油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置的研制

【摘要】近10年來(lái)，本公司新上220kV主變壓器均采用排油充氮滅火裝置，其應(yīng)用范圍越來(lái)越大。但是，因天氣不好、光線過(guò)暗或消防柜觀察窗模糊等原因，排油閥滲漏油事件時(shí)有發(fā)生，卻難以在第一時(shí)間被監(jiān)測(cè)和處理，容易造成不可想象的嚴(yán)重后果。本公司通過(guò)研制排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置，成功解決了原有排油閥因觀察困難造成的難以監(jiān)測(cè)和處理滯后的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】排油充氮滅火裝置排油閥滲漏油在線監(jiān)測(cè)裝置

一、問(wèn)題的提出

主變滲漏油現(xiàn)象一直是長(zhǎng)期影響主變正常運(yùn)行的普遍問(wèn)題。運(yùn)維檢修人員對(duì)該裝置的巡視維護(hù)工作量日益增加，其中主要工作是通過(guò)觀察孔確認(rèn)沖氮滅火裝置排油閥是否出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。

然而，由于排油閥管道觀察孔在消防柜內(nèi)，在天氣不好、光線過(guò)暗或消防柜觀察窗模糊等情況下就很難發(fā)現(xiàn)壁內(nèi)是否有滲漏油現(xiàn)象。2015年1月，某供電公司發(fā)生一起充氮滅火裝置排油閥滲漏油事故，由于早期沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，致使地下油池的油滲流至周邊農(nóng)田，對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，更是對(duì)公司形象的嚴(yán)重打擊。

為此，本公司致力于通過(guò)研制排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置，研究準(zhǔn)確高效地監(jiān)測(cè)排油閥滲漏油現(xiàn)場(chǎng)的方法，以改進(jìn)對(duì)排油閥滲漏油的監(jiān)測(cè)效果，提升滲漏油事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)對(duì)及時(shí)性。

二、排油閥滲漏油的原因分析

為徹底消除排油閥滲漏油的隱患，本人詳細(xì)開(kāi)展充氮滅火裝置的結(jié)構(gòu)分析。充氮滅火裝置的排油閥為碟閥，采用重錘控制開(kāi)啟，碟閥下面用鋼管直通儲(chǔ)油池。由于碟閥一面與變壓器油接觸，另一面與空氣接觸，兩面接觸的介質(zhì)和壓力不同，使得排油閥的密封圈更容易老化、開(kāi)裂甚至剝離脫落，從而導(dǎo)致滲漏油。

這種滲油的溢流量達(dá)不到斷流閥75-95L/min的動(dòng)作值，因此斷流閥不會(huì)自動(dòng)切斷油枕和變壓器本體之間的油路，也不會(huì)發(fā)出信號(hào)，且斷流閥的動(dòng)作與排油閥的微滲關(guān)系不大。而排油閥下方雖然安裝了玻璃觀察窗，但平時(shí)巡視檢查只能勉強(qiáng)看到迎面的管道內(nèi)壁上有無(wú)滲油，查看滲漏存在死角，且排油管內(nèi)沒(méi)有照明裝置，在自然光照不良的情況下更容易影響巡視人員判斷。

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，本公司所轄11座220kV變電站20臺(tái)主變，配有13組充氮滅火裝置。同時(shí)，我們?cè)诠ぷ髦邪l(fā)現(xiàn)，變電站充氮滅火裝置排油閥的滲漏油情況都是通過(guò)定期觀察來(lái)確認(rèn)的。對(duì)無(wú)人值守的變電站而言，滲漏油情況難以發(fā)現(xiàn)、處理滯后的問(wèn)題將更為嚴(yán)峻。

三、排油閥滲漏油在線監(jiān)測(cè)裝置的研制分析

1.確定方案

我們以排油閥出現(xiàn)滲油現(xiàn)象時(shí)現(xiàn)場(chǎng)能清晰直觀發(fā)現(xiàn)、后臺(tái)能夠收到告警信號(hào)為關(guān)鍵點(diǎn)，并可以滿足公司所有油浸變壓器充氮滅火裝置的安裝需要，確定裝置的基本結(jié)構(gòu)：

（1）能有效收集排油管內(nèi)壁滲油的集油裝置；

（2）便于現(xiàn)場(chǎng)就地觀察、在油量達(dá)到設(shè)定值時(shí)能可靠動(dòng)作的動(dòng)作觸發(fā)裝置；

（3）動(dòng)作后能快速有效地在遠(yuǎn)方發(fā)告警信號(hào)的遠(yuǎn)方告警裝置。

2.方案分解

（1）集油裝置

為與排油管內(nèi)壁貼合緊密，并更好收集滲漏油，我們使用自主開(kāi)發(fā)的彈性集油環(huán)。其采用帶有彈性鋼片的槽形耐油硅膠制成，內(nèi)嵌彈性鋼片，用于提供集油環(huán)與不同管徑排油管內(nèi)壁的摩擦力，便于支撐、密封和防銹。在集油條搭接處開(kāi)斷，兩側(cè)斷口各切去5mm的槽口面形成滴油口，重新對(duì)接成集油環(huán)，使滴油口正對(duì)于集油盒處，滲漏油最后集中到集油盒內(nèi)。

為直觀清晰觀察在線監(jiān)測(cè)裝置中干簧管磁性簧片可靠動(dòng)作，選用透明耐油塑料集油盒。將集油盒巧妙地安裝于觀察窗臺(tái)階處，不影響排油鋼管內(nèi)徑，設(shè)置照明LED小燈，方便巡視人員能夠直觀得直接觀察到滲漏情況。

