电力变压器储油柜溢油原因分析及策略

引言：

随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的逐步提高变压器的容量和体积显著增加，对附属设备的可靠性要求也日益严格储油柜作为变压器油膨胀补偿的关键部件，其设计安装与运维水平直接影响变压器的长期稳定性，国内外多次报道因储油柜溢油导致的变压器故障案例，暴露出油位监测不精准、密封结构失效、温度波动补偿不足等技术短板，极端气候频发、负荷波动加剧等外部因素进一步放大了溢油风险，尽管现有研究对变压器本体的绝缘老化、过热等问题有较多探讨。

1.电力变压器储油柜溢油原因

1.1 油温异常升高导致变压器油体积膨胀

变压器在运行过程中负荷波动、短路故障、冷却系统失效或环境温度骤升等因素，内部油温可能超出设计范围，当油温升高时变压器油的体积会显著膨胀，若储油柜的容积设计未充分考虑极端工况下的膨胀余量，或油位监测装置未能及时预警，膨胀的油量将超过储油柜的容纳极限引发溢油，部分老旧变压器的储油柜采用固定式结构缺乏弹性补偿能力，在持续高温运行状态下更易发生溢油，油温异常还可能加速油质劣化，产生气体并增大内部压力进一步加剧油位上升问题。

1.2 呼吸器堵塞造成储油柜内外气压失衡

呼吸器作为变压器油枕的关键部件主要功能是平衡储油柜内外气压，并在油温变化时实现空气的自由进出，当呼吸器内部的干燥剂受潮板结、滤网被灰尘油污堵塞或硅胶颗粒碎裂卡滞时，其通气通道会被严重阻碍导致储油柜无法正常呼吸，在变压器负载变化或环境温度升高时内部油体积膨胀，但呼吸器堵塞外部空气无法及时补充柜内形成负压引发油位异常波动；当油温下降体积收缩时内部空气又无法顺利排出，柜内正压持续积累迫使油位上升甚至从密封薄弱处溢出，在昼夜温差较大的地区呼吸器堵塞会加剧气压波动频率，长期作用可能损坏储油柜密封结构形成恶性循环。

1.3 注油时未按标准油位线控制加油量

变压器安装、检修或补油过程中若工作人员未根据环境温度准确换算油位刻度，或忽视油位指示器的校准状态，极易导致初始油位超过允许范围，特别是在低温环境下注油时，若未预留足够的热膨胀空间，当变压器投入运行后油温上升，油体积膨胀将直接造成储油柜油位异常升高[1]。部分操作人员存在"宁多勿少"的错误观念，主观加大注油量以规避缺油风险反而埋下了高温溢油隐患，对胶囊式储油柜过量注油还会挤压胶囊变形，影响其呼吸调节功能；而对隔膜式储油柜超量注油可能导致隔膜位移甚至破损，当多组散热器同时注油时若未考虑管路油量分配，各部位油位叠加效应会进一步加剧溢油风险。

2.电力变压器储油柜溢油的防控策略

2.1 安装油温在线监测系统并设置自动报警阈值

系统应采用铂电阻温度传感器或光纤测温技术实时采集变压器顶层油温、底层油温及环境温度数据，并通过 4G/5G 或光纤通信将数据上传至SCADA 系统，监测系统需具备温度梯度分析功能，当油温异常升高时可结合负载电流、冷却器运行状态等参数进行综合判断避免误报，需依据变压器绝缘油的热膨胀系数通常为 0.0007/^∘C 和储油柜容积。动态计算油位上限并在系统中设置多级报警阈值一级预警油温达到 75°C 、二级报警油温超过85°C 和三级跳闸油温突破 95^∘C ，报警信号应联动主控室声光报警装置，并自动启动备用冷却器组以降低油温上升速率，油温持续上升且伴随油位异常波动时系统可自动闭锁有载调压操作，防止电弧放电加剧油温升高，对大型变压器建议采用分布式测温技术，在储油柜不同高度布置传感器以精准监测油位梯度变化，系统需定期进行零点漂移校准和传感器灵敏度测试确保数据可靠性。

2.2 制定呼吸器定期检查与硅胶更换维护规程

呼吸器作为油枕与外部环境之间的关键缓冲装置其核心功能是通过内部硅胶吸附剂阻止空气中的水分和杂质进入变压器油循环系统，运维规程应明确规定呼吸器的检查周期，通常结合变压器负荷变化、环境湿度及硅胶变色程度综合确定，检查内容包括呼吸器油杯密封性检测、硅胶变色程度评估、呼吸通道通畅性测试以及干燥剂结块情况分析，检查过程中需使用专用工具测量呼吸器内气压平衡状态确保无负压或过压现象，对发现硅胶潮解、油杯油位异常或呼吸阀卡涩等情况应立即启动更换程序[2]。提升呼吸器维护的标准化水平规程应细化硅胶性能检测方法，包括使用水分测定仪检测硅胶含水率、比表面积测试及抗压强度试验，维护作业需在变压器非满载时段进行，操作前必须关闭呼吸器联管阀门，避免油枕内部形成负压导致空气倒灌，更换后的废硅胶需按危险废物管理规范处置防止环境污染，运维记录应详细记载硅胶更换日期、变色比例、油杯油质状态及操作人员信息，并录入设备管理信息系统进行趋势分析。

2.3 规范注油操作流程并设置双重油位确认环节

注油作业前必须严格检查变压器本体及储油柜的密封性，使用真空注油设备确保油路系统无渗漏点，同时对绝缘油进行微水含量、介质损耗因数及击穿电压等关键指标的检测确保油质符合标准要求，注油过程中应采用阶梯式加压方式，控制油流速度不超过 1000L/min 避免油流带电导致局部放电。注油管应深入储油柜底部采用四十五度斜切口设计以减少油流湍动防止油中气泡混入，在油位接近额定刻度时切换至手动微调模式，观察窗或磁翻板液位计进行初步油位校核，第一重油位确认环节要求运维人员使用经计量检定的钢直尺测量实际油面高度，对比环境温度-油位曲线进行温度补偿修正确保油位处于标准区间。

变压器投运前利用电容式或超声波油位传感器采集实时油位信号，RS485 通讯上传至后台监控系统与SCADA 系统预设的油位阈值进行比对，若超出安全范围立即触发声光报警，运维人员需使用红外热成像仪检测储油柜表面温度分布排除假油位现象，双重确认完成后应在设备台账中记录注油日期、油位数据、环境温度及操作人员信息，并同步至生产管理系统形成电子档案对寒冷地区运行的变压器，还需核算低温环境下油体积收缩系数，适当调整冬季油位上限，防止温度回升时油位超限。

结语：

储油柜溢油问题是变压器运维中的隐蔽性隐患其成因复杂且后果严重，需要从设计、材料、监测及维护等多维度进行综合治理，本文通过分析溢油现象的内在机理与外部诱因揭示了当前技术与管理环节存在的不足，为预防措施的制定提供了科学依据，随着智能传感技术、新型密封材料的发展，以及标准化运维体系的完善，储油柜溢油风险有望得到根本性控制，这一研究不仅有助于提升电力设备的运行可靠性也为实现电网安全、高效、环保的目标奠定了技术基础，具有显著的工程价值和社会效益。

参考文献：

[1]何军,代宏伟. 电力变压器储油柜溢油原因分析及策略探讨 [J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2023, 28 (02): 23-26.

[2]胡善福. 电力变压器储油柜典型问题分析及处理措施 [J]. 变压器,2022, 59 (10): 12-15.