李鵬，劉學(xué)

（國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司內(nèi)蒙古超特高壓分公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000）

0 引言

特高壓變壓器和注油裝置的泄漏所造成的風(fēng)險(xiǎn)必須被充分考慮。因此，管理人員和員工需要充分了解造成設(shè)備泄漏的各種因素，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施針對(duì)性的補(bǔ)救措施，為相關(guān)電力設(shè)備的安全工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)備漏油的原因是復(fù)雜的，設(shè)備工作各個(gè)環(huán)節(jié)中的問(wèn)題都可能會(huì)導(dǎo)致漏油。因此，對(duì)設(shè)備信息系統(tǒng)的分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變電所充油設(shè)備的油損

變電所的注油裝置失去油和空氣，不僅會(huì)影響裝置的外觀質(zhì)量，還會(huì)改變裝置的密封狀態(tài)。密封狀態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致水通過(guò)壓縮空氣進(jìn)入裝置，影響電氣設(shè)備在正常工作過(guò)程中的穩(wěn)定性，在嚴(yán)重情況下，會(huì)發(fā)生一些安全事故。油箱頂部相關(guān)部件泄漏故障的問(wèn)題尤為明顯，部件泄漏時(shí)，無(wú)法觀察到設(shè)備中潤(rùn)滑油的明顯損失，但隨著冷卻水的流入，局部潤(rùn)滑油中的水濃度會(huì)急劇增加，造成絕緣層斷裂等危及電氣設(shè)備正常運(yùn)行的事故。

變壓器機(jī)械設(shè)備具有絕緣性能好、冷卻性能好、滅弧性能好、延緩氧化等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于高壓電器中。在電器安裝之初，內(nèi)部變壓器系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，一旦設(shè)備出現(xiàn)高溫、局部過(guò)熱、局部過(guò)載時(shí)，則很可能出現(xiàn)故障，設(shè)備內(nèi)油也會(huì)迅速開裂，形成一些化學(xué)氣體。因此，有必要對(duì)充油電氣設(shè)備和裝置進(jìn)行油樣試驗(yàn)。根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)范的要求，油樣取樣階段和油樣儲(chǔ)存期間必須要嚴(yán)格執(zhí)行密封操作，將空氣與水隔絕在外，避免油內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)消失影響檢測(cè)結(jié)果。最為關(guān)鍵的是傳統(tǒng)的取油技術(shù)和方法已不能滿足現(xiàn)代取油系統(tǒng)的新要求[1]?；诖?，本文在充油電氣工程、智能設(shè)備的基礎(chǔ)上，研究專門的取樣裝置，為全過(guò)程控制裝置、確保取油人員的人身安全提供保障，并為實(shí)現(xiàn)便捷取油和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供助力。

2 傳統(tǒng)取油工具的問(wèn)題

傳統(tǒng)取油設(shè)備主要包括玻璃注射工具、大口瓶、鑰匙和儲(chǔ)油瓶。加油人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拆除所有儀器后，從電氣設(shè)備的取油口取油樣，放入車輛油箱，然后將車輛返回實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試。但是取油、運(yùn)輸階段存在的問(wèn)題和隱患較多。

2.1 取油過(guò)程中的問(wèn)題

（1）充油電氣工程裝置數(shù)量、類型以及類型自動(dòng)化程度不同，生產(chǎn)閥門也不同。即使是一些主要設(shè)備也沒有專門的泵閥，因此不可能真正實(shí)現(xiàn)閉式泵送。

（2） 常規(guī)使用取油閥應(yīng)使用其他工具（如：扳手、管鉗等）。獲取油樣并提高強(qiáng)度和技能不僅易于使用，而且可能因誤用而損壞設(shè)備。

（3）在取油過(guò)程中，傳統(tǒng)的取油閥不易控制油流。一方面，油樣中容易形成泡沫；另一方面很容易導(dǎo)致燃油噴射和交流變壓器泄漏。

（4） 取油閥通常設(shè)置在高空作業(yè)中，這對(duì)高空作業(yè)構(gòu)成了高風(fēng)險(xiǎn)。

（5） 泵閥的傳統(tǒng)材料主要是鑄鐵，經(jīng)常暴露在室外，容易產(chǎn)生滑絲、腐蝕和裂紋等風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)汽車充油電氣工程和智能設(shè)備的安全管理和運(yùn)營(yíng)構(gòu)成了極大隱患。

