虹吸在牵引变压器储油柜上的应用

方建科

中车株洲电机有限公司，湖南株洲 412000

虹吸在牵引变压器储油柜上的应用

方建科

中车株洲电机有限公司，湖南株洲 412000

一种用于轨道车辆牵引变压器上的侧附虹吸式储油柜，从结构原理及相关制造工艺上进行浅析。

虹吸；储油柜；牵引变压器

变压器储油柜是为适应变压器油箱内变压器油体积变化而设置的一个与变压器油箱相同的容器。其作用是补偿变压器油因温度变化而产生的体积膨胀或收缩，保证变压器器身完全浸入变压器油，减少或防止水分和空气进入变压器，延缓变压器油质的老化。

对于高速运行的客运轨道车辆，车体底架长度和宽度存在着许多技术约束，其相对轨道的高度有着严格的控制要求，这对车体下方安装的牵引变压器体积、重量等提出了更高的要求。文章介绍的一种虹吸原理变压器储油柜，有效的降低变压器的高度，节省变压器在车体下方的安装空间，降低车体重心，提高车辆运行的安全稳定性。

1 结构原理

储油柜运用虹吸管两端液体压差产生虹吸效应，其按结构分类属于开敞式储油柜的一种，主要由储油柜柜体、呼吸管、吸湿器、虹吸管路、放油塞、排气塞及油位表等组成，见图1。

图1　虹吸式储油柜结构示意图

变压器储油柜通过虹吸管路连通变压器油箱。虹吸管路油箱侧高于油箱箱盖表面，另一侧伸向储油柜柜体底部。变压器注油时从变压器油箱底部注入，只有在变压器油箱内注满油后，变压器油才会通过虹吸管注入储油柜内的储油盒，储油盒注满后经油管注入储油柜柜体，使储油柜油位达到变压器所需要求。储油柜通过呼吸管路与吸湿器连通大气。

变压器油随温度的变化而引起体积的膨胀和收缩。当变压器油温上升时，油箱内变压器油体积增大，虹吸管路油箱侧压强大于储油柜侧，变压器油从虹吸管溢出至储油柜内。当变压器油温下降时，油箱内变压器油体积缩小，虹吸管油箱侧压强减小，变压器油从储油柜经虹吸管路补偿至油箱内。

储油柜内储油盒，对于储油柜与油箱之间，它是整个虹吸管路的一部分。当储油柜发生漏油故障后，储油盒可以临时充当储油柜的作用，继续维持变压器油箱与储油柜的虹吸效应，保证车辆的安全运行。

呼吸管路及吸湿器与其他开敞式储油柜功能相同，当油箱内油溢出至储油柜时，储油柜内的空气通过呼吸管路及吸湿器排出，当油箱内变压器体积收缩时，储油柜内变压器油补偿至油箱内，同时储油柜内从呼吸管路中吸入空气，在整个“呼吸”过程中，吸湿器将空气中的水分吸收，起到油保护的作用。

2 技术要求

变压器在最低环境温度要求且未投入运行时，能从储油柜油位表处观察到油位指示，此时储油柜油位不能已到储油柜的最底部；而变压器在最高环境温度下，在额定负载、包括允许的过载状态运行时，变压器油不能溢出储油柜。

储油柜内的储油盒与油管构成整个虹吸管路，虹吸管路不得出现渗漏现象，在制造储油柜时，虹吸管路须单独进行密封渗漏试验。储油柜制造完成后，须对储油柜进行整体渗漏试验，密封应可靠无渗漏现象。

变压器整体结构紧凑，器身与油箱壁板之间间隙小，虹吸管路油箱侧须在器身进箱后，进行连接。油箱侧虹吸管路顶部应高出箱盖，这样才能保证油箱注满油后再注入储油柜。在进行变压器箱盖组装时，油箱侧虹吸管路不能受到外力挤压，确保虹吸管路的密封可靠。

为确保变压器安全可靠的运行，通常在变压器箱盖表面安装液位报警器，实时监测变压器油箱内油位状况，当储油柜虹吸效果失效后，变压器油箱内油位不足时，液位报警器报警。

3 真空注油

储油柜随变压器一起进行炉内真空注油，整个真空注油过程分为5个阶段，即开始抽真空阶段（t1）、高真空阶段（t2）、真空注油阶段（t3）、维持真空阶段（t4）及解除真空阶段（t5），如图2所示。

图2

开始抽真空（t1）对真空干燥注油炉进行加热并抽真空至高真空状态，抽真空过程中，储油柜呼吸管路应畅通无堵塞。高真空状态（t2）维持一段时间后，对变压器从油箱底部开始进行注油（t3），待变压器内注入变压器油达到70%～80%左右的总量要求后，降低注油速度，储油柜油位达到要求时，停止注油，继续维持高真空状态（t4）后解除真空（t5）。

真空注油完成变压器出炉后，检测箱盖安装的液位报警信号应正常，确保变压器油箱内注满变压器油。

4 静放排气

变压器注油时为热油注入，变压器注油完成经充分静放后，油温下降，此时观察储油柜油位较注油完成时下降，储油柜虹吸效果存在。

变压器静放完成后，从储油柜吸湿器安装法兰处冲氮加压，拧开虹吸管路箱盖上方排气塞进行排气，排出虹吸管路及油箱内残留的气体，排气时直至排气塞处流出存油无气泡冒出后拧紧排气塞。观察储油柜油位表处油位较冲氮加压前有下降，解压后，储油柜油位慢慢上升至加压前油位处。变压器完成渗漏试验后，不能拧开排气塞，否则储油柜与油箱间的虹吸效果将会破坏，须重新对储油柜吸湿器安装法兰处进行冲氮加压排气直至排出因打开排气塞进入到虹吸管路内的空气。

5 结论

随着轨道交通车辆运营安全要求提高，车体下方安装的牵引变压器轻量化、扁平化设计才能更好地满足高速运行的客运轨道交通车辆的需求，文章描述的储油柜将会得到更为广泛的应用。

[1]JB/T 6484-2005.变压器用储油柜[S].

[2]赵静月，张庆，康运和.变压器制造工艺[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3]谢毓城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2014.

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1674-6708（2016）171-0251-02

方建科，中车株洲电机有限公司。