油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分析(通用版)
金属波纹储油柜渗油缺陷原因分析及预防对策
芯体保护 装置，２ 波纹弹性芯体，３ 排气管路，４油位指示装置 ５油位指示窗，６ 输油管路，７ 阀，８接线端子盒 蝶
况 ，运 行油 温 也 比 较 正 常 ，从 未 出 现过 油 温 过 高 发 信 情 况 。主 变 投 运 ３年 以来 一 直 运 行 正 常 ，巡 视 检 查 没
用的金属波纹储油柜 底部 出现较严 重的渗油 现象 ，于
是 对 此 台主 变 进 行 停 电 ，并 将 该 储 油 柜 拆 下 后 进 行 解 体 检 查 ，在拆 开 储 油 柜 顶 盖 及 侧 面 封 板 后 发 现 储 油 柜
的金属波 纹储 油 柜跟 胶 囊式 和 隔膜 式 储 油柜结 构 不
况 也是 自使 用 以来 首 次 出现 。
１ 渗 油 原 因分 析
１０ Ｖ 中心 站 ＃２主变 采用 的金 属波 纹储 油柜 为 某 ｋ １
增加或内部 故障等原 因导 致主变油 位升高 ，超 过油位
上 限 ，或 是 压 力 释 放 阀 由 于 某 种 原 因而 造 成 开 启 时 问 大 于 ２ ，过 高 的 油 压 都 会 在 短 时 间 内 直 接 作 用 于 储 ｍｓ
同 ，允许 采 用 抽 真 空 注 油 。 而 且 还 明 确 规 定 ：运 输 前 金属 波 纹储 油 柜抽 真 空 至 机 械 真 空 表 一 ０ １ ａ ． ＭＰ ，必须 在负 压 状态 下 运输 才 能 确保 储 油柜 能 够收 缩 抗震 。 此 次 为 中心站 ＃２ 变 重新 生 产 的 同规 格 的储 油柜 主 也 是 抽真 空 运 输 到 现 场 ，直 到 安 装 时 才 破 坏 真 空 。 因
（） ２主变运行 中油位过高或是主变压力释放阀动作 时间过长 ，突发的 内部高 压直接作用 于波纹弹性芯体 上 ，超过设计的膨胀极 限，造 成波纹弹性 芯体永 久变
对变压器各种储油柜的分析
对变压器各种储油柜的分析X关建平(巴彦淖尔电业局,内蒙古临河 015000) 摘 要:随着电力行业的快速发展,变压器储油柜不断更新,分析各种储油柜在运行中状况。
针对不同储油柜优缺点的分析,对维护不同变压器储油柜提供参考。
关键词:变压器;各种储油柜;分析 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0080—02 变压器储油柜分为开启式、隔膜式、胶囊式、纵向伸缩波纹膨胀器式和横向伸缩波纹膨胀器式储油柜。
开启式储油柜在110kV及以上电压等级的变压器上基本淘汰。
变压器隔膜式储油柜采用专用耐变压器油的橡胶涂覆织物制作,使用时装配在大型变压器油枕内,隔绝变压器油和空气的接触,阻止油的热氧化、劣化,保护变压器不受有害成份的侵蚀,提高变压器的使用寿命,减少变压器的检修次数。
胶囊式储油柜是在普通的储油柜内部装一个耐油的尼龙胶囊袋,将变压器本体内的变压器油与空气隔离开,有效地减慢变压器油的老化,从而起到保护油质的作用。
其工作方式是胶囊袋内部气体通过呼吸管及吸湿器与大气相通,胶囊袋的底面紧贴在储油柜的油面上,使胶囊袋与油面之间没有空气,当油面变化时,胶囊袋也会随之膨胀和压缩。
为了使变压器油与空气完全隔绝,这种储油柜的油位指示系统亦采用特殊结构,即在柜底部附有一个压油袋(小胶囊袋),压油袋装有与变压器本体牌号相同的变压器油,并且与储油柜油相隔离,仅供油表油位指示使用。
在油表(玻璃管)下端有一根连管,它连接着压油袋和油表,变压器运行时油表呼吸塞处于开启状态,当储油柜的油位变化时,小胶囊袋受到的压力也发生变化,使油位指示发生相应变化。
