变电设备传动部位带电注油装置的研制

国网福建省电力有限公司泉州供电公司 赵 欢 姚旭瑞 黄培珊 林向宇 施嘉炜 吴荣福

目前常规变电站多为敞开式结构，导致部分变电设备，尤其是隔离开关因长时间暴露在大气环境中因而较容易出现传动转轴部位生锈、润滑油干涩从而导致分合卡涩不到位的缺陷，造成触头发热、刀闸故障等较严重后果，影响电力系统的安全稳定运行。

某地市供电公司变电检修中心在近一个月内对隔离开关的缺陷情况如下：二次回路故障46%，运行人员失误与安装误差各占9%，转动部位卡涩导致的隔离开关分合闸故障占比36%。由此可知，处理好隔离开关的机械部分是保证隔离开关安全稳定的关键问题。根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》，对于隔离开关各运动部位应涂抹性能良好的二硫化钼锂基润滑脂。二硫化钼作为一种性能优良的无机物，被广泛应用于固体润滑剂领域，有着分散性好、不粘结、抗氧化性能优越的特点。

目前，变电站内隔离开关转动部位涂抹二硫化钼锂基润滑脂一般采用人工的方式，使用油漆刷进行涂抹，不但效率低下、涂抹质量得不到保证，同时还需要进行停电作业。在一般情况下，设备的停电计划都有一定的周期性，非计划停电会极大地造成人力、物力资源的浪费。

本文提供了一种新型变电设备传动部位带电注油装置（以下简称“带电注油装置”或“装置”），通过绝缘杆支撑接近到运行中的变电设备传动转轴部位，带电对传动转轴部位遥控进行润滑油注油，不仅提高了变电设备传动部位的注油效率，并通过工具注油的方式提高了二硫化钼锂基润滑脂涂抹的均匀性和覆盖率，也减少了设备的非计划停电次数，极大地提高了变电检修工作的质量和效率。

1 带电注油装置的设计

1.1 设计原则

在变电站内的检修工作，通常的设计原则主要考虑安全性和便捷性两方面，安全性是根本、便捷性是目标。根据《国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）》要求，设备不停电时不同电压等级（kV）的安全距离（m）如下：10及以下/0.70；20、35/1.00；66、110/1.50；220/3.00；330/4.00；500/5.00。

本文所提供的带电注油装置使用绝缘杆来保证注油时与带点部位的安全距离，操作人员在地面操作绝缘杆对设备转动部位进行注油，操作时应佩戴绝缘手套。考虑到绝缘杆过长时操作的不便，以及设备便捷性的设计要求，本文所提供的带电注油装置增加了电机模块，通过电动送油与电动涂刷的方式降低了人工操作，提升了装置的便捷性。该装置主要分为操作部分和注油部分两个模块（图1）。

1.2 操作部分的设计

操作部分主要包含绝缘杆和电机两部分（图3）。绝缘杆采用伸缩嵌套杆的设计方式，这样设计的优点一是可适应不同电压等级的注油操作，可通过绝缘杆的伸缩改变操作人员与带电部位的距离，从而保证操作人员的人身安全；二是相较于可拆卸绝缘杆的设计，其收纳后所占用的空间较小，可减轻检修人员的负担。

电机部分将开关、电机、小油泵、电池、储油罐和出油管集成在一个模块中并固定在绝缘杆上。通过电机驱动将二硫化钼锂基润滑脂从储油罐中通过特定的管道输送至注油口进行注油操作，电机通过锂电池直流供电，并用按压式开关控制电路开断以实现带电注油的功能。在实际操作过程中，油流的稳定性是一项重要的参数，本带电注油装置采用线控方式可保证电路开断控制的无延时性，从而保证油流的稳定性与操作的即时性。同时，将多数配件集成在一起有利于对装置的低压电路进行统一的绝缘保护，以免在变电站操作的过程中使装置受到感应电的破坏。

1.3 注油部分的设计

注油部分主要包括注油口和电动刀口两部分（图4）。注油时，二硫化钼锂基润滑脂在出油口稳速流出，小电机会驱动出油管沿着刀口左右移动，再通过注油口的毛刷进行简单地涂覆即可完成注油操作。电机的开断由控制线引下，并通过电路开关一并控制，从而保证出油和涂刷的同步性，避免浪费的同时也降低了操作的复杂性。通过电机驱动出油口的机械式移动可改善人为抹油时费时费力的情况，同时涂覆的质量也得到了保证，具有一定的效益性和创新性。

经实地测试发现，变电站设备区存在较强的电磁干扰，使得远程遥控的电路板会受到明显的损害，考虑到电磁屏蔽与电路板设计的成本，本文提供的带电注油装置采用线控的方式，绝缘操作杆顶端的电机引下控制线和电源线集成在下部的模块中，从而具备了操作便捷、控制无延时以及降低装置成本的优势。

1.4 带电注油装置的技术参数指标

为实现变电站内注油时的人身与装置安全，根据此带电注油装置各配件的使用技术规范，并结合变电站现场试验数据，整理带电注油装置技术参数指标如下：工作温度-20～50/℃、相对湿度15%～85%RH、工作电压24±10%V、绝缘杆长度1.5～6m、适用电压≤220kV、使用寿命≥1.2万次、电池容量2500mAh。这些数据仅代表通常情况下带电注油装置的技术参数指标，实际应用过程中应结合各地特殊情况进行考虑。

2 带电注油装置实际应用分析

实际应用：带电注油装置自成立课题以来已经过数次改进创新，并已在35kV～220kV 各电压等级的变电站中多次实施，实施效果良好，实现了变电站内二硫化钼锂基润滑脂的不停电注油操作，为变电站内的检修工作提供了一种创新方向。从实际应用的反馈来看，此带电注油装置注油过程平滑简便，注油质量均匀可控，注油时操作人员可戴绝缘手套，并能与带电设备保持足够的距离，因此装置的安全性也可得到保障。

经济效益分析：我国某省每一度电能创造的GDP 约为17元，此时若发生刀闸卡涩需停电处理，停电12h 约损失负荷上万千瓦时，从而造成经济损失达上百万元。另一方面，变电检修人员的用车费用、出工费用、备品备件费用也需要上千元的成本支出。因而此带电注油装置通过进行不停电作业，节省了人力物力成本，避免了因变电设备故障而造成的经济损失，具有非常好的经济效益[1]。

综上，本文所提供的带电注油装置具有便捷高效、安全可靠的优势，既方便了变电检修人员的工作，也一定程度上减少了因变电设备转动部分卡涩导致的故障，促进了电力系统的稳定运行，具有较好的应用前景。