充油电气设备专用取油装置应用效果

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摘要：针对充油电气设备的传统取油工具在取油过程和油样运输方面存在的问题，研制了一种全过程管控专用取油装置，并在现场使用中取得良好的应用效果。

关键词：充油电气设备；全过程管控专用取油装置；变压器

变压器油具有良好的绝缘、冷却、灭弧等优点，可保护设备内部部件，延缓氧化作用，因此在高压电气设备中得到广泛使用。但电气设备内部变压器油在长期运行中将不断劣化，当劣化到一定程度后就会严重危及设备运行安全。同时，当设备内部发生局部过热、放电等故障时，变压器油将迅速裂解，并产生相应的特征气体［1－3］，因此需对充油电气设备取油样进行油化试验。根据相关规程要求，取油和油样存储都必须做到全过程密封，防止外部空气、水分进入油样中，也避免油中溶解气体逸出，影响试验结果［4－6］。同时，随着用电负荷的快速增长，大量充油设备急剧增加，而传统的取油方式已逐渐无法满足取油工作的需求。为此，本文针对充油电气设备研制了一种全过程管控专用取油装置，以确保取油工作安全、便捷、高效开展，维护电气设备安全稳定运行。

1传统取油工具存在问题

传统的取油工具包括玻璃注射器、大口瓶、扳手、储油箱等［7－8］。油化人员从试验室带上这些工具，再从电气设备的取油口取出油样后装入储油箱，随车带回试验室进行试验。但这种取油方式在取油过程和运输过程均存在诸多问题。

1．1取油过程存在问题

（1）由于充油电气设备数量和类型众多，取油阀也各式各样，甚至部分设备无专门的取油阀，无法做到密封取油。（2）常规取油阀需使用额外的工具（如扳手、管丝钳等）才能取到油样，要较大的力气和技巧，不仅操作不方便，甚至可能由于操作不当而造成设备损坏。（3）常规取油阀在取油过程中，油流速度难以控制，一方面导致油样中产生气泡，另一方面易造成变压器油喷射，出现渗漏油现象［9］。（4）进行互感器取油时，取油阀一般位于高处，高空作业加上取油操作复杂，高空作业时间长，现场安全风险大。（5）常规取油阀材料多为铸铁，常年暴露室外，使用扳手等工具进行反复取油操作时，易出现滑丝，生锈，断裂等风险，给充油电气设备安全运行带来隐患。

1．2油样运输存在问题

取油样所用玻璃注射器洗净后烘干，经多次烘箱高温烘烤后发生轻微变形，造成密封性不良。行车过程中震荡且随着油样放置时间延长，会造成油中溶解气体易逸出（特别是氢气），导致油色谱分析结果不准确［10］。此外，变压器油的含气量测试对取油容器密封性有极高的要求，而用玻璃注射器取油，常因密封性不良使得油中极易混入空气，导致难以获取准确的试验数据，发生误判，不能及时发现设备隐患、缺陷。存储油样的玻璃容器易碎，运输、试验环节可能造成油样损失，需重新取油，且取油及油样分析操作中易伤及试验人员［11］。对于路程遥远的变电站，油样运输时间长，但玻璃取油容器密封性不良，保质周期只有4天，在结合其他工作或一次进行多站取油时难以保证油样保质期，往往需单独安排人员和车辆进行运送，耗费大量的人力、物力。

2全过程管控专用取油装置的研制

为了解决传统取油工具存在的问题，本文研制了一种全过程管控专用取油装置，包括过渡接头、不锈钢取油盒和抽屉式储油箱，如图1所示。（1）过渡接头。针对不同类型的充油电气设备取油阀门，过渡接头可通过适配接头连接到取油阀上，然后打开过渡接头上的球阀手柄便可进行取油，可单手操作。过渡接头包括防尘帽、可调节法兰盘、手柄、不锈钢球阀、取油嘴等部分。（2）不锈钢取油盒。针对玻璃注射器存在密封不良、易破碎的问题，本文设计了一种复合不锈钢材料的取油盒代替玻璃注射器。取油盒内腔镀有陶瓷膜，每个取油盒含两个阀，油样通过三通阀下阀门进入装油盒，推动镀有陶瓷膜的不锈钢活塞向上运动，上阀门与大气相通，全过程密封进行采样，可容纳60mL油样，如图2所示。（3）抽屉式储油箱。本文设计了一种可拆卸、能降低油样品颠簸的抽屉式储油箱，它由5层抽屉组成，抽屉之间通过卡扣连接，可根据工作需求自由组装1～5层抽屉，如图3所示。通过优化箱体中防震泡沫结构，有效的在运输途中对注射器油样进行保护，起到防震、防水、防光照的作用。

3全过程管控专用取油装置应用效果

3．1提高检修效率

（1）取油时仅需打开装置取油阀和过渡接头的手柄，不需丰富的取油样经验和技巧，也无需使用较大的力气，基本都能胜任。（2）取油时间大幅减小。目前，大中型变压器的取油时间约为20min，采用专用取油装置后可缩短至12min，单台电流互感器的取油时间从以前的30min缩短至15min。目前，湖南省检修公司每年进行546台互感器取样，1179次主变及高抗、站用变取样。采用新的取油装置后，每年互感器类取油样工作时间从273h降至136．5h，每年变压器类取油样工作时间从393h降至235．8h。

3．2降低安全风险

（1）取油装置配制专用防尘帽，可防止变压器铁锈及粉尘进入取样阀门，降低了变压器运行风险。（2）取样过程更简单，高处作业时间更短，避免了检修人员进行互感器取样时被感应电伤害，降低了现场人员安全风险。

3．3延长油样保质期

采用取油盒进行保存和运输，避光防潮，密封性良好，油中溶解气体不易溢出。已通过试验证明，油样保质期超过12天，比采用玻璃注射器（保质期为4天）更长，在进行距离较远的变电站全站油气例试时可保证有充裕的检修和运输时间。

3．4减少取油成本

由于取油盒密封性良好，油样取样完毕进行密封后，装入抽屉式储油箱，可随车进行运输，也可通过第三方物流公司送回，因此极大降低了油样运输过程中的交通费用。同时，专用取油装置使用更加便捷，相对传统取油方式可减少人员数量，节省人力成本。

4总结

随着用电负荷的不断增长，充油电气设备快速增加，传统的取油工具和取油方式已逐渐无法满足工作需求。为此，本文特研制一种全过程管控专用取油装置，在实际使用也取得良好效果，具有提高工作效率、降低安全风险、延长油样保质期和减少取油成本等优点。

作者：朱娟 李文志 尹旭 李哲文 吴静 单位：国网湖南省电力有限公司检修公司