油浸式變壓器新型呼吸器的研制與運用

阮叔軒，董康為，邱 洋

（國網咸寧供電公司，湖北 咸寧 437100）

0 引 言

變壓器呼吸器又名變壓器吸濕器，是一種裝有變色硅膠等吸濕劑材料的玻璃容器。它的作用是當變壓器受熱膨脹時，呼出變壓器油枕膠囊中多余的空氣；當變壓器油溫降低收縮時，吸入外部空氣，使儲油杯里的變壓器油過濾外部空氣，然后硅膠將沒有過濾去的水份吸收，使變壓器內部的變壓器油不受外部空氣中水份的侵入，使其含水量始終處于標準范圍，以免變壓器受潮，保證變壓器油的絕緣強度。

由于呼吸器一般暴露于室外，運行環境惡劣，經過長時間運行會發生硅膠潮解變色。因此，需要不定期對呼吸器內的硅膠進行更換處理。現場運行中，一旦變壓器油受潮且長期不換，會導致變壓器油絕緣降低，變壓器內部發生故障，從而影響其他帶電線路的安全、可靠及穩定運行[1]。

1 新型變壓器呼吸器的研制

1.1 裝置的研制背景

變壓器硅膠更換業務原屬于變電檢修專業的范疇。公司推進變電運維一體化后，更換業務交由變電運維專業進行管理。公司運維班組接手工作后，在更換變壓器硅膠過程中發現，拆裝呼吸器耗時長，造成潮氣進入時間長，影響了硅膠使用周期和變壓器絕緣油的絕緣強度。該班組針對設備隱患，圍繞《電力變壓器運行規程》《變電站現場運行規程》及現場實際情況，展開現狀調査，并根據調查結果進行分析，在確定主要原因后，對變壓器呼吸器進行技術改進，縮短了更換硅膠時間，消除了設備隱患。

現場呼吸器維護工作中主要存在四種問題。

第一，更換時間長。根據作業指導書，主變更換硅膠必需將呼吸器從設備上拆下來進行新舊硅膠的更換工作再回裝，因為有的呼吸器裝在主變本體上部，作業空間狹小，拆卸四個固定呼吸器螺栓費時費力，致使拆下呼吸器時間延長，造成潮氣直接進入時間長，影響了硅膠的使用周期和變壓器絕緣油的絕緣強度。如何改進呼吸器的拆裝方法，縮短硅膠更換時間，是急待解決的問題。查閱某供電公司所轄變電站雖有主變硅膠更換作業指導卡，但因設備廠家不一，呼吸器種類繁多，拆裝方法不一樣，安裝高度不同，使用的作業指導書不能全面概括。

第二，硅膠的裝入量占呼吸器容積的2/3為宜。當硅膠變色部分占到整體的1/3以上時，需及時進行更換。根據現行國家電網公司狀態檢修規定，硅膠變色為2/3時，變壓器設備確認為異常狀態。

第三，油杯內絕緣油高度應高于油管最下端，可以起到密封除塵的作用。油杯絕緣油不得超過油標指示的最高刻度，否則會造成呼吸孔塞堵塞，使呼吸器無法正常呼氣。

第四，呼吸器的密封性必須良好。硅膠變色由底部開始變色，如上部顏色發生變色，則說明呼吸器密封性不嚴。為保證呼吸器正常運行，要及時調整呼吸器密封性[4]。

因此，必須通過改進呼吸器的結構和原有拆裝方法，針對性地來解決現場問題。

1.2 裝置的技術方案

公司基層班組運維人員成立技術攻關小組，開展現狀調查和原因分析，結合生產實際，改進呼吸器結構，不動法蘭螺栓，從下部抽出呼吸器。通過設計圖紙優化呼吸器結構、選擇材料及修編新的作業指導書等工作步驟，解決了常規呼吸器現場維護的問題。

