摘要：本文介紹了一起不尋常的變壓器油箱箱壁開裂進(jìn)水故障案例。通過對(duì)故障原因進(jìn)行分析，判斷為因焊接瑕疵導(dǎo)致變壓器吊軸位置封閉加強(qiáng)鐵長(zhǎng)期積存水分，當(dāng)水分積存到足量時(shí)，在冬季因水結(jié)冰、體積膨脹而將產(chǎn)品油箱箱壁頂裂，從而引發(fā)變壓器油箱內(nèi)部進(jìn)水。文章對(duì)該故障案例的處置方法及改進(jìn)措施一并進(jìn)行了介紹，可為類似案例產(chǎn)品處理提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：變壓器;油箱;開裂

中圖分類號(hào)：? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：? ? ?文章編號(hào)：

一、概述

某變電站用主變壓器（型號(hào)：ODFPSZ-250000/500）為國(guó)內(nèi)某變壓器廠1996年生產(chǎn)，做為備用相一直在A變電站注油存放。2017年12月初充氮運(yùn)到B變電站擬帶電投運(yùn)。

2017年12月6日該產(chǎn)品內(nèi)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)右側(cè)吊軸部位的油箱內(nèi)壁有一道圓弧型裂口（見圖1 a-b）。仔細(xì)觀察，有水漬及污物從裂口處進(jìn)入油箱內(nèi)。

二、現(xiàn)場(chǎng)修理過程

由于產(chǎn)品急待投用，經(jīng)緊急商議研究，決定產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修理。

在整個(gè)修理過程可分為兩個(gè)過程：1）對(duì)開裂位置吊軸進(jìn)行修復(fù)消缺。2）對(duì)器身進(jìn)行干燥處理，消除進(jìn)水帶來的影響。

1. 對(duì)開裂位置吊軸進(jìn)行修復(fù)

1.1 打開變壓器人孔后充干燥空氣，將箱底殘油清理干凈。對(duì)開裂處周圍箱壁反復(fù)擦拭，確保無殘油。

1.2? 對(duì)開裂部位先用面團(tuán)擠在縫隙上鋪平，然后用干凈薄鋼板罩在面團(tuán)上，四周利用強(qiáng)力磁鐵將其固定，以防止外面補(bǔ)焊時(shí)異物進(jìn)入器身。

1.3 去除油箱外部吊軸、加強(qiáng)鐵等，直至露出開裂的油箱壁。

1） 首先焊割油箱外部吊軸擋板（參見圖1）。切割過程中從吊軸管腔內(nèi)流出大量冰水混合物。

2） 然后焊割吊軸部位的U型加強(qiáng)鐵（參見圖1畫線范圍），同樣有大量存水流出。

3） 切割U型加強(qiáng)鐵后，先割除三個(gè)筋板加強(qiáng)鐵（參見圖1紅圈處），并沿著U型加強(qiáng)鐵把吊軸割斷，一并割除吊軸鋼管內(nèi)部十字加強(qiáng)鐵。

1.4? 為保證油箱內(nèi)壁平整，在開裂的箱壁外側(cè)焊接一翹點(diǎn)，利用撬杠讓變形箱壁復(fù)位。箱壁鋼板復(fù)位后，再使用氬弧焊焊接箱壁裂縫，之后用鋼絲刷清理干凈，涂防銹底漆。

1.5? 以上完成后，在外箱壁開裂處增加16mm厚圓鋼板封焊加強(qiáng)，刷試漏液，確保不滲漏。

1.6? 把提前補(bǔ)做的吊軸焊接在原位置，焊接筋板加強(qiáng)鐵（三個(gè)），并在槽型加強(qiáng)鐵開豁處補(bǔ)焊完整。最后焊接吊軸擋板，對(duì)新補(bǔ)的U型加強(qiáng)鐵焊縫用砂輪打磨，保證外觀美觀。涂防銹底漆、面漆。

1.7? 處理完成后進(jìn)入油箱內(nèi)部，把面團(tuán)、薄鋼板及強(qiáng)力磁鐵一并去除，用阿拉爾特膠封堵開裂部位的縫隙，避免注油后浸出異物。對(duì)燒損部位的油漆用砂紙打磨干凈，刷涂?jī)?nèi)壁漆。

