充油設備模擬取油樣、氣樣裝置的研究及應用

劉勇浩 何俊曄 陳子輝 萬志強

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529100）

0 引言

電力系統普遍使用的充油設備包括油浸式變壓器、油浸式電壓互感器、油浸式電流互感器等，油浸式變壓器瓦斯繼電器匯聚有氣體，這些設備裝配的油品或氣體須進行定期或故障取樣檢測，以發現充油設備的安全隱患。

目前，電網電氣試驗人員較多，由于培訓效果不佳導致他們對于變壓器本體取油閥、分接開關取樣閥、瓦斯繼電器取氣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型的設備部件外形結構及工作原理不熟悉，工作時容易導致設備損壞。

1 研究內容

1.1 目前存在的問題和風險

（1）取樣工作流程：開始→準備取樣工具→辦理工作票→交代工作任務及安全措施→取樣前準備→取樣→檢查取樣數量、質量及核對取樣記錄→取樣閥恢復原狀，并做檢查→收拾工器具，清理取樣現場→工作終結，結束工作票→結束。

（2）取樣工作安全風險：取樣工作安全風險評估表如表1所示。

表1 取樣工作安全風險評估表

1.2 解決思路

本項目提出研制一種充油設備模擬取油樣、氣樣裝置，作為電氣試驗取油樣和氣樣工作的培訓工具，其作用為便于電氣試驗人員對變壓器瓦斯繼電器、本體取油閥、分接開關取樣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型部件的外形結構及工作原理的學習，使其在實際操作中能順利取樣，避免因操作失誤導致的取樣失敗及設備損壞[1]。

2 技術關鍵及技術方案

2.1 技術關鍵點

2.1.1 一體化集成設計

該裝置模擬一個（變壓器、電壓互感器、電流互感器）油箱，把變壓器本體取油閥、分接開關取樣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型的取油閥全部安裝在該裝置上，這樣電氣試驗人員就可以對每個取油閥進行取油樣。

2.1.2 模擬裝置各部件的布置

裝置機身包括油枕、瓦斯繼電器、注射口兩個、小油管、呼吸器、本體取油口、腳輪、CT/PT取油口、排油口、進油口、油管及油泵。同時幾大取樣裝置均集成安裝在機身處，能使操作人員一次性完成所有取樣的操作。

2.1.3 連接及瓦斯繼電器的模擬設計

連接瓦斯繼電器的油管配置輕瓦斯動作的氣體注射口及重瓦斯動作的氣體注射口，既能通過注射器注射氣體進入到瓦斯繼電器內，使輕瓦斯動作，防止漏油；同時啟動小油泵，可使重瓦斯動作，模擬故障取氣樣工作模式[2]。

2.2 技術方案

本發明為一種充油設備模擬取油樣、氣樣裝置，用于作為電氣試驗人員取油樣和氣樣工作的培訓工具。如圖1所示，裝置設計為便于移動的設備，并且集變壓器本體取油閥、分接開關取樣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型的取油閥模擬裝置于一體。

機體由鋁殼體構成，機體包括油枕、瓦斯繼電器、注射口兩個、小油管、呼吸器、本體取油口、腳輪、CT/PT取油口、排油口、進油口、油管及油泵。裝置主要設計成帶有滾輪的設備，方便在不同地方培訓時的移動。

圖1 裝置設計圖

裝置模擬一個（變壓器、電壓互感器、電流互感器）油箱，把變壓器本體取油閥、分接開關取樣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型的取油閥全部安裝在該裝置上，這樣電氣試驗人員就可以對每個取油閥進行取油樣。裝置同時配有小油枕和模擬變壓器本體瓦斯繼電器，瓦斯繼電器配有兩種安裝類型：（1）常規安裝方法，安裝在油箱頂部；（2）通過小油管連接安裝在油箱底部。連接瓦斯繼電器的油管配置輕瓦斯動作的氣體注射口，能通過注射器注射氣體進入到瓦斯繼電器內，使輕瓦斯動作。連接瓦斯繼電器的油管配置重瓦斯動作的氣體注射口，油管內安裝有小油泵，該注射器打入氣體過程中同時啟動小油泵，可使重瓦斯動作[3]。

