新型便携成套高压设备无线电动注油装置的研究与应用

田瑞敏，田海波，孟祥海

（国网山西省电力公司晋城供电公司，山西晋城 048000）

0 引言

随着电网的快速发展，电力系统中的含油设备越来越多。含油设备由于密封件老化、产品制造工艺不良、焊缝开裂等原因，经常出现绝缘油渗漏的故障。当含油设备处于低油位运行时，会影响设备散热，加速绝缘老化，引起绝缘性能下降，严重时会造成绝缘击穿等设备故障。根据DL/T 727—2013《互感器运行检修指导》的要求，工作人员必须及时对其补油至正常油位水平，保证电网安全稳定运行。

新型便携成套高压设备无线电动注油装置轻便灵活、操作简单、安全可靠，有效解决了传统高压含油设备诸多痛点，优化了注油工作流程，提升了工作效率，降低了劳动强度，对提升供电可靠性具有重要的意义。

1 新型注油组合装置的研究背景

油浸式电流互感器金属膨胀器长时间运行后，会出现少量的油耗或因渗漏油产生缺油现象，需适时对其进行补油，使其油位达到正常范围。由于波纹膨胀器是一种弹性装置，具有回缩能力，注油时膨胀器处于有压力的状态，加上油浸式电流互感器的膨胀器位置较高，所以常规注油需用吊车与人力拉伸的方式将膨胀器拉伸，然后再对其进行补油。

带电区域内使用吊车存在较大的安全风险，为安全起吊，需将注油设备上方的母线或相邻带电间隔陪停，严重影响供电可靠性。同时，人力拉伸易出现膨胀器回弹，造成喷油现象。传统的注油装置体积笨重，需外接电源，使用烦琐，费时费力。

针对高压含油设备补油作业存在的问题，本文提出一种新型便携成套高压设备无线电动注油装置。

2 新型注油组合装置的结构与原理

根据电流互感器注油工作“先拉伸后注油”的流程，设计注油组合装置方案为：设计一种金属膨胀器拉伸专用工具，将膨胀器拉伸点作为施力点，金属法兰作为着力点，通过操作工具实现对膨胀器的拉伸；设计一种智能注油组合装置，通过微型泵抽注油，电池提供动力源，油经管路注入设备。两部分相互配合，实现小型化、轻量式、可控化注油。新型注油组合装置如图1所示。

图1 新型注油组合装置示意图

2.1 专用拉伸装置的结构

油浸式电流互感器注油前，需要将金属膨胀器进行拉伸、自保持。针对拉伸、自保持难的问题，本文提出一种可拆卸门型架构拉伸方案。该装置主要包括3部分：承力梁、提升模块与固定底座，如图2所示。

图2 金属膨胀器拉伸专用装置

将金属膨胀器拉伸专用装置的2个底座通过螺栓螺母固定在金属膨胀器的底座上，再将短螺栓穿过承力梁上的中间长通孔与金属膨胀器顶部的吊耳用螺栓螺母固定，然后用套筒扳手旋转2根长螺杆，通过螺杆和螺母之间的配合，产生一个轴向力，螺杆不动，螺母会带动2个支撑板同时提高，从而拉伸膨胀器。

根据现场设备的尺寸，进行三维建模。先采购合格的6 mm Q235b碳素扁钢、规格为∠40 mm×40 mm×4 mm的L型角钢，所购材料长度均为600 cm，不锈钢钢板厚1 mm；再按标准对承力梁、提升螺母、固定支架进行制作，完成后对其进行尺寸测量，尺寸误差控制在1%以内；最后进行承重试验，试验结果满足要求。

为实现注油装置小型化、轻量化，本文提出一种便携无线电动注油装置的方案。该装置主要由微型油泵、控制单元、开关式磁力底座、电源模块组成，如图3所示。

图3 注油装置结构示意图

注油装置的核心部件是油泵，在满足流量、扬程、吸程、输送介质的前提下，还需满足可调速、体积小的要求。采用抗腐蚀、可调速微型合金齿轮泵，并加装微型过滤嘴，提升了注油的安全性；加装调速模块，实现注油的可控性。微型泵在无刷霍尔电机的基础上，将控制器内置于一体，不仅大大减小了泵的体积，同时可实现可调速功能。配置锂电池，有效摆脱电源线的束缚；设计磁力底座，可以吸附在设备上，解放作业人员，使其安全性得到提升。