正常情况下,储油柜油面与油表油面均受到一个大气压力,因此变压器本体油面和油表的油面高度相等,但是由于某些原因,在实际应用中,有时会出现油表的油位高度与本体油面高度不一致的现象,这种现象称之为假油位,假油位的存在将影响变压的安全经济运行。
造成假油位的原因很多,最常见的原因就是在胶囊袋外部与变压器油之间有空气,当油温升高时,胶囊袋外部与变压器油之间的空气受热膨胀,压力升高,胶囊袋被压缩,待胶囊袋被压缩到极限之后,堵住了呼吸管与储油柜的接口,这时,在有限空间内,随着温度的升高,储油柜上部的空气压力将超过一个大气压(此时油表上部还是一个大气压),从而使油表的油位突然上升,严重时油会从油标呼吸气塞冒出,但此时变压器本体的实际油位还是正常状况。
外油卧式金属波纹管储油柜油位异常分析
运行与维护2020.5 电力系统装备丨103Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第5期2020 No.5储油柜是大型油浸式变压器必不可少的保护器件[1]。
在变压器运行过程中，起到容积补偿、油量补充、油气隔离、指示油量等重要作用[2]。
随着电力装备制造技术的不断革新，储油柜结构也发展出多种类型。
图1 储油柜结构分类其中，金属波纹管储油柜采用不锈钢波纹补偿技术，较隔膜式与胶囊式储油柜具有工作寿命长、无老化、抗破损、免维护等特点[3]，已在110~220 kV 变压器上得到了广泛运行。
但在生产实践中，传统意义上的外油式金属波纹管储油柜（即外油卧式储油柜）受各类因素影响，油位异常缺陷发生频率较高。
本文将对外油卧式储油柜的结构、油位异常缺陷原因进行分析，为外油卧式储油柜的运行检修提供经验参考。
1 外油卧式储油柜结构及工作原理1.1 外油卧式储油柜结构外油卧式储油柜的工作原理类似于胶囊式储油柜，不同之处在于其采用金属波纹管作为容积补偿元件和隔离密封元件。
如图2所示，外油卧式储油柜的金属波纹管呈横卧方式布置于柜体内，其一端为自由伸缩的活动端，通过滚轮与滑道配合进行伸缩，另一端与端板固定，从而实现金属波纹管内、外空间的隔离。
金属波纹管的内部为气室可通过呼吸管与大气连通，其外部（即储油柜柜体）为油室，通过主油管与变压器本体油箱连通，油室顶部连管为排气管，底部连管为注放油管。
滚轮柜体（油室）金属波纹管（气室）集污盒主油管活动端呼吸管端板排气管注放油管收紧装置拉带转角滑轮图2 外油卧式储油柜结构（拉带式油位计）外油卧式储油柜多采用拉带式油位计或并磁翻转式油位计[4]，仅部分早期产品采用指针式油位表[5]。
以图2所示的拉带式油位计为例，其拉带一端固定在金属波纹管的活动端，另一端通过转角滑轮连接并固定于端板处的收紧装置。
当金属波纹管发生水平伸缩变化时，油位观察窗内的拉带在收紧装置作用下，呈现垂直升降变化，并通过拉带上的油位示数反映当前油位。
变压器金属波纹管式储油柜假油位分析及处理
第28卷2020年第4期农村电工作为变压器的重要附件，储油柜可对变压器本体的绝缘油进行容积补偿，并且能够实现绝缘油与外界空气的隔绝，因此其工作状况对变压器的安全运行具有极其重要的影响。
我国电力系统中目前使用的储油柜主要包括3种：胶囊式储油柜、隔膜式储油柜及金属波纹管式储油柜，金属波纹管式储油柜有诸多优势，开始逐步替代其他2种储油柜。
金属波纹管式储油柜分为内油式和外油式2种，其中外油式金属波纹管式储油柜在运行过程中可能会出现假油位故障，进而导致运检人员难以判断储油柜的真实运行油位，影响变压器的安全运行。
引发外油式金属波纹管式储油柜假油位故障的原因多种多样，为了探究假油位故障出现的内部机理并针对原因提出行之有效的解决措施，本文针对外油式金属波纹管式储油柜假油位故障开展了深入的分析和研究。
1外油式金属波纹管式储油柜结构及工作原理分析外油式金属波纹管式储油柜的金属波纹管与外界相连，储油柜内的绝缘油充满波纹管与储油柜箱体之间，通过波纹管与空气的连通实现内部绝缘油的体积补偿。
