一種新型變壓器呼吸器的研制與應用

摘 要：文章分析了變壓器呼吸器存在的維護作業時間長、密封不到位等問題。介紹了一種新型呼吸器的研發思路、結構優化和應用特點。現場應用表明，該套新型呼吸器安裝簡單、操作輕巧、更換靈活、實用性強，工作效率高、作業質量優，具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：主變壓器；呼吸器；結構優化；維護作業

1 概述

呼吸器是主變壓器一個附屬安全保護裝置，是變壓器油枕氣室與外界氣體交換的必經屏障，內部填充有吸附劑如硅膠式活性氧化鋁[1]。呼吸器主要有兩個方面功能。一是使變壓器器身內空氣與外界聯通。變壓器運行時，升溫油體積膨脹，呼出內部氣體；變壓器降溫，油體積收縮，吸入外部空氣，保持器身內外氣壓相等。二是通過呼吸器內裝吸附劑（干燥劑）吸收空氣水分；防止潮濕空氣直接進入油枕，降低或破壞油絕緣強度。當變壓器溫度降低油位下降，變壓器通過呼吸器吸入氣體，氣體先經過油封，即裝有變壓器油的油杯。油封過濾掉空氣中灰塵雜質，變成純凈氣體。

由于呼吸器一般暴露于室外，運行環境惡劣；經過長時間運行，發生硅膠潮解變色，因此需要不定期對呼吸器內的硅膠進行更換處理[2]。現場運行中，變壓器呼吸器應加強巡視檢查，重點是硅膠狀況、油封油位油色、閥門位置等。硅膠失效及油封油位過低不利于潔凈干燥空氣，可能導致油質劣化。另外，呼吸器堵塞會造成內部負壓，嚴重時造成主變本體大量進氣，引起油面降低，導致瓦斯保護動作，造成主變跳閘[3]。

2 新型變壓器呼吸器的研制

2.1 裝置的研制背景

常規呼吸器硅膠未吸濕前，呈藍色，色澤鮮艷，便于觀察。硅膠吸收足夠水分處于飽和狀態，變成粉紅色。大約半年左右時間，新更換硅膠受潮部分會達到整體三分之二，該更換。另外，油封中變壓器油因吸收水分及灰塵雜質等而飽和，不到1年時間會失去吸附性能，必須及時更換。當油杯油垢布滿油杯表面，看不清油位或堵塞呼吸器濾口，需馬上更換變壓器油，清潔油杯。更換呼吸器硅膠和油封變壓器油成為一項經常性的維護工作。

現場呼吸器維護工作中主要存在三種問題。一是更換時間長，更換吸附劑和變壓器油，需將呼吸器整體拆除，清潔、更換完再安裝，通常需要1～2小時。二是密封不到位，更換硅膠時，拆掉呼吸器后立即將呼吸管頭用干凈塑料紙或嶄新干燥毛巾包扎，防止潮氣進入。實際更換中，管頭必然有小段時間與空氣接觸，另外因包扎手法和材料等，密封常不到位。三是硅膠罐通常清潔不到位，清潔過程費時費力。

因此，有必要研制一種新型變壓器呼吸器，針對性地來解決這些現場問題。

2.2 裝置的技術方案

咸陽供電公司分析梳理問題，結合實際生產，開發研制了一套新型的變壓器呼吸器。通過采用改進聯接管路，優化呼吸器結構，研制專用清洗工具，配置硅膠橡膠皮囊等技術措施，有效解決了常規呼吸器維護的現場問題。

新型變壓器呼吸器結構示意圖見圖1。呼吸器的結構特點有以下五個方面。

一是在呼吸器與管頭聯接處加裝蝶形閥門，方便管頭關閉和導通。

二是在上法蘭中間層加裝一個過濾網。過濾網安裝鑲嵌油枕管路上、下法蘭中間，靠兩側半圓對接限位止釘緊固。在呼吸器更換維護時，過濾網限位止頂擰入。過濾空氣，防止外部氣流、潮氣反向流入油枕，確保密封效果。

三是在硅膠罐上端配置硅膠入口，下端配置硅膠出口。更換硅膠時，將硅膠出口打開，方便將內部硅膠排除。利用配套研發的微型壓力工具，利用干燥的99.99%氮氣將罐內硅膠、粉塵、潮氣等殘留物進行干燥沖洗處理。使用配套研發橡膠皮囊（所裝新鮮硅膠的量剛好是一次更換定量），將新鮮硅膠從入口灌入。加滿后，將入口密封。不用將呼吸器整體拆除和重新安裝，大大縮短了作業時間。

四是改進油封結構。在油杯上端設置進油孔，油杯下端設置排油孔；油杯內設置指示油位的油標。油杯中的油要適量，一般為油杯三分之一。油杯中油量過少，起不到過濾空氣的目的；若油量過多，變壓器向外呼氣時可能發生噴油現象。油杯中油標方便觀察油位狀況。另外，新油封結構在更換變壓器油時，不需要拆除油杯，節約時間，簡單易行。

五是變壓器呼吸器所有法蘭連接、硅膠出入口和油杯進出口均配置了“O”優質型密封圈固定在專用密封槽的方式；固定螺栓均采用蝴蝶栽絲方法，便于固定緊固和拆卸，提升了工作效率和效果。

3 現場應用

新型變壓器呼吸器在咸陽供電公司變電站進行試運行。現場運行結果表明，該套新型呼吸器，配合研發的微型壓力清洗工具和盛放硅膠的橡膠皮囊等專用配套工具，具有良好的經濟性和實用性。

新型變壓器呼吸器巡視簡單，油標可以清晰指示油位。采用頂端過濾網，呼吸器維護時，與油枕聯接管頭的密封效果好；呼吸器硅膠和變壓器油更換時間大幅縮短；專用工具大幅提升了清洗質量和效率。相比以前，不需要整體拆除和組裝，維護更換工藝簡單，作業更加操作靈活簡便。

4 結束語

新型變壓器呼吸器包括專用工具等一套裝置，具有安裝簡單、操作輕巧、更換靈活、實用性強、工作效率高、作業質量優等特點。試運行情況表明，新型呼吸器很好地完成了呼吸和吸附功能，確保了變壓器油的絕緣性能優良。新型的變壓器呼吸器提供了一種呼吸器優化改造的思路，給出了呼吸器更換和清洗的新方法；對規范變壓器附件的維護檢修，提升管理的科學化具有較強的借鑒指導意義。

參考文獻

[1]裴斌，趙連政.變壓器調壓器呼吸器漏油的異常分析[J].農村電氣化，2013（7）：21-22.

[2]周智剛，王慶，修學增.變壓器呼吸器暢通測試裝置的研制與應用[J].變壓器，2014（9）：35-37.

[3]檀英輝，姚文軍，李佩軍，等.500kV變壓器瓦斯保護誤動分析及整改[J].高壓電器，2012（3）：117-121.

作者簡介：白亞為（1970-），男，工程碩士，副教授，長期從事電力系統及其自動化方面的教學培訓和科研工作。