2.2 油樣運(yùn)輸中的問(wèn)題

使用一次性注射器清潔并干燥油樣玻璃。高溫蒸煮后，油樣溫度變化小，密封性能變差。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，油樣的振蕩持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，油中的溶解氣體（尤其是儲(chǔ)氫材料）就越容易逸出，導(dǎo)致油色譜分析結(jié)果不正確。此外，變壓器設(shè)備中油氣濃度的檢測(cè)對(duì)取油容器要求較高，一次性玻璃注射器在取油操作期間，若密封性不合格，容易將油與壓縮空氣混合，無(wú)法正確讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)。玻璃儲(chǔ)存器穩(wěn)固性較差，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、檢驗(yàn)和設(shè)計(jì)之間可能會(huì)導(dǎo)致油樣損壞，使油樣分析受干擾，且在操作期間會(huì)對(duì)操作人員的人身安全產(chǎn)生影響。若為偏遠(yuǎn)地區(qū)，在油樣輸送期間，密封性較差，極易出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，保質(zhì)期一般只有四天，當(dāng)與其他作業(yè)或多站生產(chǎn)相結(jié)合時(shí)，很難確保油樣的保質(zhì)期，此時(shí)通常需要將勞動(dòng)力和車輛分開運(yùn)輸，但這將消耗大量的時(shí)間和物質(zhì)資源[2]。

3 全過(guò)程控制專用夾油裝置的開發(fā)

針對(duì)傳統(tǒng)取油工具的問(wèn)題，本文研究一種專用取油設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包含過(guò)渡接頭、不銹鋼板取油鋼，儲(chǔ)油罐等。

3.1 過(guò)渡接頭

注油閥可通過(guò)各種電氣裝置的旋轉(zhuǎn)手柄直接與金屬過(guò)渡閥連接。過(guò)渡金屬接口主要分為系統(tǒng)防塵蓋、可控法蘭、手柄、不銹鋼球閥、泵室等部件。設(shè)計(jì)的可視取油閥主要由外接有機(jī)玻璃氣缸、內(nèi)置六角螺釘、彈簧和旋轉(zhuǎn)手柄組成。外缸與設(shè)備取油口緊固，內(nèi)置六角旋轉(zhuǎn)桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄向前移動(dòng)。前卡口被推到六角螺釘上，并套在取油閥上，以控制六角螺釘?shù)那斑M(jìn)和后退，以及閥門和出油口的打開和關(guān)閉。旋轉(zhuǎn)桿的內(nèi)部是空的，油流入旋轉(zhuǎn)桿的內(nèi)腔并流出導(dǎo)油口。泵閥內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)伸縮彈簧，使用時(shí)，彈簧收縮并作用在六角螺釘上，力與其收縮方向相反，以防止螺釘從設(shè)備上完全脫落。整個(gè)取油過(guò)程更安全、更可靠、更方便[3]。

3.2 設(shè)備尺寸的確定

根據(jù)設(shè)備取樣閥的特點(diǎn)，裝置的外筒設(shè)計(jì)為一個(gè)總長(zhǎng)度15 cm的圓筒，外直徑為5 cm，內(nèi)直徑為4.5 cm，螺紋將其與設(shè)備油閥連接，導(dǎo)線為緊密匹配方式，避免采樣時(shí)漏油。旋轉(zhuǎn)桿的推力行程約5 cm，低于螺桿的前行程、后行程，可避免螺桿退出閥門。旋轉(zhuǎn)手柄為圓柱形，可增加摩擦線，能夠?yàn)槭謩?dòng)旋轉(zhuǎn)操作提供便捷。

3.3 材料的選擇

裝置外筒為透明有機(jī)玻璃，強(qiáng)度與硬度可滿足相應(yīng)的要求，在取樣過(guò)程中全程密封，并在整個(gè)過(guò)程中顯示。連接管為硅橡膠管，彈性較高，承壓能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性較高。參照GB/T 7597—2007《電力用油(變壓器油、汽輪機(jī)油)取樣方法》選擇材料，依照規(guī)定要求開展。

不銹鋼取油罐，可以解決傳統(tǒng)玻璃注射器密封性、牢固性問(wèn)題，不銹鋼的取油筒替代了傳統(tǒng)玻璃，在油缸內(nèi)部涂抹有陶瓷膜，氣缸上設(shè)置了專門的閥門，共計(jì)2個(gè)。油樣通過(guò)三通閥底門裝入油缸，并引導(dǎo)陶瓷薄膜涂層不銹鋼活塞在磨損后向前移動(dòng)。整個(gè)過(guò)程為密封取樣，可充入60 mL油樣，如圖2所示。

