田瑞敏，田海波，孟祥海

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司，山西晉城 048000）

0 引言

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中的含油設(shè)備越來越多。含油設(shè)備由于密封件老化、產(chǎn)品制造工藝不良、焊縫開裂等原因，經(jīng)常出現(xiàn)絕緣油滲漏的故障。當(dāng)含油設(shè)備處于低油位運(yùn)行時(shí)，會(huì)影響設(shè)備散熱，加速絕緣老化，引起絕緣性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成絕緣擊穿等設(shè)備故障。根據(jù)DL/T 727—2013《互感器運(yùn)行檢修指導(dǎo)》的要求，工作人員必須及時(shí)對(duì)其補(bǔ)油至正常油位水平，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

新型便攜成套高壓設(shè)備無線電動(dòng)注油裝置輕便靈活、操作簡(jiǎn)單、安全可靠，有效解決了傳統(tǒng)高壓含油設(shè)備諸多痛點(diǎn)，優(yōu)化了注油工作流程，提升了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)提升供電可靠性具有重要的意義。

1 新型注油組合裝置的研究背景

油浸式電流互感器金屬膨脹器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，會(huì)出現(xiàn)少量的油耗或因滲漏油產(chǎn)生缺油現(xiàn)象，需適時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)油，使其油位達(dá)到正常范圍。由于波紋膨脹器是一種彈性裝置，具有回縮能力，注油時(shí)膨脹器處于有壓力的狀態(tài)，加上油浸式電流互感器的膨脹器位置較高，所以常規(guī)注油需用吊車與人力拉伸的方式將膨脹器拉伸，然后再對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)油。

帶電區(qū)域內(nèi)使用吊車存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，為安全起吊，需將注油設(shè)備上方的母線或相鄰帶電間隔陪停，嚴(yán)重影響供電可靠性。同時(shí)，人力拉伸易出現(xiàn)膨脹器回彈，造成噴油現(xiàn)象。傳統(tǒng)的注油裝置體積笨重，需外接電源，使用煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

針對(duì)高壓含油設(shè)備補(bǔ)油作業(yè)存在的問題，本文提出一種新型便攜成套高壓設(shè)備無線電動(dòng)注油裝置。

2 新型注油組合裝置的結(jié)構(gòu)與原理

根據(jù)電流互感器注油工作“先拉伸后注油”的流程，設(shè)計(jì)注油組合裝置方案為：設(shè)計(jì)一種金屬膨脹器拉伸專用工具，將膨脹器拉伸點(diǎn)作為施力點(diǎn)，金屬法蘭作為著力點(diǎn)，通過操作工具實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹器的拉伸；設(shè)計(jì)一種智能注油組合裝置，通過微型泵抽注油，電池提供動(dòng)力源，油經(jīng)管路注入設(shè)備。兩部分相互配合，實(shí)現(xiàn)小型化、輕量式、可控化注油。新型注油組合裝置如圖1所示。

圖1 新型注油組合裝置示意圖

2.1 專用拉伸裝置的結(jié)構(gòu)

油浸式電流互感器注油前，需要將金屬膨脹器進(jìn)行拉伸、自保持。針對(duì)拉伸、自保持難的問題，本文提出一種可拆卸門型架構(gòu)拉伸方案。該裝置主要包括3部分：承力梁、提升模塊與固定底座，如圖2所示。

圖2 金屬膨脹器拉伸專用裝置

將金屬膨脹器拉伸專用裝置的2個(gè)底座通過螺栓螺母固定在金屬膨脹器的底座上，再將短螺栓穿過承力梁上的中間長(zhǎng)通孔與金屬膨脹器頂部的吊耳用螺栓螺母固定，然后用套筒扳手旋轉(zhuǎn)2根長(zhǎng)螺桿，通過螺桿和螺母之間的配合，產(chǎn)生一個(gè)軸向力，螺桿不動(dòng)，螺母會(huì)帶動(dòng)2個(gè)支撐板同時(shí)提高，從而拉伸膨脹器。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的尺寸，進(jìn)行三維建模。先采購(gòu)合格的6 mm Q235b碳素扁鋼、規(guī)格為∠40 mm×40 mm×4 mm的L型角鋼，所購(gòu)材料長(zhǎng)度均為600 cm，不銹鋼鋼板厚1 mm；再按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)承力梁、提升螺母、固定支架進(jìn)行制作，完成后對(duì)其進(jìn)行尺寸測(cè)量，尺寸誤差控制在1%以內(nèi)；最后進(jìn)行承重試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

為實(shí)現(xiàn)注油裝置小型化、輕量化，本文提出一種便攜無線電動(dòng)注油裝置的方案。該裝置主要由微型油泵、控制單元、開關(guān)式磁力底座、電源模塊組成，如圖3所示。

圖3 注油裝置結(jié)構(gòu)示意圖

注油裝置的核心部件是油泵，在滿足流量、揚(yáng)程、吸程、輸送介質(zhì)的前提下，還需滿足可調(diào)速、體積小的要求。采用抗腐蝕、可調(diào)速微型合金齒輪泵，并加裝微型過濾嘴，提升了注油的安全性；加裝調(diào)速模塊，實(shí)現(xiàn)注油的可控性。微型泵在無刷霍爾電機(jī)的基礎(chǔ)上，將控制器內(nèi)置于一體，不僅大大減小了泵的體積，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)可調(diào)速功能。配置鋰電池，有效擺脫電源線的束縛；設(shè)計(jì)磁力底座，可以吸附在設(shè)備上，解放作業(yè)人員，使其安全性得到提升。