1.8? 清理異物、清點(diǎn)帶入工具后產(chǎn)品進(jìn)行后期工藝處理。

2.產(chǎn)品后續(xù)工藝處理

因有積水進(jìn)入變壓器內(nèi)部，內(nèi)檢時(shí)測(cè)量變壓器夾件絕緣電阻值偏低，夾件絕緣電阻為40MΩ。在對(duì)箱底內(nèi)部殘油徹底清理后，測(cè)量夾件對(duì)地絕緣電阻368 MΩ，鐵芯對(duì)地絕緣阻4.1 GΩ，夾件對(duì)鐵芯絕緣電阻8.4 GΩ。

為了更好保證產(chǎn)品質(zhì)量，決定對(duì)變壓器采用箱底加熱抽真空方法處理夾件絕緣電阻偏低問題。主要過程如下：

1）在箱底放置電加熱電爐子，使用溫度儀表監(jiān)視，控制箱底溫度不超過80℃。電爐子放置時(shí)盡量靠近對(duì)應(yīng)變壓器鐵心墊腳位置。同時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行抽真空處理。

2）采用以上措施后，產(chǎn)品夾件絕緣電阻正常，產(chǎn)品帶電運(yùn)行正常。

三、故障原因分析

在修理過程中，發(fā)現(xiàn)吊軸管腔內(nèi)部及U型加強(qiáng)鐵內(nèi)部均有積存的冰水混合物;而經(jīng)仔細(xì)查看，發(fā)現(xiàn)吊軸處U型加強(qiáng)鐵頂部角焊縫有1處氣孔缺陷（見圖3 a-b）;吊軸擋板已現(xiàn)輕微鼓出變形（參見圖1-a）。

根據(jù)以上現(xiàn)象，分析這起較罕見的吊軸位置油箱開裂故障的原因如下：

該變壓器油箱上的U型加強(qiáng)鐵均為封閉結(jié)構(gòu)。由于焊接瑕疵，受溫差變化影響，吊軸部位U型加強(qiáng)鐵內(nèi)部與外界空氣之間長(zhǎng)期存在著“虹吸”現(xiàn)象，導(dǎo)致吊軸位置U型加強(qiáng)鐵內(nèi)部空腔不斷從圖9焊接氣孔處吸入雨水、露水、霧水或潮濕空氣等。該產(chǎn)品作為備用相在長(zhǎng)期露天存放過程中，導(dǎo)致U型加強(qiáng)鐵及吊軸管腔內(nèi)充滿積水。在該產(chǎn)品從A變電站放油后充氮運(yùn)輸?shù)紹電站待安裝過程中，因近期天氣突然變冷，變壓器內(nèi)沒有油傳導(dǎo)溫度，且該吊軸部位位于背光面，吊軸處U型加強(qiáng)鐵內(nèi)部積存的水份因結(jié)冰體積膨脹，使其周圍的鋼板等受力變形。

經(jīng)查證吊軸結(jié)構(gòu)圖紙，吊軸封板及內(nèi)部十字加強(qiáng)鐵厚度均為20mm，而變壓器油箱箱壁厚度為10mm，可見箱壁處最為薄弱且為焊接面，所以在同等受力下，箱壁吊軸焊道位置發(fā)生開裂。

四、改進(jìn)措施

為防止再次出現(xiàn)類似問題，對(duì)其它位置吊軸及U型加強(qiáng)鐵進(jìn)行鉆孔排查，確認(rèn)內(nèi)部是否有積水。

經(jīng)打孔后發(fā)現(xiàn)：4個(gè)主吊軸有三個(gè)內(nèi)部有水，全部22個(gè)油箱U型加強(qiáng)鐵有9個(gè)內(nèi)部也存有積水。

為徹底解決本臺(tái)產(chǎn)品加強(qiáng)鐵進(jìn)水問題，經(jīng)商議決定現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該變壓器采取以下加強(qiáng)措施：

1、在吊軸擋板部位及U型加強(qiáng)鐵各焊接1個(gè)試漏嘴子，內(nèi)部充入氮?dú)鈱?duì)外部焊道進(jìn)行試漏，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)焊、清理并打磨;

2、重新充氮?dú)?，二次試漏直至無滲漏點(diǎn)，將試漏嘴子剔除、補(bǔ)焊、打磨、清理并補(bǔ)漆。

3、在加強(qiáng)鐵及吊軸擋板合適位置鉆螺紋孔，用適配螺栓封堵，可實(shí)現(xiàn)定期放水、放氣。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐澤宏，林馬俊，孫法文.某110kV變壓器吊芯大修后兩起故障分析及處理[J].硅谷，2013，6（10）：98+138.

作者簡(jiǎn)介：

成東輝（1974年生人），男，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事變壓器制造工藝方面的研究工作。