安防之家讯:简述了油浸式电力变压器渗漏油的原因,介绍了纤维软木橡胶的性能及其在全密封变压器上的应用。
关键词:全密封变压器;渗漏油;纤维软木橡胶;密封结构;应用
油浸式电力变压器渗漏油是变压器行业长期存在的质量问题。经过近十年的工艺攻关,已取得了较好的效果。但与国外工业发达国家的同类产品相比,渗漏油还没有从根本上得到解决,特别是中小型生产厂家,在这方面存在的问题更为普遍。变压器渗漏油多发生在焊缝处、密封面及密封材料等处。
为了适应城乡电网改造对产品质量的要求,我公司对解决变压器渗漏油做了专门的研究工作,在全密封变压器上进行了试制应用,取得了比较满意的效果。具体做法有:①解决焊接质量;②改进密封结构及密封面质量;③采用性能优良的密封材料。本文仅对采用的密封材料和密封结构加以阐述。
2纤维软木橡胶
传统的软木橡胶是橡胶及其配合剂与软木粒子有机结合的硫化物。而纤维软木橡胶是橡胶、软木、纤维三相体材料有机结合的复合体。集软木橡胶、纤维橡胶优点于一体,具有耐老化、高耐油、耐水、耐压缩、弹性好等优点。这种材料表面摩擦系数大,密封性能好,更具有抗挤出、抗蠕变,在作密封垫时具有遇油密封自紧效应的特点,克服了软木橡胶不耐压,丁腈橡胶密封材料耐油不耐老化的致命弱点。纤维软木橡胶用作密封材料时,通过合理的结构设计,充分发挥其优点,是全密封变压器较理想的密封材料。表1是我公司应用的HL-BM-1(A)纤维软木橡胶与JB/T8448.2—1996《变压器类产品用密封件技术条件第二部分软木橡胶密封件》的主要性能对比表。
从表1可以看出,纤维软木橡胶在拉伸强度、扯断伸长率、压缩永久变形、抗臭氧老化、工作温度等几方面比普通软木橡胶性能有较大的提高和改进。其性能具有软木橡胶和丁腈橡胶的双重性,为其在全密封变压器上的大量应用奠定了基础。表1两种软木橡胶主要性能对比表
序号项目JB/T8448.2—1996HL-BM-1(A)1硬度(邵尔A),度70±1070±102拉伸强度/MPa≥2.0≥3.03扯断伸长率/≥70≥804脆性温度/℃(不高于)-30
-45-40
5热空气压缩永久变形(压缩25,125℃,24h)/≤70≤556浸25号变压器油压缩永久变形(压缩25,125℃,168h)/≤80≤707耐25号变压器油试验(125℃,168h)体积变化率/-5~ 10-3~ 10硬度变化值/度0~ 70~ 78与变压器油相容性(800ml油,试样厚度为6mm,表面积65cm2,100℃,164h)变压器油介质损耗因数tanδ(90℃)变化/≤1≤1变压器油酸值/mgKOH.g-1≤0.03≤0.03变压器油界面张力/mN.m-1与空白油相比差值0~2与空白油相比差值0~29臭氧老化试验(伸长20,50pphm,16h,40℃)易裂纹①无裂纹①10可压缩性/30±525±511压缩恢复性/≥80≥8512工作温度/℃-30~105-40~135
①为实际用样品试验结果,原JB/T8448.2—1996规定为无裂纹。
3密封结构及全密封变压器
90年代以来,我国电力部门开始大量使用全密封变压器。波纹油箱的全密封变压器无储油柜、吸湿器,变压器油与外界空气完全隔离,从而避免了氧气和潮气进入变压器油箱体,较大地减缓了变压器油和绝缘材料的老化(受潮)速度,使变压器使用寿命延长,可长期不维护保养,因此也叫免维护变压器。
变压器要做到长期免维护,除具有良好的运行性能之外,还必须做到不渗漏油,因此要在产品密封结构、密封材料、密封面质量几方面加以改进。
3.1改进密封件结构
将箱沿密封件结构由橡胶绳(O形)改为斜形密封条(成形结构),如图1所示。压缩时密封条受垂直压力,密封面没有受到紫外线直接照射,且可进行二次压缩密封,从而充分发挥了纤维软木橡胶的优点。对于S9-M-30~1600kVA/10kV系列变压器,如果箱沿不焊死可采用图1所示的斜形密封条,按图2的装配方式进行装配。图1中的相关尺寸推荐值为:A≈8~10mm,C≈40~45mm,D≈13mm,B≈6.5~7.2mm,E和Φd值与箱沿配套。密封条与箱沿内外侧应留3~5mm间隙,以便装配。
图1箱沿斜形密封条断面图图2斜形断面密封条装配示意图
对瓷套管与箱盖及类似的平面与平面之间密封,可采用图3所示的梯形密封圈代替传统的矩形密封圈。图中H一般为8mm,h≈5.8mm,其他尺寸根据密封部位配置,其装配示意图见图4。
图3梯形密封圈断面图图4梯形密封圈用于套管与箱盖之间示意图
对瓷压盖与瓷套上面及导电杆外圆面、注放油塞与塞座等之间的密封,可用图5所示的蝶形密封圈代替D形密封圈。蝶形密封圈的带台结构,使其受压时的力分布均匀,符合密封面形状结构,同时带台结构也起到限位作用,避免密封件过压及受力过大易开裂,其密封效果非常好,其应用效果如图6所示。
图5蝶形密封圈断面图图6蝶形密封圈用于瓷压盖与瓷套及导电杆之间示意图
3.2提高密封面刚性和表面质量
用纤维软木橡胶加工的密封件表面没有丁腈橡胶件表面光滑,且硬度也较大。因此在应用时应对密封件的刚性和表面质量引起足够重视。对于能进行机加工的零件应提高其表面加工质量;对于密封面相对较大的结构件(如箱沿、法兰)要注意提高刚性,增加螺栓数量(加紧螺栓之间一般不应大于70~80mm),以防压缩密封件时钢件变形而导致渗漏油。
4结语
纤维软木橡胶具有良好的物理性能,且性能价格比合适,用其制作的密封件其密封性能优于软木橡胶、丁腈橡胶密封件。只要通过合理的结构设计、提高钢件刚性和表面质量,用上述三种结构的纤维软木橡胶密封件作产品密封能取得满意效果。其不仅能使用在全密封变压器上,在其他普通产品上也值得推广应用。
作者简介:康鹏锁(1961-),男,陕西扶风人,宝鸡永兴变压器有限责任公司工程师,主要从事变压器类产品开发工作。
参考文献
[1]钱稚熊.中小型全密封变压器的技术措施.变压器,1998,35(5):11~12.
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