自密封取油閥如圖2所示，在取油閥門內(nèi)部設(shè)置了簡(jiǎn)單的單向閥，在取油階段，不需要擰開或調(diào)整元閥門的控制螺釘，通過(guò)提前取出外套管油來(lái)控制油量。泵送完成后，泵送噴嘴可自動(dòng)將其關(guān)閉，在泵送過(guò)程中，確保安全與密封。內(nèi)部O形圈共計(jì)三層，可確保內(nèi)部空間的密室性，閥門取樣口尾部設(shè)置有專門的保護(hù)帽，可實(shí)現(xiàn)密封作業(yè)。在原設(shè)備的除油閥上固定了專門的密封除油閥，能夠?qū)⒃旧P或失效的設(shè)備更換，以此確保取油階段的密封性。

圖2 取油盒

3.4 設(shè)備尺寸的確定

取油閥閥蓋外徑為5.5 cm，線距1.5 mm。密封圈安裝在螺紋連接的底部，與取油口的內(nèi)部連接，既能防止取樣時(shí)漏油，又能保證取油時(shí)設(shè)備的密封性。

3.5 材料的選擇

閥座由高度穩(wěn)定的聚合物材料制成，不易受外部溫度變化的干擾。取油口、密封蓋為銅，穩(wěn)定性較強(qiáng)，內(nèi)部設(shè)置了三層橡膠，密封圈可以隨時(shí)更換，以此確保閥門的密封效果。為了減少油樣碰撞，本文設(shè)計(jì)了一種可拆卸抽屜式油罐。它由五個(gè)抽屜組成，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化箱內(nèi)防震泡沫的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，在運(yùn)輸過(guò)程中合理保護(hù)注入器內(nèi)油樣的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)抗震、防水、輕質(zhì)的效果[4]。

4 全過(guò)程控制專用夾油裝置應(yīng)用效果

4.1 提高維修效率

（1）取油試驗(yàn)中，打開油閥門，借助過(guò)渡連接手柄就可進(jìn)行相應(yīng)的操作，可將維修難度降低。

（2） 縮短取油時(shí)間。目前，大型電機(jī)變壓器、中型電機(jī)變壓器的耗油時(shí)間為20 min，在引入專門的取油設(shè)備以后，可以將原本的20 min縮短為12 min。同時(shí)，單個(gè)電壓互感器的取油時(shí)間也可以從30 min縮短到15 min。目前，湖南維保公司每年平均提取546 臺(tái)交流變壓器和1 179 臺(tái)主變壓器、高強(qiáng)度變壓器和輔助變壓器。引進(jìn)新的取油設(shè)備后，每年從處理廠采集油樣的工作開發(fā)和學(xué)習(xí)時(shí)間將從2 h減少到1.3 h，通過(guò)處理廠采集油樣的工作開發(fā)時(shí)間將從1.3 h減少到1.0 h。

4.2 降低安全風(fēng)險(xiǎn)

（1）專用防塵帽可阻絕灰塵進(jìn)入到取樣閥內(nèi)，將變壓器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)降低。如果設(shè)備油樣閥損壞，可將其鎖定在原閥上并更換，以降低設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)和操作風(fēng)險(xiǎn)；如果設(shè)備油取樣閥沒有損壞，可以在油取樣后將其拆下，以提高運(yùn)行的安全系數(shù)。

（2） 此裝置可簡(jiǎn)化采樣流程，實(shí)現(xiàn)作業(yè)時(shí)間的縮短，如此能夠?qū)⑷藛T取油采樣階段的危險(xiǎn)性降低，切實(shí)維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)人員的安全。

4.3 延長(zhǎng)油樣的保質(zhì)期

油箱主要用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，以防光線和水分，其具有良好的密封性能，使溶解在油中的氣體不易流失。分析和測(cè)試的研究結(jié)果證實(shí)，油樣的儲(chǔ)存期一般不超過(guò)1天，比傳統(tǒng)的玻璃注射工具（儲(chǔ)存期為2天）更短。

4.4 降低石油取用成本

由于油箱密封性好，當(dāng)油箱關(guān)閉時(shí)，抽屜式儲(chǔ)罐可以通過(guò)汽車運(yùn)輸或直接通過(guò)第三方配送企業(yè)運(yùn)回，大大降低了油樣的運(yùn)輸成本。此外，與傳統(tǒng)的取油方法相比，專用取油設(shè)備的使用相對(duì)簡(jiǎn)單，可以大大減少人員總數(shù)，節(jié)約人員成本。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，供電負(fù)荷的增加，使得加油設(shè)備也不斷增加，傳統(tǒng)的取油工具、取油方式已經(jīng)很難滿足實(shí)際的工作需求?；诖?，本文提出了這種專用取油設(shè)備，其在實(shí)際應(yīng)用中效果顯著，可實(shí)現(xiàn)效率的提升，能夠降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)油樣的使用壽命，大幅度降低石油生產(chǎn)成本。