由图1所示的外油式金属波纹管式储油柜示意图可知，外油式金属波纹管式储油柜中波纹管完全被绝缘油浸润，波纹管远离油位计一侧底部接头通过连杆与油位计实现机械连接，波纹管体积变化时会带动连杆动作从而在油位计上体现，将储油柜内部的油位实现可视化的展示。
波纹管由不锈钢薄板制成，外油式金属波纹管式储油柜与胶囊式储油柜类似，可看作使用金属波纹管代替胶囊的作用；尽管金属波纹管的使用寿命较长，但由于其在储油柜内做横向运动，易受储油柜箱体内壁的干扰产生卡涩等情况，进而引起错油位和假油位等故障。
2假油位故障原因分析正常运行的外油式金属波纹管式储油柜内部为充满绝缘油的状态，但在检修维护中受到各种因素的影响会导致其出现假油位故障，本章总结归纳了两类导致假油位故障的原因并进行了分析。
2.1注油工艺不合格在注油过程中，若操作工艺不合格会造成储油柜油位指示过高。
外油式金属波纹管式储油柜注油一般采用半真空注油方式进行，标准注油流程可分为3个步骤。
对变压器纵向伸缩和横向伸缩波纹膨胀储油柜的分析
对变压器纵向伸缩和横向伸缩波纹膨胀储油柜的分析关建平(巴彦淖尔电业局,内蒙古临河 015000) 摘 要:目前变压器金属波纹储油柜分为纵向伸缩式和横向伸缩式,在运行中对两种不同结构的储油柜进行对比,分析其优缺点,在运行中针对项目加强巡视,避免变压器发生故障。
关键词:波纹储油柜;纵向;横向;分析 中图分类号:T M 41 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0079—01 目前电力行业老式大容量变压器使用传统的橡胶囊式和橡胶隔膜式储油柜,这类储油柜存在许多弊端。
比如密封线长、橡胶老化、产生龟裂及吸湿器硅胶不及时更换等造成变压器与空气隔绝性降低;油介损增大、绝缘强度下降、经常渗漏油,对供电的安全性、可靠性产生极大的影响。
渗漏油问题也直接影响了变电站管理的达标,多数电业局每年要为变压器的检修投入大量人力和资金。
波纹膨胀储油柜,从根本上解决了渗漏油问题,实现了全密封免维护,其工作寿命长、灵敏度高、补偿量大,波纹膨胀管采用不锈钢材料。
波纹膨胀储油柜适用于各电压等级及容量的油浸式电力变压器及其它电力设备,其作用是用以补偿变压器油由于温度变化而膨胀、收缩产生的容积变化,同时将绝缘油与空气和水份隔离,防止绝缘油吸湿氧化。
对维护变压器的正常运行起着重要的保护作用,是大型油浸式变压器必备的保护性器件。
1 对两种不同结构波纹膨胀储油柜的分析目前使用的有纵向伸缩波纹膨胀储油柜和横向伸缩波纹膨胀储油柜,这两种储油柜均实现了变压器油与空气隔离,在现场使用中较为方便,但在运行中都存在一些问题。
1.1 纵向伸缩波纹膨胀储油柜纵向伸缩波纹膨胀储油柜是由储油柜波纹弹性体、外壳、注油管、排气管、软联接管及油位指示针等组成。
其外形及内腔波纹弹性体均为跑道形,波纹弹性体为全不锈钢材料,结构为内油式。
外壳用来防尘防雨,保护膨胀体之用,不与油直接接触。
在储油柜外壳上开有观察窗,可直观地监测油位情况。
在油腔下方安装有三通体,接软联接管及注油管路。
金属波纹储油柜油位指示问题的分析及优化措施探究
金属波纹储油柜油位指示问题的分析及优化措施探究发布时间：2021-02-19T09:14:50.610Z 来源：《电力设备》2020年第31期作者：黄鑫胡林郑荣锋[导读] 摘要：目前，一些大型的电抗器以及变压器使用的就是金属波纹储油柜，金属自身具有的良好作用，可以防止油被燃烧等情况的发生。
（国网四川省电力公司成都供电公司）摘要：目前，一些大型的电抗器以及变压器使用的就是金属波纹储油柜，金属自身具有的良好作用，可以防止油被燃烧等情况的发生。
储油柜必须具备稳定可靠的密封性，可以确保电抗器以及电力变压器的安全运转。