2.3 取樣工作要領

2.3.1 絕緣油取樣瓶取樣

（1）取樣前先用干凈棉紗或布擦凈取油工具和取樣閥；

（2）打開取樣閥，排空“死體積”內的油并沖洗干凈放油口；

（3）用取樣瓶對準流出油，使油樣沿瓶壁緩慢注入瓶內；（4）常規分析的取樣量以夠試驗用為限；

（5）顆粒度取樣時，先放油將取樣閥沖洗干凈。

在不改變流量的情況下，取油至專用采樣瓶4/5容積處。遇設備不能連接導管取樣時，盡量縮短開瓶時間，取樣后，先移走取樣瓶，然后關閉取樣閥。取樣后蓋緊密封，瓶壁用干凈布擦凈，最好不要倒置，待測試時再啟封。

2.3.2 絕緣油注射器取樣

（1）取樣前先用干凈棉紗或布擦凈取油工具和取樣閥；

（2）在取樣閥嘴上連接一段軟膠管，然后在注射器口套上一金屬小三通，使軟管、三通、注射器依次相連；

（3）取樣時，先將取樣閥“死體積”油經三通排掉，旋轉三通，利用油本身壓力使油注入注射器，以便濕潤和沖洗注射器（注射器要沖洗2～3次），旋轉三通與設備本體隔絕，推注射器芯子使其排空注射器內的空氣和油，再旋轉三通與大氣隔絕，借設備油的自然壓力使油緩慢進入注射器中；

（4）注射器中油樣達到所需毫升數時，立即旋轉三通與設備本體隔絕，關閉取樣閥，從三通上取下注射器，在小膠頭內的空氣被油置換之后，立即蓋緊注射器出口；

（5）取樣后要求注射器芯子能自由滑動，以避免形成負壓空腔。油樣注射器擦凈后放在防震、防潮和避光的專用注射器金屬油樣箱內保存。

2.3.3 瓦斯氣體注射器取樣

（1）打開瓦斯取氣盒窺視鏡的保護外罩；

（2）旋開瓦斯取氣盒下部放油閥的外蓋，打開閥門排取氣盒內的油；

（3）將針筒芯塞推至零位，套上膠帽并插入雙頭針；

（4）旋開瓦斯取氣盒上部的排氣閥門的外蓋，裝上取氣輔助裝置；

（5）將預先已準備好的已接有雙頭針的取樣針筒通過雙頭針插入裝上取氣輔助裝置膠帽處；

（6）打開取氣閥門，氣體會慢慢壓入針筒內；

（7）關閉閥門；

（8）卸去取氣輔助裝置，打開取氣閥門，將瓦斯取氣盒內的氣體排掉直至出油，關閉閥門，回裝取氣閥門的外蓋，至此完成瓦斯取氣、排氣工作。

3 主要技術經濟指標

本發明的技術關鍵在于模擬裝置各部件的布置和連接及瓦斯繼電器的模擬設計，同時將主要充油設備集于一身，使電氣試驗人員能在培訓中便熟練操作各種裝置的取樣，避免實際操作中因不熟悉導致取樣失敗的情況，保證了充油設備的安全運行，極大地提高了安全性及設備使用率，培訓效果顯著，具有很強的應用性。

4 結語

綜上所述，電力設備的檢測與維護是電網能安全運行的必要保證。本成果實現了將變壓器本體取油閥、分接開關取樣閥、油浸式電壓互感器取樣閥、油浸式電流互感器取樣閥等各種類型的取油閥全部安裝在該裝置上，使電氣試驗取樣培訓效果得到顯著提升，提高了電氣試驗人員的操作技能，同時保證了設備設施的高效安全使用。本成果具有通用性，適用于電力、化工等行業，推廣應用前景廣闊。