1.2.1 改造呼吸器結構

本實用新型的目的在于提供一種油浸式變壓器用的新型呼吸器，更換硅膠用時短。為實現上述目的，采用的實用新型技術方案如下[2]：一種油浸式變壓器用的新型呼吸器。它包括上蓋、穿芯螺桿、玻璃管、下蓋、小油杯及大油杯。上蓋的上部為法蘭，法蘭上螺紋連接有4個用于和變壓器相連的螺桿。玻璃管位于上蓋與下蓋之間，玻璃管的上端與上蓋之間設有第一墊圈，玻璃管的下端與下蓋之間設有第二墊圈。上蓋上設有第一孔，第一孔與玻璃管相通；下蓋的中心部位設有第二通孔，下蓋上設有第二孔，第二孔與小油杯相通。小油杯和大油杯位于下蓋的下方，小油杯位于大油杯內，小油杯的上端與下蓋之間設有第三墊圈。小油杯的油杯底板上設有第四孔，第四孔與大油杯相通。小油杯的油杯底板中心部位設有第一通孔，大油杯的上端部與下蓋相連，特征在于上蓋的中心部位設有第三通孔，第三通孔處的上蓋上固定有第三螺母，穿芯螺桿的上端穿過上蓋上的第三通孔后旋過第三螺母，穿芯螺桿的下端部依次穿過下蓋上的第二通孔、小油杯上的第一通孔，穿芯螺桿上旋有第一螺母、第二螺母，第一螺母位于小油杯的下方，第二螺母位于下蓋的下方，且第二螺母位于小油杯內，所述的穿芯螺桿上套有導向管，導向管的上部位于玻璃管內，導向管的下端穿過下蓋上的第二通孔后擱置在第二螺母上。所述的導向管的下端與第二螺母之間設有第四墊圈、平墊。效果是將呼吸器的上蓋的四個螺桿拆卸及安裝，節約了17 min，使平均更換硅膠用時由原來的40 min縮短為23 min。

新型變壓器呼吸器結構設計如圖1、圖2、圖3和圖4所示。

新型呼吸器的結構特點有以下四個方面。

（1）增加一枚螺帽1，并將穿芯螺桿3固定在呼吸器上蓋2上，目的是在拆卸呼吸器時不用拆卸連接法蘭的四根螺栓和穿芯螺桿3，節約時間成本。

（2）在呼吸器下蓋8軸心增加一導向管5，目的是安裝呼吸器時穿芯螺桿5能順利穿過硅膠。

（3）在導向管5底部增加密封墊14及平墊15，從而保證了空氣只穿過硅膠，增加了氣密性，提高了安全可靠性。

（4）改進油封結構。安裝新型主變呼吸器時，不需要拆除油杯，節約時間，簡單易行。

圖1 本實用新型呼吸器的結構示意圖

圖2 呼吸器下蓋俯視圖及仰視圖

圖3 呼吸器上蓋俯視圖及剖視圖

1.2.2 修編新的標準化作業指導書

修編新的標準化作業指導書[3]，如表1所示。

2 現場應用

經過對班組運維人員開展新型變壓器呼吸器的安裝培訓，根據公司硅膠更換周期及硅膠變色情況，在該班組所管轄變電站安裝了部分新型呼吸器。經檢驗表明，該套新型呼吸器操作簡單，具有良好的經濟性和實用性。

圖4 呼吸器改造前后對比圖

新型變壓器呼吸器更換簡單，呼吸器硅膠和變壓器油更換時間大幅縮短，如表2所示。

3 結 論

新型變壓器呼吸器經過現場多次使用，便捷性、安全性及可操作性得到了上級相關部門的認可，經濟效果以一次性投資解決了主變硅膠更換時間過長的問題，提高了運維工作效率，有效保證了變壓器油的絕緣強度，從而為主變安全穩定運行保駕護航。

表1 更換主變硅膠標準化作業指導書

表2 改造前后拆除時間對比圖