文章全面描述了某水电站电抗器的储油柜油位产生的一起故障，并且对故障出现的原因与解决方式进行了研究分析，根据储油柜的破损检测情况提出了相关措施。
关键词：金属波纹储油柜；油位指示；结构引言油浸变压器属于变电站以及输变电线路的主要部分，具有电压有效转化的功能，它的稳定持续运行受到了极大的重视。
组成变压器的关键部分为储油柜，其作用为变压器的绝缘油随着温度的逐渐上升或者下降时对它提供容积的补偿，同时还具备绝缘油和空气进行隔绝的功能[1]。
其中，金属波纹储油柜具有全密封、免维护以及稳定可靠等一系列的优势，现如今，已经获得了各种变压器厂以及相关使用者的普遍认同，在电力系统中具有广泛的运用。
然而，现场也经常会出现储油柜油位的指示不明确、油位结构的严重破损等多种问题，从而引发夏天缺油而冬天就要大量补油的情况，给储油柜以及变压器的有效运行维护带来了较大的潜在危险。
笔者层解决某个风电场项目的储油柜产生的问题，在冬天，在产生油位较低的问题后进行补油，到了夏天，油位会较高从而引发了高油位的报警现象，同时也会产生变压器由于压力的释放而喷油[2]。
该储油柜自身存在的问题给现场设施的稳定运行带来了较大的影响。
通过在现场进行全面的分析处理，我们发现，储油柜的油位指示具有明显的误差，导致绝缘油灌入过或者不足。
通过对金属波纹储油柜存在的指示缺陷进行了深入的分析，并且提出了相应的优化措施。
金属波纹储油柜应用过程中存在的问题分析及对策
ZhuangbeiyingyongyuYanjiu ♦装备应用与研究金属波纹储油柜应用过程中存在的问题分析及对策贾柯(沈阳方达电力设备有限公司，辽宁沈阳110001)摘要:介绍了金属波纹储油柜的工作原理，对其运行过程中遇到的问题进行了分析，提出了应对措施，最后阐述了运行中的注意事 项，对相关人员有一定的参考和借鉴 ％关键词:储油柜;冋题;对0引言储油柜是油 压器 要的 部分。
其对于变压器的作用主要有以下3点$1)可以对变压器内部油由于温 的体积变化进行补偿&2)在变压器内部油出现 漏时"进行补充&3)'有效地隔离变压器内的油、空气、水分，防 压器内部油 ，防止油 湿 。
压器的储油柜主要 有3种:胶囊式、隔膜式、金属波纹管式。
胶囊式储油柜的主要缺点是 和容易开裂 。
隔膜式储油柜在现场应用中容易出现渗油和橡胶 破损。
金属波纹管式储油柜的维护量小，同时使用寿命比前两 ，较前 ，应用较为广泛。
1金属波纹储油柜工作原理波纹管式储油柜的气囊与大气 ，变压器油存在于储油柜壳体内侧与波纹管外侧 的空间。
气囊采用超 的不锈钢材质，波纹管左 动，右端为 ，固定在储油柜 的端板上。
波纹管在右 置呼 与外部空气连，波纹管内部均为空气。
当变压器油温发 ，变压器油的体积发 ，从而导致金属波纹管 伸缩，油腔的空发生改变，实现对变压器油体 的补偿。
金属波纹储油柜结构 1所示。
图1金属波纹储油柜结构及组成2金属波纹储油柜运行中存在的问题及对策压器内部的故障使得油温升高。
随着油温的升 高主变油 升高，如果主变压力释放阀动 样 造成主的油位升高"使波 芯体在较短的 受较高的油压冲击，从而造 形损坏。
（2)在安装主 前对变压器充油过多，储油柜内油量过多，大于波 芯体的膨胀极限，会使波 芯体 形 损坏。
主变的制造厂家在 出厂之前要进行储油柜的气 验，在试验 ：中如果注油量 将会超过波 芯体的承受极限，从而出现变形损坏。
油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分析(一)
油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分析(一)1事故情况2005-02-26T15:30，110kV官家山变电站110kV2号主变储油柜对外喷油，冷却器风扇未起动，变压器油温65℃，主变在运行状态。
