1 变压器油隔膜保护原理

许多大型的电力变压器主要通过密封的储油柜进行绝缘油保护操作。在储油柜中会安装耐油性橡胶尼龙袋，袋子的内侧利用呼吸器与外部空气连接。在储油柜的底端安装了耐油性橡胶薄膜压油袋，是变压器油通过隔膜保护的主要材料。小隔膜中的油量便是油位计中的实际油量，变压器的油量显示与外侧设备相连接，可将安全气道与储油柜完全分离。这种方式可将变压器油与大气完全隔离开，增加变压器加油相关设备的使用寿命，确保油质的纯净，保证变压器的安全工作。

2 变压器加油中隔膜设备运行保护分析

2.1 隔绝空气方法

为了避免加油中空气的进入，可在变电器底部的放油阀位置连上通油管，在油管附近安装阀门，通过齿轮油泵进行加油操作。具体步骤如下：

其一，开启旁路阀和变压器底侧的放油阀，在底部放出少量的变压器油后，立即关闭放油阀，将放出的油用其他容器回收利用，不可倒回补充油中。通过启动轮油泵使补充油在旁路管和进油管中循环流动直到处于无气泡状态。

其二，关闭旁路阀，慢慢打开放油阀。如果放油阀处于开启状态就应立即关闭旁路 阀，待油位到达目标位置时及时停泵，同时关紧放油阀。该方法在应用中需注意确保管道油泵的洁净度，新安装的通油管、旁路阀应尽可能靠近变压器的放油阀，避免在管中出现“空气死区”，导致排气不尽问题，进而使进油后气体被加入到变压器的主体中，使变压器出现运行问题；同时加油时不可中断，如果补充的油量不足或齿轮泵、进油管露出油面就会将大气压入变压器内。此外，该方法也可应用于正在运行的带电变压器中，但是带电加油时应注意油桶和抽泵的接地操作，退出重瓦斯跳闸压板，避免出现安全事故。

2.2 假油位问题解决方法

2.2.1 具体现象

如果发现游标中指示与油位不一致，即出现假油位问题。这是由于小隔膜外部存在气体，并缺少放气阀，可通过松开法兰螺丝将气放掉，使油位处于正常位置。例如某公司发电机组采取发－变组结构，变压器容量为25MVA，通过隔膜密封保护。在投入运行后，发现游标出现不正常上升甚至出现溢油现象。经分析发现是假油位问题，在多次放气后逐渐恢复到正常情况。变压器的隔膜保护因维修工作任务较少、保护效果较好而被广泛使用。但在隔膜保护变压器的实际运行中，常出现这类问题：油位原本指在特定油温线上，但是当温度变化显著时，油位会快速上升到游标的顶端，甚至出现溢油现象；如果温度下降幅度大，游标就会下降到底端看不到的位置，甚至会使瓦斯继电器发出轻瓦斯信号。

2.2.2 产生原因

以一台安装隔膜保护设备的变压器为例， 在储油柜安装小隔膜后出现运行故障。储油柜的实际安装结构如图1所示， 其中1为柜盖，2、5、8为放气塞，3为隔膜挂袋，4为吊板，6为阀门，7为隔膜袋，9为开关，10/11为油位计，12为计浮球，13为柜脚。由于天气温度变化大，油位减少幅度加大，于是工作人员在阀门6补充油，在开启滤油机后，从排气阀2向外部喷油，因此只能通过反复开关阀门补充油量。一般变压器油枕体积是总油量的10％，油量的收缩或提升不会超过这一区间，但是以上案例说明游标10指示值与油枕的油位无法对应，所以属于假油位问题。该运行故障的原因包含以下几方面。

(1)进油阀的安装位置不正确， 进油的压力串在隔膜７下侧，会导致隔膜中的油逐渐上升至喷出。

(2)油枕中的油面受到了大气压强作用， 同时环境温度变化过大、冷却系统发生故障、负荷较大等因素会导致油的体积变大，占据油枕中小隔膜的空间，气体膨胀导致油枕失去呼吸作用，变压器油会随着游标流出，从而出现压力释放现象。

2.2.3 假油位检查与确定

（1）因为空气膨胀系数是油的5.6倍，在温度发生显著变化时，设备内部的气体压强会发生显著变化，导致游标位置改变， 所以出现游标与油位不对应问题时可考虑油枕中存在气体的可能性。但是某些情况会对此判断进行干 扰， 如设备未投运期间会出现设备内部压强与大气压强相同的现象，导致实际油位与指示油位接近。

（2）通过色谱分析法发现氧气含量大幅提升，可确定是真空环境中抽入空气的情况，应侧重对油泵吸入问题的解决。同时，影响油位问题的因素还包含防爆筒密封性问题，油枕中小隔膜内部的氮气压力较高也是影响油位的主要问题。

2.2.4 假油位问题的处理和预防

（1）油枕中小隔膜在安装时应平放，不可扭转。在加油前应先充气，使小隔膜充好气并逐渐膨胀，接着去除气源。在排出气体和补油时应严格按照注油的顺序进行操作，运行中尽量减少放油次数。

（2）油枕中的小隔膜尽量选择机械度高、耐油、重量轻、气密性较强、无变形、无龟裂的膜型，尽可能低于1mm， 如可使用两层机械度高的尼龙布、一层气密性较好的氯丁橡胶、两层耐油丁腈橡胶进行安装。

（3）出现溢油问题时应打开放气阀放气，但在设备运行中需注意操作安全性。

（4）若无法确定设备中是否进入气体，则先不要将放气孔打开，避免密封环境被破坏，导致空气进入。

（5）在设备两侧可设置观察孔，用于观察油位和胶囊中的实际运行情况，但会导致阳光照射影响油的品质。补

充油量时观察到储油柜上方放气阀由冒气泡到冒油后将其封严，在停止进油后再进行放油操作，使游标恢复到正常状态。

2.3 隔膜保护油的运维要点

（1）在制造储油柜时，应侧重制作工艺的升级，将毛边搓光滑，柜内表面需刷涂清漆。

（2）柜中的呼吸机内应装有大颗粒硅胶，到呼吸器的三分之二处即可，不可影响隔膜的正常呼吸作用。

（3）在变压器的少量加油或大量充油工作后， 需将呼吸器取掉， 加快进油速度。

（4）部分变压器制造厂有时会只装一个排气阀，导致空气排放速度减慢，甚至无法排净，出现假油位的问题，因此应挑选有两个排气阀的设备。

（5）由于变压器中易进入空气，在气体继电器与套管上进行排气操作较麻烦，从底部进油会将一些沉淀物冲到上方而污染油质，因此应加设补充油阀门，减轻补油操作的困难。

（6）工作人员应定期检查油标计的排气阀，避免出现假油位问题。

3 结语

综上所述，本文通过分析变压器油的隔膜方法，探究变压器油与外界空气的隔绝方式。基于变压器的运行案例，分析隔膜变压器在运行、加油、运行维护中需注意的问题和预防措施，为优化变压器加油、排油的隔膜保护技术提供理论与实践支撑。