油浸式设备呼吸器总成化改造

易修立 童峰 刘军

摘要—油浸式设备呼吸器内矽胶更换频繁，现有呼吸器结构复杂导致矽胶更换步骤繁琐，更换效率低，基于此本文提出一种新型油浸式设备呼吸器，其适用于变电站内所有油浸式设备，本文对呼吸器结构及其更换步骤进行了详细介绍，最后总结了新型油浸式設备呼吸器的优点：节约矽胶更换时长约86%-90%，提高矽胶利用率约33.3%，提高了矽胶更换期间油浸式设备的可靠性。

关键词—油浸式设备; 呼吸器;矽胶

I.背景介绍

变电站油浸式设备（主变，站用变等）呼吸器的作用是清除和干燥由于设备油温的变化而进入设备储油柜的空气中的杂质和水分，以免油浸式设备受潮，保证内部油的绝缘强度[1-3] 。呼吸器内用于实现吸附作用的干燥剂是矽胶，当呼吸器内的矽胶潮解变色部分超过总量的2/3时，需对矽胶进行更换。以主变本体为例，现有主变矽胶更换需要以下步骤：

1. 退出本体（调压机构）重瓦斯起动跳闸硬压板，将主变瓦斯保护改投信号;

2. 松开呼吸器与油枕呼吸导管连接处的四个螺丝，取下呼吸器;

3. 用崭新、干燥的毛巾包住呼吸导管，以免空气及杂志直接进入油枕;

4. 拆除呼吸器油罐（大油杯与小油杯）;

5. 拆除矽胶罐顶盖;

6、倒出变色矽胶，更换新矽胶;

7、安装过程与上述拆除过程相反。

总结现有矽胶更换的过程存在的问题（以主变本体为例）：

1. 更换步骤繁琐，更换工作的流程和时间较长，一次矽胶更换的工作时间通常要十五至二十分钟甚至更长，更换效率低;

2. 主变重瓦斯改投信号，主变失去内部主保护，不能确保更换过程中主变运行的安全性和可靠性;

3. 主变在更换期间处于无呼吸器运行，更换过程中变压器内部可能进入部分潮气，降低变压器油的绝缘强度。

4. 主变矽胶更换时需要将呼吸器内矽胶全部倒出更换，矽胶的利用率很低;

基于上述原因，迫切需要对变电站内油浸式设备的呼吸器进行总成化改造，提高站内油浸式设备呼吸器的矽胶更换效率，降低劳动强度，提高站内设备运行的安全性与可靠性。

II.新型呼吸器设计

A.  呼吸器结构设计

考虑变电站油浸式设备呼吸器的总成化改造，基于此提出一种新型矽胶呼吸器，如图1、 图2 所示：

如图1所示，新型油浸式设备呼吸器，包括筒体1、上盖2、下盖3、封装盒体4、泄压阀5、小油杯6、大油杯7。

筒体1的横截面形状为方形，下盖3与筒体1连接成一体，上盖2连接于筒体1的上端，且在筒体1和上盖2之间设置软质密封圈。

筒体1的三方围成整体，另一方为开口侧，开口侧通过可开合的密封门11密封。

为了简化密封门11的开合连接结构，呼吸器采取在上盖和下盖上对称设置铰接轴8的方式来连接密封门的顶部和底部，使密封门既可绕铰接轴旋转打开，又可保证与筒体开口侧的贴合。

密封门11上设置有透明窗口111及方便开合的把手112。

为了提高密封门11与筒体1开口侧的密封效果，在密封门的内侧固定软质密封圈。

下油杯6和大油杯7连接于下盖3下侧的中心位置处。

上盖2包括锥形盖体21及其中心位置处的连接法兰22，锥形盖体21上连接有泄压阀5。

如图2所示，新型呼吸器采用长方体形的封装盒体4来封装矽胶，其侧壁设置有若干透气孔（未示出）。未使用时，在封装盒体外包裹可隔绝空气的薄膜，需使用时将薄膜拆除。

封装盒体的平面尺寸可根据筒体的内腔尺寸确定，封装盒体所需的数量通过上下层数的变化来满足呼吸器的要求。

本呼吸器装配好，并在筒体内腔中放置好封装盒体后，使筒体内保持一定的负压，以保证上盖和密封门与筒体之间的密封效果，但需使密封门在一般用力往外拉时可打开。

B.  呼吸器矽胶更换

主变或者站用变等油浸式设备正常运行状态时，本呼吸器的密封门紧闭于筒体的开口侧，实现内部矽胶与外界空气的隔离。通过密封门上的透明窗口观察封装盒体内矽胶的变色情况，当有变色超过三分之二的盒体内的矽胶变色时，打开密封门对这些封装盒体进行更换。

以主变本体为例，采用本呼吸器后，主变矽胶变色超过规定值需要更换时，更换步骤为：

1. 退出本体重瓦斯起动跳闸硬压板，将主变瓦斯保护改投信号;

2. 打开筒体的密封门;

3. 取出筒体内底部变色部分的封装盒体更换新盒;

4. 关闭密封门。

当打开密封门困难时，打开上盖上的泄压阀泄压实现内外气压平衡，再打开密封门。

III.新型呼吸器性能对比

本文提出了油浸式设备呼吸器总成化改造的方案，在不改变呼吸器原有功能的前提下，设计以一种新型油浸式设备呼吸器，经实际测试其主要的效果为：

1. 精简了主变矽胶更换过程，在更换矽胶时不需要再拆卸呼吸器的连接螺丝、顶盖和油罐等部件，直接打开矽胶筒箱门，更换变色部分的矽胶盒即可，将原本需要十五至二十分钟甚至更长的更换时间缩短为两分钟，节约矽胶更换时长约86%-90%，极大的提高了呼吸器矽胶更换的效率，降低了劳动强度;

2. 缩短了主变内部无主保护运行状态的时间，减少空气潮气进入主变内部，提高了主变运行的安全性和可靠性。

3.油浸式设备呼吸器内矽胶变色是自下而上的，所以更换矽胶时可以仅将变色部分的封装盒体更换，相较之前需要将筒体内的矽胶从顶部全部倒出更换，矽胶的利用率更高，节约了成本，经测试，新型呼吸器约可提高矽胶利用率33%

4. 新型矽胶盒为统一尺寸设计，通过改变矽胶盒的层数（数量）可以使其适用于站内所有油浸式设备呼吸器;

References

黄建军.一种便于更换硅胶的变压器呼吸器[J].科技与创新，2020（08）：138-139.

王森.一种操作简单的新型变压器呼吸器的研制与应用[J]. 通信电源技术， 2020（08）：7-9.

殷新烈.变压器呼吸器油杯拆装工具的研制用[J]. 机电信息， 2018（33）：43-45.