采用抗腐蝕微型油泵，其電機(jī)在無刷霍爾電機(jī)的基礎(chǔ)上，將控制器內(nèi)置于一體。工作時(shí)只需給其提供0～5 V的直流信號(hào)，便可控制泵的壓力和流量從0到最大的變化。

2.2 新型注油裝置工作原理

準(zhǔn)備注油時(shí)，打開固定電磁鐵5的開關(guān)，將便攜無線電動(dòng)注油裝置吸附到高壓含油設(shè)備的外殼上，將微型油泵2的抽油口7通過耐油硅膠軟管與儲(chǔ)油桶相連，出油口8通過耐腐蝕的聚四氟乙烯管和注油轉(zhuǎn)接頭10與高壓含油設(shè)備相連。打開注油開關(guān)，便可實(shí)現(xiàn)小型化、輕量式、可控式注油。圖4為其三維示意圖。

圖4 無線電動(dòng)注油裝置三維圖

3 新型注油組合裝置的實(shí)際應(yīng)用

3.1 新型注油組合裝置應(yīng)用情況

2019年4月，工作人員對(duì)膨脹器專用拉伸工具進(jìn)行試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)拆卸不用的互感器膨脹器進(jìn)行了試驗(yàn)，2人可快速將膨脹器進(jìn)行拉伸，省時(shí)省力，極大地提高了工作效率，同時(shí)也避免了以往人力拉伸易噴油的現(xiàn)象。

2019年4月，工作人員將無線注油裝置進(jìn)行制作，并進(jìn)行抽油模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表1可知，無線注油裝置可快速實(shí)現(xiàn)注油，避免了長(zhǎng)時(shí)間高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；使用可充電的鋰電池模塊，擺脫了電源線的束縛，一鍵啟動(dòng)、小巧便攜，可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)注油過程，極大地減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。2019年5月至今，新型便攜成套高壓設(shè)備無線電動(dòng)注油裝置使用后，累計(jì)加油CT數(shù)量24臺(tái)，累計(jì)出工57人，每臺(tái)互感器補(bǔ)油作業(yè)時(shí)只需人數(shù)3人。各個(gè)站的使用情況見表2。

表1 無線注油裝置試驗(yàn)結(jié)果

表2 電流互感器組合工具補(bǔ)油工作統(tǒng)計(jì)表

便攜式無線電動(dòng)注油裝置在多個(gè)220 kV變電站進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，注油時(shí)間由原先的6人操作平均注油時(shí)間3 h，降低至2人操作平均注油時(shí)間1 h，工作效率得到顯著提高。

采用專用壓力釋放裝置，實(shí)現(xiàn)了高效、安全、輕便地釋放膨脹器的收縮壓力；采用便攜無線電動(dòng)注油裝置，配置了鋰電池，擺脫了電源線的束縛，具有較強(qiáng)的靈活性；采用磁力底座能夠強(qiáng)力吸附于鐵磁架構(gòu)，保證注油過程注油模塊的穩(wěn)定；采用調(diào)速模塊，實(shí)現(xiàn)可控注油效果；壓力釋放和電動(dòng)注油可互為表里，有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而能夠完成小型化、輕量式、可控式注油。

3.2 新型注油組合裝置推廣情況及取得的效益

3.2.1 推廣情況

2019年5月，工作人員應(yīng)用本產(chǎn)品對(duì)110 kV油浸式CT進(jìn)行注油工作實(shí)現(xiàn)了靈活高效、安全穩(wěn)定、輕便可控地注油效果；壓力釋放裝置和電動(dòng)注油裝置有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而能夠完成小型化、輕量式、可控式注油。

2019年5月至今，新型注油組合裝置逐步應(yīng)用于晉城地區(qū)多個(gè)220 kV、110 kV、35 kV變電站，使用效果良好，全面達(dá)到了預(yù)期的注油效果。隨后與廠家合作，已完成小批量生產(chǎn)，并在國(guó)網(wǎng)山西省電力公司及直屬單位范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，孵化轉(zhuǎn)化。

3.2.2 取得的效益

組合裝置的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在降低人工成本和高空作業(yè)租賃成本，以及減少停電損失等方面。減少停電時(shí)間和停電范圍，不僅能獲得經(jīng)濟(jì)效益，還能提升企業(yè)形象、服務(wù)水平及客戶滿意度等，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

組合裝置使用覆蓋范圍廣，可應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)的注油工作，具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣使用價(jià)值。例如，升降車、長(zhǎng)途運(yùn)輸車，都裝有備用油箱。通過使用該裝置，可實(shí)現(xiàn)從備用油箱向主油箱注油的工作。截至目前，已完成多家其他行業(yè)的推廣工作，并簽訂產(chǎn)品供銷合同。

4 結(jié)束語

通過使用專用拉伸工具，實(shí)現(xiàn)了金屬膨脹器可控化拉伸并自保持；電動(dòng)注油裝置配置了鋰電池，擺脫了電源線的束縛，具有較強(qiáng)的靈活性；開關(guān)式磁力底座將注油裝置吸附于鐵磁架構(gòu)，保證注油作業(yè)的穩(wěn)定性。拉伸專用工具與電動(dòng)注油裝置有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化、可控化注油，對(duì)電流互感器注油工作具有較強(qiáng)的借鑒意義。