油浸式設備呼吸器總成化改造

易修立 童峰 劉軍

摘要—油浸式設備呼吸器內矽膠更換頻繁，現有呼吸器結構復雜導致矽膠更換步驟繁瑣，更換效率低，基于此本文提出一種新型油浸式設備呼吸器，其適用于變電站內所有油浸式設備，本文對呼吸器結構及其更換步驟進行了詳細介紹，最后總結了新型油浸式設備呼吸器的優點：節約矽膠更換時長約86%-90%，提高矽膠利用率約33.3%，提高了矽膠更換期間油浸式設備的可靠性。

關鍵詞—油浸式設備; 呼吸器;矽膠

I.背景介紹

變電站油浸式設備（主變，站用變等）呼吸器的作用是清除和干燥由于設備油溫的變化而進入設備儲油柜的空氣中的雜質和水分，以免油浸式設備受潮，保證內部油的絕緣強度[1-3] 。呼吸器內用于實現吸附作用的干燥劑是矽膠，當呼吸器內的矽膠潮解變色部分超過總量的2/3時，需對矽膠進行更換。以主變本體為例，現有主變矽膠更換需要以下步驟：

1. 退出本體（調壓機構）重瓦斯起動跳閘硬壓板，將主變瓦斯保護改投信號;

2. 松開呼吸器與油枕呼吸導管連接處的四個螺絲，取下呼吸器;

3. 用嶄新、干燥的毛巾包住呼吸導管，以免空氣及雜志直接進入油枕;

4. 拆除呼吸器油罐（大油杯與小油杯）;

5. 拆除矽膠罐頂蓋;

6、倒出變色矽膠，更換新矽膠;

7、安裝過程與上述拆除過程相反。

總結現有矽膠更換的過程存在的問題（以主變本體為例）：

1. 更換步驟繁瑣，更換工作的流程和時間較長，一次矽膠更換的工作時間通常要十五至二十分鐘甚至更長，更換效率低;

2. 主變重瓦斯改投信號，主變失去內部主保護，不能確保更換過程中主變運行的安全性和可靠性;

3. 主變在更換期間處于無呼吸器運行，更換過程中變壓器內部可能進入部分潮氣，降低變壓器油的絕緣強度。

4. 主變矽膠更換時需要將呼吸器內矽膠全部倒出更換，矽膠的利用率很低;

基于上述原因，迫切需要對變電站內油浸式設備的呼吸器進行總成化改造，提高站內油浸式設備呼吸器的矽膠更換效率，降低勞動強度，提高站內設備運行的安全性與可靠性。

II.新型呼吸器設計

A.? 呼吸器結構設計

考慮變電站油浸式設備呼吸器的總成化改造，基于此提出一種新型矽膠呼吸器，如圖1、 圖2 所示：

如圖1所示，新型油浸式設備呼吸器，包括筒體1、上蓋2、下蓋3、封裝盒體4、泄壓閥5、小油杯6、大油杯7。

筒體1的橫截面形狀為方形，下蓋3與筒體1連接成一體，上蓋2連接于筒體1的上端，且在筒體1和上蓋2之間設置軟質密封圈。

筒體1的三方圍成整體，另一方為開口側，開口側通過可開合的密封門11密封。

為了簡化密封門11的開合連接結構，呼吸器采取在上蓋和下蓋上對稱設置鉸接軸8的方式來連接密封門的頂部和底部，使密封門既可繞鉸接軸旋轉打開，又可保證與筒體開口側的貼合。

密封門11上設置有透明窗口111及方便開合的把手112。

為了提高密封門11與筒體1開口側的密封效果，在密封門的內側固定軟質密封圈。

下油杯6和大油杯7連接于下蓋3下側的中心位置處。

上蓋2包括錐形蓋體21及其中心位置處的連接法蘭22，錐形蓋體21上連接有泄壓閥5。

如圖2所示，新型呼吸器采用長方體形的封裝盒體4來封裝矽膠，其側壁設置有若干透氣孔（未示出）。未使用時，在封裝盒體外包裹可隔絕空氣的薄膜，需使用時將薄膜拆除。

封裝盒體的平面尺寸可根據筒體的內腔尺寸確定，封裝盒體所需的數量通過上下層數的變化來滿足呼吸器的要求。

本呼吸器裝配好，并在筒體內腔中放置好封裝盒體后，使筒體內保持一定的負壓，以保證上蓋和密封門與筒體之間的密封效果，但需使密封門在一般用力往外拉時可打開。

B.? 呼吸器矽膠更換

主變或者站用變等油浸式設備正常運行狀態時，本呼吸器的密封門緊閉于筒體的開口側，實現內部矽膠與外界空氣的隔離。通過密封門上的透明窗口觀察封裝盒體內矽膠的變色情況，當有變色超過三分之二的盒體內的矽膠變色時，打開密封門對這些封裝盒體進行更換。

以主變本體為例，采用本呼吸器后，主變矽膠變色超過規定值需要更換時，更換步驟為：

1. 退出本體重瓦斯起動跳閘硬壓板，將主變瓦斯保護改投信號;

2. 打開筒體的密封門;

3. 取出筒體內底部變色部分的封裝盒體更換新盒;

4. 關閉密封門。

當打開密封門困難時，打開上蓋上的泄壓閥泄壓實現內外氣壓平衡，再打開密封門。

III.新型呼吸器性能對比

本文提出了油浸式設備呼吸器總成化改造的方案，在不改變呼吸器原有功能的前提下，設計以一種新型油浸式設備呼吸器，經實際測試其主要的效果為：

1. 精簡了主變矽膠更換過程，在更換矽膠時不需要再拆卸呼吸器的連接螺絲、頂蓋和油罐等部件，直接打開矽膠筒箱門，更換變色部分的矽膠盒即可，將原本需要十五至二十分鐘甚至更長的更換時間縮短為兩分鐘，節約矽膠更換時長約86%-90%，極大的提高了呼吸器矽膠更換的效率，降低了勞動強度;

2. 縮短了主變內部無主保護運行狀態的時間，減少空氣潮氣進入主變內部，提高了主變運行的安全性和可靠性。

3.油浸式設備呼吸器內矽膠變色是自下而上的，所以更換矽膠時可以僅將變色部分的封裝盒體更換，相較之前需要將筒體內的矽膠從頂部全部倒出更換，矽膠的利用率更高，節約了成本，經測試，新型呼吸器約可提高矽膠利用率33%

4. 新型矽膠盒為統一尺寸設計，通過改變矽膠盒的層數（數量）可以使其適用于站內所有油浸式設備呼吸器;

References

黃建軍.一種便于更換硅膠的變壓器呼吸器[J].科技與創新，2020（08）：138-139.

王森.一種操作簡單的新型變壓器呼吸器的研制與應用[J]. 通信電源技術， 2020（08）：7-9.

殷新烈.變壓器呼吸器油杯拆裝工具的研制用[J]. 機電信息， 2018（33）：43-45.