便攜式變壓器呼吸器硅膠更換平臺的研制

張 航

(國網吉林省電力有限公司吉林供電公司，吉林 吉林，132012)

0 引 言

呼吸器是油浸式變壓器上專用的一種空氣凈化裝置，裝置里面裝有硅膠，用于清除和干燥由于變壓器油溫之變化而進入變壓器、儲油柜的空氣中的雜物和潮氣，以保持變壓器油的清潔和絕緣強度。硅膠在清除干燥空氣中的雜物和潮氣的過程中會逐漸變色，變壓器呼吸器的硅膠變色超過2/3就需要進行更換作業。對主變壓器來說，更換呼吸器硅膠是一項經常性的維護工作。傳統的維護方法是將變壓器呼吸器全部拆卸下來，移送至專門檢修間進行更換，在此期間難免有部分空氣進入變壓器內部，有可能造成主變瓦斯保護動作。根據現場實際運行情況，呼吸器的硅膠一般半年時間內變色就超過2/3，如遇陰雨天氣，則變色情況更加嚴重，而硅膠變色超過2/3就需要進行更換作業。對國網吉林公司2017年實施消缺性質的變電運維一體化項目的次數進行了統計分析。2017年共實施消缺性質的運維一體化項目171次，其中次數最多的為變壓器呼吸器硅膠更換項目，約占作業總數的72%[1]。因此，研制了一款變壓器呼吸器硅膠更換平臺，應用于各種型號的變壓器呼吸器的硅膠更換工作。

1 課題背景

根據《國家電網公司三十項反事故措施》及《變電運檢五項通用制度》中的油浸式變壓器運維細則要求：變壓器本體有載呼吸器更換硅膠，應將重瓦斯保護改投信號，工作完畢后限期恢復[2]。國網吉林供電公司變電運維室要求66 kV變壓器呼吸器硅膠更換時間≤40 min。

以2017年7月至12月為樣本期，對公司所屬6座變電站進行調查，統計結果顯示均已超過規定要求的40 min，見表1。經過調查分析，結合變電運維室實際，確定將變壓器呼吸器硅膠更換時間降至40 min以下作為課題目標。

表1 變電站更換呼吸器硅膠所用時間Table 1 Time taken to replace the respirator silicone in substations

2 問題分析

以變電運維四班所管轄的6座變電站為例展開深入調查，統計2016年更換變壓器呼吸器硅膠各步驟所用時間。按照標準化作業要求變壓器呼吸器更換硅膠主要分為五個步驟：工具準備、拆卸呼吸器、搬運至操作平臺、硅膠傾倒及灌裝、回裝呼吸器。對五個步驟的作業時間進行統計，數據分析見表2。

表2 變電站更換呼吸器硅膠各步驟用時Table 2 Time of each step of replacing the respirator silicone in substations min

由表2可知，搬運至操作平臺、硅膠傾倒這兩個步驟的累計用時占總用時的50%～53%，因此影響變壓器呼吸器硅膠更換時間長短的癥結發生在這兩個階段。

為了驗證所設定目標能夠實現，展開進一步調查分析。在影響呼吸器硅膠更換時間的因素中，搬運至操作平臺占13%，硅膠傾倒及灌裝占40%，如將這兩個環節問題解決90%，則硅膠更換時間為25.4 min。

通過采取現場驗證、調查分析、測試測量方法，對收集的5個末端因素逐個進行確認，通過合理的驗證標準確定主要原因。

1)針對性技術培訓不夠。《班組培訓》中是否有呼吸器硅膠更換培訓內容，并且培訓結束后是否對班組人員進行呼吸器硅膠更換方法、步驟進行實訓考試。實際中，班組人員全部完成培訓課時，實訓成績合格率100%。

2)未按操作規范執行。小組成員根據《國家電網公司三十項反事故措施》及《變電運檢五項通用制度》中的油浸式變壓器運維細則要求對班組的呼吸器硅膠更換作業卡執行情況進行查看和確認。呼吸器硅膠更換作業卡合格率為100%。

3)多人操作效率低。常規傾倒、灌裝硅膠需要多人協同配合操作，稍有不慎容易將呼吸器的玻璃外壁打碎，嚴重拖延了呼吸器硅膠更換時間。通過對變電運維四班所管轄12座變電站更換硅膠所用的時間進行調查統計，得出的結論是12座變電站更換硅膠所用的平均時間為53 min，超出了工區所要求的規定。

4)不同環境溫度影響。小組成員對不同環境溫度、不同出汗程度拆卸呼吸器時間進行確認。不同環境溫度下操作時間差Δtmax≤5%。

5)缺少更換硅膠操作平臺。呼吸器拆卸下后需要放置到專門的操作平臺進行硅膠更換，這一步驟所用時間約占總時間的10%，不僅延長了作業時間，而且增大了呼吸器玻璃外壁破損的概率。

綜上所述，通過對所有末端因素進行逐條確認，小組最終確認主要原因：缺少更換硅膠操作平臺、多人操作效率低[3-5]。

3 技術方案

3.1 提出方案

通過計算機軟件3DMAX繪制出呼吸器硅膠專用工具使用過程圖。

該工具主要由底座、轉桿、轉軸、呼吸器固定托、可調節固定鉗構成。將呼吸器通過可調節固定鉗固定后，逆時針轉動轉桿即可將呼吸器內硅膠傾倒。大大降低了呼吸器更換時間以及損壞概率，同時單人即可操作。更換工具如圖1所示。

圖1 硅膠更換工具Fig.1 Tools for silicone replacement

3.2 成品展示

圖2所示為變壓器呼吸器硅膠更換的專用工具。使用時將所需更換硅膠的變壓器呼吸器放置圓盤上，并用專用的工具將其固定，運用物理學中的杠桿原理，搬動其側方把手將呼吸器內的硅膠粒傾倒出去。這樣既可減少硅膠粒的更換時間，又節省了人力，對呼吸器的玻璃器壁起到了保護作用。

圖2 成品展示Fig.2 Display of finished product

4 應用效果

為了檢驗工具現場使用效果，分別在12個變電站進行了效果測試，并對呼吸器硅膠更換作業時間進行了統計，見表3。呼吸器硅膠更換平均時間約為26.3 min，滿足吉林供電公司變壓器呼吸器硅膠更換時間≤40 min的要求。使用此專用工具后，提高了作業效率，節省了人力成本。

表3 使用專業工具后各步驟所用時間Table 3 Time spent on each step after using professional tools min

5 結 語

應用呼吸器硅膠專用平臺進行更換工作時，硅膠傾倒及灌裝這一步驟的用時平均值由原來的18.5 min降至2 min，硅膠更換時間長問題已得到很好的解決，達到了預期目標，提高了勞動效率，在一定程度上緩解了人員不足的問題。下一步打算對此工具的支架、平臺、支撐架、支撐座、承架等組成部分的制作材料加以改進，并對整個工具的尺寸加以縮減，以達到輕量化、精簡化的目標。