维护人员于17:50到达现场，此时110kV2号主变冷却器风扇已强行起动，主变上层油温53℃。
停电后维护人员对现场进行了检查，检查结果变压器无保护信号，也没发油位过高信号。
对主变储油柜检查中发现，因油膨胀使波纹片升高，导致储油柜内金属膨胀波纹片保护泄油阀密封阀片与储油柜柜壳顶部挤压破损而泄油，变压器本体上部平面、高压瓷套、地面上均有大量喷泄油迹，储油柜油位指示在18℃刻线附近。
此变压器是2004年12月安装投运的，型号为SFSZ10-50000/GYW，绝缘油总量21945kg，冷却方式为ONAN/ONAFTO/100％。
膨胀储油柜的型号为BP1a-IIIb，总容积1420L，外柜外形尺寸为3240mm×950mm×1200mm。
2原因分析经检查核实该主变无保护动作信号，取油样进行分析没有发现异常，可排除主变内部故障。
与厂方技术人员咨询后，综合分析认为有3种可能性。
2.1膨胀储油柜设计选型方面根据定货技术协议，厂方设计选型上该主变运行最高环境温度为+35℃，最低环境温度为－5℃。
通过计算公式1]得：V=f×G/g，其中f=a(Δt+t)，式中：V—补偿容积(L)；f—变压器油体积补偿参数；G—变压器油的总质量(kg)；g—变压器油的密度，g=0.9(kg/L)；a—变压器油的热膨胀系数a=0.0007；Δt—变压器使用地区最高和最低温差值；t—变压器平均温升，t=40，由此，f=0.0007×35-(-5)+40]=0.056，V=0.056×21945/0.9=1365(L)。
从变压器制造厂选用的储油柜型号上来看，可以看出选择的BP1a-Ⅲ型储油柜总容积1420L大于此型变压器所需膨胀补偿容积，选型应没问题。
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油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分析(通用版)
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油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分
析(通用版)
1事故情况
2005-02-26T15:30，110kV官家山变电站110kV2号主变储油柜对外喷油，冷却器风扇未起动，变压器油温65℃，主变在运行状态。
维护人员于17:50到达现场，此时110kV2号主变冷却器风扇已强行起动，主变上层油温53℃。
停电后维护人员对现场进行了检查，检查结果变压器无保护信号，也没发油位过高信号。
对主变储油柜检查中发现，因油膨胀使波纹片升高，导致储油柜内金属膨胀波纹片保护泄油阀密封阀片与储油柜柜壳顶部挤压破损而泄油，变压器本体上部平面、高压瓷套、地面上均有大量喷泄油迹，储油柜油位指示在18℃刻线附近。
此变压器是2004年12月安装投运的，型号为SFSZ10-50000/GYW，绝缘油总量21945kg，冷却方式为
ONAN/ONAFTO/100％。
膨胀储油柜的型号为BP1a-IIIb，总容积1420L，外柜外形尺寸为3240mm×950mm×1200mm。
2原因分析
经检查核实该主变无保护动作信号，取油样进行分析没有发现异常，可排除主变内部故障。
与厂方技术人员咨询后，综合分析认为有3种可能性。
2.1膨胀储油柜设计选型方面
根据定货技术协议，厂方设计选型上该主变运行最高环境温度为+35℃，最低环境温度为－5℃。
通过计算公式[1]得：V=f×G/g，其中f=a(Δt+t)，
式中：V—补偿容积(L)；
f—变压器油体积补偿参数；
G—变压器油的总质量(kg)；
g—变压器油的密度，g=0.9(kg/L)；
a—变压器油的热膨胀系数a=0.0007；
Δt—变压器使用地区最高和最低温差值；