采用抗腐蚀微型油泵，其电机在无刷霍尔电机的基础上，将控制器内置于一体。工作时只需给其提供0～5 V的直流信号，便可控制泵的压力和流量从0到最大的变化。

2.2 新型注油装置工作原理

准备注油时，打开固定电磁铁5的开关，将便携无线电动注油装置吸附到高压含油设备的外壳上，将微型油泵2的抽油口7通过耐油硅胶软管与储油桶相连，出油口8通过耐腐蚀的聚四氟乙烯管和注油转接头10与高压含油设备相连。打开注油开关，便可实现小型化、轻量式、可控式注油。图4为其三维示意图。

图4 无线电动注油装置三维图

3 新型注油组合装置的实际应用

3.1 新型注油组合装置应用情况

2019年4月，工作人员对膨胀器专用拉伸工具进行试验。在实验室对拆卸不用的互感器膨胀器进行了试验，2人可快速将膨胀器进行拉伸，省时省力，极大地提高了工作效率，同时也避免了以往人力拉伸易喷油的现象。

2019年4月，工作人员将无线注油装置进行制作，并进行抽油模拟试验，试验结果如表1所示。由表1可知，无线注油装置可快速实现注油，避免了长时间高空作业的风险；使用可充电的锂电池模块，摆脱了电源线的束缚，一键启动、小巧便携，可以随时随地实现注油过程，极大地减轻了工作人员的劳动强度。2019年5月至今，新型便携成套高压设备无线电动注油装置使用后，累计加油CT数量24台，累计出工57人，每台互感器补油作业时只需人数3人。各个站的使用情况见表2。

表1 无线注油装置试验结果

表2 电流互感器组合工具补油工作统计表

便携式无线电动注油装置在多个220 kV变电站进行了实际应用，注油时间由原先的6人操作平均注油时间3 h，降低至2人操作平均注油时间1 h，工作效率得到显著提高。

采用专用压力释放装置，实现了高效、安全、轻便地释放膨胀器的收缩压力；采用便携无线电动注油装置，配置了锂电池，摆脱了电源线的束缚，具有较强的灵活性；采用磁力底座能够强力吸附于铁磁架构，保证注油过程注油模块的稳定；采用调速模块，实现可控注油效果；压力释放和电动注油可互为表里，有机结合，进而能够完成小型化、轻量式、可控式注油。

3.2 新型注油组合装置推广情况及取得的效益

3.2.1 推广情况

2019年5月，工作人员应用本产品对110 kV油浸式CT进行注油工作实现了灵活高效、安全稳定、轻便可控地注油效果；压力释放装置和电动注油装置有机结合，进而能够完成小型化、轻量式、可控式注油。

2019年5月至今，新型注油组合装置逐步应用于晋城地区多个220 kV、110 kV、35 kV变电站，使用效果良好，全面达到了预期的注油效果。随后与厂家合作，已完成小批量生产，并在国网山西省电力公司及直属单位范围内推广应用，孵化转化。

3.2.2 取得的效益

组合装置的经济效益主要体现在降低人工成本和高空作业租赁成本，以及减少停电损失等方面。减少停电时间和停电范围，不仅能获得经济效益，还能提升企业形象、服务水平及客户满意度等，具有显著的经济和社会效益。

组合装置使用覆盖范围广，可应用于多个行业的注油工作，具有广阔的应用前景和推广使用价值。例如，升降车、长途运输车，都装有备用油箱。通过使用该装置，可实现从备用油箱向主油箱注油的工作。截至目前，已完成多家其他行业的推广工作，并签订产品供销合同。

4 结束语

通过使用专用拉伸工具，实现了金属膨胀器可控化拉伸并自保持；电动注油装置配置了锂电池，摆脱了电源线的束缚，具有较强的灵活性；开关式磁力底座将注油装置吸附于铁磁架构，保证注油作业的稳定性。拉伸专用工具与电动注油装置有机结合，实现了小型化、轻量化、可控化注油，对电流互感器注油工作具有较强的借鉴意义。