（2）動(dòng)作觸發(fā)裝置

透明集油盒放置在集油盒固定塊上，略凸出于排油管內(nèi)壁且靠近觀察窗，內(nèi)置磁鐵、浮球及搖臂、搖臂支撐座，用于積蓄集油環(huán)收集的油料，方便巡視人員直觀觀察到滲漏情況，并方便取出清理。同時(shí)，當(dāng)滲油量累積達(dá)到50ml（或用戶自行設(shè)定的滲漏容量）時(shí)，磁力浮球由搖臂控制運(yùn)動(dòng)方向，到達(dá)干簧管啟動(dòng)區(qū)，使干簧管電接點(diǎn)吸合，閉合常開(kāi)接點(diǎn)發(fā)出電信號(hào)，遠(yuǎn)程提醒設(shè)備管理人員。

干簧管有兩個(gè)軟磁性材料做成的、無(wú)磁時(shí)斷開(kāi)的金屬簧片觸點(diǎn)的簧片。簧片觸點(diǎn)被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)。與一般機(jī)械開(kāi)關(guān)相比，干簧管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng)；與電子開(kāi)關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，工作可靠性很高。

（3）遠(yuǎn)方告警裝置

在觀察窗臺(tái)階上找準(zhǔn)、找正并鉆配出干簧管接點(diǎn)信號(hào)線的出線孔，放置安裝孔密封圈固定好整套觀測(cè)裝置，將信號(hào)線引出并密封出線孔。將信號(hào)線接入充氮滅火裝置控制柜內(nèi)端子排上，再用二次電纜連接到遠(yuǎn)方運(yùn)行監(jiān)控屏。

在油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置制作前，根據(jù)確定的方案，繪制出設(shè)計(jì)圖，分別為觀測(cè)結(jié)構(gòu)及安裝位置正視示意圖、觀測(cè)結(jié)構(gòu)及安裝位置側(cè)面剖視示意圖和集油環(huán)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

在確保人身、設(shè)備安全條件下，經(jīng)公司審批，我們?cè)?20kV建陽(yáng)變電站1號(hào)主變充氮滅火裝置上實(shí)施油浸變壓器充氮滅火排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置的試安裝，并立即進(jìn)行微滲漏，以檢查集油效果和觸發(fā)裝置動(dòng)作的情況。經(jīng)運(yùn)用發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場(chǎng)巡視或檢修過(guò)程中，能夠很直觀發(fā)現(xiàn)有無(wú)滲漏油現(xiàn)象；動(dòng)作觸發(fā)裝置在儲(chǔ)油量達(dá)到設(shè)定值時(shí)動(dòng)作靈敏正確，能夠遠(yuǎn)程提醒設(shè)備管理人員；安裝快捷簡(jiǎn)便，對(duì)不同尺寸的排油管只需調(diào)整集油環(huán)的長(zhǎng)短就能實(shí)現(xiàn)快速安裝。

四、排油閥滲漏油在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)施后的效益分析

排油閥滲漏油在線監(jiān)測(cè)裝置的使用，可以產(chǎn)生以下效益：

1.安全效益

該裝置解決了變壓器充氮滅火排油閥滲漏油隱蔽性的缺陷，通過(guò)精準(zhǔn)就地觀察、遠(yuǎn)方在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)告警，有效避免偷漏油現(xiàn)象，提高主變運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，進(jìn)而保障電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)，減輕運(yùn)維人員的巡視工作量和檢修人員處理滲漏油事件的頻率，相應(yīng)增加工作人員的人身安全。

2.經(jīng)濟(jì)效益

加裝排油閥滲漏在線監(jiān)測(cè)裝置后，一是大大減少排油閥的滲漏油量，節(jié)省一筆變壓器油費(fèi)用；二是減少了因油擴(kuò)散導(dǎo)致周圍農(nóng)作物損壞而造成的經(jīng)濟(jì)賠償；三是減少滲油過(guò)多導(dǎo)致主變停電補(bǔ)油而損失的設(shè)備停運(yùn)效益。2015年1月某供電公司排油閥滲漏油事故中，員工處罰0.5萬(wàn)元，民事經(jīng)濟(jì)賠償費(fèi)用2.5萬(wàn)元，補(bǔ)充變壓器油500多公斤約1.5萬(wàn)元左右，僅經(jīng)濟(jì)損失就有4.5萬(wàn)元，還有不可估量的主變停電及造成其他設(shè)備停運(yùn)的負(fù)荷損失。

五、結(jié)論

本文通過(guò)研制集油環(huán)、集油盒、動(dòng)作觸發(fā)裝置、專用支架和遠(yuǎn)方告警裝置，組成排油閥滲漏油在線監(jiān)測(cè)裝置。該裝置安裝簡(jiǎn)單方便，可以有效收集滲漏的變壓器油，使巡視或檢修時(shí)很容易通過(guò)集油盒中油量發(fā)現(xiàn)排油閥滲漏情況和取出清理，且當(dāng)滲油量累積達(dá)到設(shè)定的滲漏容量時(shí)發(fā)出電信號(hào)，遠(yuǎn)程提醒設(shè)備管理人員及時(shí)處理。同時(shí)，其適用充氮滅火裝置工作原理、構(gòu)造和排油管道的不同管徑，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，可以帶來(lái)可觀的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：駱小軍（1988-），男，湖北孝感人，本科，工程師，現(xiàn)從事變電檢修工作。