探討磁助式電接點壓力表在膠囊破損監測中的應用
1.引言
大型變壓器在運行過程中，要求其內部的絕緣 油與空氣進行隔絕，以防止絕緣油氧化而降低其絕 緣性能。儲油柜膠囊在絕緣油與空氣的隔絕中起到 了重要的保護作用，由于儲油柜膠囊安裝方式的隱 蔽性，難以在其破損時及時發現，往往等故障發生 時，才能發現該問題，給變壓器的安全運行帶來了很 大的隱患及很高的維護費用，因此，膠囊的破損監測 對變壓器的安全運行至關重要。本文中筆者主要探 討磁助式電接點壓力表對膠囊進行破損監測的可行 性。
2.工作原理
在儲油柜端部安裝一個磁助式電接點壓力表， 位置距離油室頂部0.2m。當膠囊未破損時，儲油相 油室內充滿了絕緣油，此時，壓力表顯示一個恒定的 油壓，如圖1所示。
當膠囊破損時，空氣通過膠囊進入到儲油柜油 室，油室與膠囊內部（大氣壓）氣壓逐漸平衡，油室內 的絕緣油流動到膠囊下方；由于絕緣油油位的下降， 從而使壓力表處的油壓降低。此時，壓力表內的布爾 登彈簧旋轉，進而觸發開關觸點，由此發出報警信 號，如圖2所示。
3.可行性分析
對于不同容量的變壓器，儲油柜的直徑一般介于0.8m到1.6m之間。根據浮球式油位計(YZF型） 的結構特點可知，儲油柜的高油位報警位置約在儲 油柜直徑的90%左右；實際上，儲油柜的補償容積 往往給了一定的裕度，因此變壓器實際運行時，膠囊 下方的油位（即油位計的浮球高度）一般低于90%, 很少發生高油位報警現象。
當膠囊下方的油位達到最高（即油位計的浮球 接近高油位報警位置）時，此時因膠囊破損而造成的 儲油柜油室內絕緣油油位下降的高度差最小，約為 儲油柜直徑的 10%。
進而得到，儲油柜直徑越大，油位的下降高度也 越大，壓力表的數值變化也越大；儲油柜直徑越小， 油位的下降高度也越小，壓力表的數值變化也越小。 因此，以直徑最小的儲油柜進行分析具有代表性。
根據帕斯卡定律，液體內部的油壓計算公式為： P=p-g-H ⑴
式中p——液體的密度，kg/m3
g 重力加速度，9.8N/kg
H——距離油室頂端的高度，m 當膠囊完好時，由式（1)得出壓力表的數值為： 6=900x9.8x0.2=1 764Pa 當膠囊破損時，同樣由式（1)得出壓力表的數值為：
P2=900x9.8x(0.2-0.8x10%)=1 058Pa 因此，膠囊破損時，壓力表處的油壓范圍是（此 時絕緣油油面位于壓力表以下）：0Pa~1 058Pa。
通過上述數據，選定一個量程為3000Pa的壓力表，并將壓力表設置為當油壓小于1 500Pa(當膠 囊有輕微破損或密封不良時可提前發現并進行診 斷，故設置為1 500Pa)時，觸發其內部的開關觸點， 由此發出報警信號。因此，根據上述論證，證明此方 法切實可行。
4.與傳統的膠囊破損監測方法進行對比
目前，我公司運用的膠囊破損監測方法有：氣體 繼電器法、專用繼電器法及MBR傳感器和保護繼 電器組合法，并已經運用在了出口項目上。下面，從 成本和維護檢修方面進行對比分析來判斷各種膠囊 破損監測方法的優缺點，對比結果如表1所示。
5.結論與建議
通過表1對比可知，磁助式電接點壓力表法具 有成本低廉，檢修方便等優點，可完全代替傳統的監 測方法。
目前，膠囊破損監測裝置在國外項目上已經廣 泛應用，而在國內項目上卻少有使用。近年來，因膠 囊破裂使絕緣油氧化而導致變壓器運行出現故障的 情況時有發生，給社會帶來了極大的經濟損失。因 此，膠囊式儲油柜使用膠囊破損監測裝置是必要的。 鑒于磁助式電接點壓力表法具有成本低廉、維護檢 修方便的優勢，因此可廣泛運用于膠囊式儲油柜中。