t—变压器平均温升，t=40，由此，
f=0.0007×[35-(-5)+40]=0.056，
V=0.056×21945/0.9=1365(L)。
从变压器制造厂选用的储油柜型号上来看，可以看出选择的BP1a-Ⅲ型储油柜总容积1420L大于此型变压器所需膨胀补偿容积，选型应没问题。
然而从储油柜内所选用的金属波纹片的片数上来看，按照计算公式[1]：
n=V/v，
其中：n—金属波纹片数；
V—补偿容积；
v—单波有效容积，根据制造厂资料，v=26.3(L)，由此，
n＝1365/26.3≈52
根据此变压器用油量的膨胀补偿容积至少应采用52片金属波纹片，而实际只用了46片，少了6片波纹片，实际可膨胀容积只有46×26.3＝1209.8(L)。
此台变压器储油柜喷油是因为泄油阀已经被挤
压使保护阀片破损造成喷油的，这说明变压器油膨胀体积已经大于金属膨胀器容积了，储油柜的实际补偿容积不够是此次喷油故障的一个因素。
但从现场喷油量来看，这一因素还不致造成如此大量喷油的，所以实际补偿容积不够还不是造成喷油的主要原因。
2.2安装时变压器的注入油量方面
检修人员在安装注油时，变压器本体滤油工作刚好完毕，油温在25℃左右，变压器膨胀储油柜补充注入油的油温为60℃左右，注入的油位在30℃刻线上，油冷却后油位还会有所下降。
油温与环境温度(18℃)平衡后油位指示在20℃刻线上。
如果按本体油温25℃上升到65℃(喷油时值班员观察到的油温)进行计算，它的膨胀体积为：
△V＝a×△ｔ×G/ｇ
＝0.0007×40×21945/0.9
＝682.7(L)，
此体积膨胀量只占膨胀器容积的一半。
安装人员安装时注入的油位为20℃刻度线，相当于总油位的
1/3(403L)，温度升高到65℃时的波纹片内储油量应为682.7+403=1085.7(L)，此储油量小于波纹片实际容量1209.8(L)，应不会造成喷油现象。
2.3运行油温过高及二次保护方面
运行油温要达到多少才能把保护泄油阀撞开呢？安装时所加油位为20℃刻线，相当于总油位的1/3，这样要使保护泄油阀被撞开的膨胀容积必须大于总容积的2/3。
由：ΔV＝a×Δt×G/g，得：
Δt＝ΔV×g/(a×G)
＝806.8×0.9/(0.0007×21945)＝47℃。
这就说明要使储油柜泄油阀被撞开，油温变化必须大于47℃，可得出变压器从初始油温25℃到当时的运行油温必须要大于72℃，才可能出现这种大量的喷油现象。
是什么原因造成油温持续升高而风扇电机未起动呢？为什么储油柜喷油前未发油位过高信号呢？对主变冷控箱的检查中发现温控起动风扇数值虽设为45℃，但风扇电机起动接触器线圈的接线松动脱出，造成了冷却器风扇失效，油温
持续升高；对储油柜检查中还发现，油位过高行程开关不能可靠断、合，造成了未发油位过高信号，使值班员失去了监控。
由此可看出，造成油温持续升高的原因是二次保护失效，而造成储油柜保护泄油阀喷油的直接原因就在于此。
3对策
(1)建议设计选型时放大储油柜的膨胀余量，多增加储油柜金属波纹片的数量，以增加油膨胀的缓冲容积。
(2)对变压器注油时应充分考虑到注入油的油温及环境温度对油位的影响，合理注入到适当油位，油温与环境温度平衡后实际油位应基本符合环境温度下的油位。
以避免运行中油温异常升高时油膨胀量大于储油柜容量而出现类似情况。
(3)改造主变冷却器风扇电机启动回路，增强可靠性，增加相应监测设施，保障风扇起动回路的畅通。
增加油位异常报警信号行程开关为2个并联接入，任何一个接通都能发出异常信号。
油温监测仪应能引到值班员便于观察的位置。
(4)对于主变压器，值班员应加强巡视，发现异常及时处理。
发
现类似情况，值班员应根据实际情况强行起动风扇电机，以避免油温持续升高。
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