的胶液。在25℃环境温度下,TS528的固化时间约为5min,TS518的固化时间约为10min,固化后可长期使用。
此时的技术要求为:调胶后必须在5min内完成堵漏操作,否则胶液将固化失败。调胶和堵漏过程应及时、迅速、准确。
②、采用美国产PSI带压堵漏胶棒堵漏。
先按渗漏孔缝大小切取胶棒,将切取的胶棒揉匀,使胶棒两层不同的胶泥充分混合。然后将调配好的胶泥挤压在渗漏孔缝上,并沾水整理胶泥表面,除去多余的胶泥。过几分钟检查堵漏效果,如仍渗漏,应除胶重堵。在25℃环境温度下固化约3min,1h后可投入使用。
此时的技术要求为:调胶后必须在3min内完成堵漏操作,否则胶泥将固化失败,调胶和堵漏过程应迅速、及时、准确。
3 堵漏胶的使用技巧
3.1 外罩法。
通常,变压器散热器、套管升高座、套管都有放气螺栓,散热器下部还有放油螺栓。如果放气螺栓和放油螺栓密封垫压缩量不够出现渗漏,拧紧螺栓就可解决。但如是其他原因,例如密封垫因压缩量过大或老化失去弹性出现裂纹而发生渗漏。则有两种处理方法:一是常规方法,即将设备停电、放油、更换密封垫,这种方法停电时间长,工作量大。另一是采用如图1~3所示的外罩法。此法的做法是,按图1放气螺栓(或放油螺栓)的外形尺寸加工的铁罩,将此罩用堵漏胶粘堵在放气螺栓(或放油螺栓)上,如图3。待设备大修时,再将铁罩砸掉以进行彻底处理。
有些设备,例如变压器6KV侧手孔法兰、升高座法兰等螺杆是从内部焊接的(其结构如图4),如焊接工艺不细,产生砂眼、裂纹,则油就会从砂眼进入螺孔,顺螺杆流出,形成螺杆渗油。此时可按图4螺杆的外形尺寸,加工一如图2所示的铁罩,将铁罩用堵漏胶粘堵在螺杆上,如图5,待大修时,再将铁罩砸掉,重焊螺杆。
3.2 夹具法
变压器冷却器内部管子渗油时,因管子间距离很小,一般工具不好处理。为了不停电、不放油进行堵漏,可如图6所示用堵漏胶与专用夹具配合,将夹具卡在管子上,然后适当上紧夹具螺栓,使堵漏胶把漏孔堵住,达到止漏目的。
3.3 吸附法
在环境温度低于0℃工况下堵漏时,堵漏胶固化时间较长,如电气设备油箱的内压力很大,则在堵漏胶还没有完全固化时,油可能从胶里渗出。这样在胶固化后,胶里将形成油隙,继续渗油。为解决这一问题,此时可如图7所示在漏孔表面敷上堵漏胶后盖上一块厚0.75mm的铁皮,再放上一块永久磁铁将铁皮吸在油箱上,依靠永久磁铁产生的压力使渗漏停止。在胶固化后,将磁铁取去。
4 带油堵漏技术在华北油田电网中的应用
华北油田于1998和1999两年对油田电网中的任东220KV、炼厂110KV、佃庄110KV、留路110KV、任八、雁翎几个变电所中渗漏油严重的设备进行了30个渗漏点的堵漏试验,并进行了质量跟踪检查,其情况如表1所示。
统计表明,堵漏成功率为93.4%,失败率为6.6%。
下面以两个例子来说明渗漏处理过程。
1998年10月,在炼厂110KV变电所2#主变压器漏油缺陷处理中,由于主变压器35KV侧B、C相套管升高座连管的两个法兰以28滴/min速度漏油,中性点套管升高座连管法兰以11滴/min速度漏油,变压器油箱和散热器片被油泥覆盖,外观污秽不堪,主变压器被迫两次停止运行,进行漏油处理。第一次停运时,先将这三个法兰除去油污和油漆,用TS528和玻璃丝带封堵法兰连接侧面,并加工专用螺栓和带丝扣的螺丝罩,配合使用TS528封堵法兰螺丝。处理后,当时不再渗油,但因法兰面直径较大,堵露面积大,在主变压器运行后,由于振动使堵漏胶局部裂开,又出现漏油。第二次停运时,先将连管蝶阀关闭,再将上述三个法兰卸开,取出密封垫,检查发现漏油原因是由于密封垫较薄和压缩量不足,起不到密封作用。我们采取在密封垫上均匀地涂上TS528,重新装配这三个法兰,终于彻底消除了主变压器漏油缺陷。
在炼厂110KV变电所1#主变压器渗油缺陷处理中,由于主变压器散热器上部有两个放气螺栓密封垫严重渗油,110KV侧A相套管升高座焊缝出现一个砂眼,主变压器油箱和散热器被油泥污染,外观脏污,主变压器被迫停止运行。根据现场情况,如果更换放气螺栓密封垫,必须将散热器放油,工作量大,处理时间长。我们使用TS528将放气螺栓连同密封垫整体封堵,对于砂眼,使用TS518堵漏胶封堵,两者并用TS518补强胶补强。处理过程仅用半小时左右就消除了1#主变压器的渗漏缺陷。
5 效益分析
5.1 经济效益计算
设每年减少电气设备渗漏油缺陷处理100次,每次动用一辆车,4个人,按每次每台车180元,人工工日23.85元计,则每年可减少车辆费和人工费共计:
100×(180+4×23.85)=2.75万元
设110KV级31500KVA电力变压器每年少停电3次,35KV级4000KVA电力变压器每年少停电10次,每次皆按8h计,每度电按0.4元计,平均功率因数为0.9,变压器利用率为0.8,则每年可减少主变压器停电损失:
(3×31500+10×4000)×8×0.4×0.9×0.8=30.99万元
设每年减少110KV及以上电压、电流互感器损坏2台,每台7万元,减少35KV电压互感器损坏4台,每台0.8万元,减少消耗材料和变压器油损失约计4万元,则每年可减少损失:
2×7+4×0.8+4=21.2万元
则总共每年可取得经济效益:
2.75+30.99+21.2=55万元
5.2 社会效益分析
带油堵漏技术的应用,大大减少了电气设备故障率,减少了设备的停电时间和停电次数,减少了变电所倒闸操作,降低了误操作的可能性.这不仅为保证油田生活和生产的连续可靠供电作出了贡献,也为今后创造无渗漏标准化变电所打下了基础.
6 结束语
电气设备带油堵漏技术是消除电气设备渗漏油的有效方法之一,其独特的优点是:快速、方便、减少停电时间和停电次数甚至不需停电等,但它也有其局限性,并不是应用堵漏技术就能消除所有设备的油渗漏,例如变压器蝶阀密封垫的油渗漏、变压器油箱大盖密封垫的油渗漏,目前还只能采取更换密封垫的方法才能彻底解决。因此,带油堵漏技术仍需要在实践中不断探索和总结,进一步提高,才能在供电行业中产生更大的经济效益和社会效益。