有载开关油室传动轴检修专用工具

有载开关油室传动轴检修专用工具

梁洛耕 陈三伟 杨智华 韦阳健 韦富方

广西电网有限责任公司柳州供电局，广西 柳州 545005

摘要：有载分接开关在电力系统中作为逆调压、联络电网、无功分配以及调节负荷潮流的重要手段，对保证电力系统的经济运行有重要意义。运行年限长的有载开关油室的密封圈老化，会导致油室中的油向变压器本体中渗漏，严重影响变压器的安全、稳定运行。同时，油室检测工作比较复杂且繁琐。基于此，文章介绍了一种有载开关油室传动轴检修专用工具，可以有效提高油室检修工作效率，减少停电时间，对保障变压器安全稳定运行有着重要意义。

关键词：变压器；有载分接开关；油室；检修；工具

引言

有载分接开关由于能在变压器励磁和负载状态下实现对电压的有效调节，已成为电力系统保证供电质量不可缺少的关键电气设备之一，获得了越来越广泛的应用。我局的变压器大部分为有载调压变压器，由于多年的运行，随着有载分接开关调压次数的增加、油室密封圈老化，以及没有及时进行检修维护等原因，导致有载分接开关油室中的油向变压器本体渗漏故障的发生，这样不仅污染本体油，而且影响对本体潜伏性故障的分析、判断。渗漏严重时，危及变压器的安全、稳定运行。有载分接开关的渗漏通过高压试验是难以发现的，因此，我们结合我局近几年遇到的有载分接开关油室的渗漏情况，计划研究一款专用工具满足此类作业要求。本项目研制的专用工具，仅需变压器本体部分排油，底于有载开关油室即可完成传动轴检修或更换，解决渗漏油问题，省去主变本体大修过程。

1变压器有载分接开关的运行情况

目前在电力变压器上使用的有载分接开关基本上用电阻过渡元件。有载分接开关在带负荷快速切换时产生电弧，绝缘油在电弧的作用下分解产生游离碳、氢气、可燃性烃类气体，切换操作还产生微量金属颗粒。其中游离碳及金属颗粒杂质的一部分附着在分接开关绝缘件表面，特别在电场集中的带电触头附近，另一部分悬浮于油中，而大部分积沉在切换油室箱底。

分布在绝缘表面的杂质颗粒将降低绝缘件的绝缘强度，悬浮于油中的杂质颗粒则影响油的击穿强度，特别在油中微水含量增加时，将加速降低油的击穿电压，影响有载分接开关的绝缘水平。随着切换次数的增加，切换油室中杂质颗粒的数量也随着增多，这将严重地影响分接开关的整体绝缘水平。运行中每切换5000~10000次或1~2年或油中击穿电压低于25kV时应开盖清洗换油或滤油1次，每6个月至1年或分接变换2000~4000次至少采样1次。如超期不滤油也不清洗绝缘件，则绝缘水平下降，随着开关切换的增加，游离碳和重金属微粒越聚越多，严重影响分接开关的整体绝缘水平。由此而产生的分接开关相向击穿，甚至爆炸，危及安全运行。

2有载开关油室结构

有载分接开关按结构方式分为复合式(FY)和组合式(ZY)两大类，复合式是把分接选择器和切换开关功能结合在一起，其触头是在带负荷下选择切换分接头。而组合式是由分接选择器和切换开关组合而成，分接选择器动触头是在无载下选择分接头之后，切换开关触头把负载电流切换到已选的另一分接头上。组合式切换开关埋入变压器的油箱内，需要一个单独的油室，防止负载切换中的污油与变压器油箱内的油相混，这就要求切换开关油室有良好的密封性能，组合式切换开关的油室一般由头部法兰、绝缘筒、底盖组成，头部法兰和底盖由铸铝合金制成，在头部法兰上有头部齿轮传动装置、分接位置观察窗、溢油排气螺钉和释放压力的爆破盖等组成。底盖上有一穿过筒底的传动轴，轴的上端联结器与切换机构相连，轴的下端通过筒底的齿轮联结器带动分接选择器。绝缘筒是酚醛层压纸筒，或是环氧玻璃丝筒、布缠绕筒，绝缘筒圆周上安装有联结触头或工作触头。油室涉及的密封有固定密封和贯穿轴运动密封两类，固定密封大多采用O形圈密封，如头部法兰、底盖与绝缘筒的连接、绝缘筒与联结触头以及底盖与放油镙钉均属于这一类密封。贯穿轴运动密封大多采用皮碗密封(即骨架式油封密封)，如底盖处切换开关和选择开关连接的传动轴密封。

3有载开关油室传动轴检修专用工具介绍

该变压器有载分接开关油室传动检修专用工具，其主要由空心操作杆、检查头、吸油泵、图像处理监视器等组成（如图1所示）。

图1有载开关油室传动轴检修专用工具结构图

注：1为空心操作杆，2为检查头，3为吸油泵，4为图像处理监视器，5为连接头，6为操作手柄，7为吸油嘴，8为油箱，9为海棉吸油块，10为超广角六片全玻璃镜头，11为灯泡，12为磁力吸块。

由图1可以看出，该变压器有载分接开关油室传动轴检修专用工具，其操作杆可以采用伸缩杆，吸油泵、图像处理监视器的结构与现有技术相同，此不赘述，操作杆前端经连接头与检查头相连接，连接头一般采用球形万向连接头，以使检查头能任意转动，检查头下端面的吸油嘴能方便对油室进行全方位吸油，提高检查质量，操作杆后端设有操作手柄，操作手柄上设有各装置的操作开关，检查头呈鸦头状，检查头前下端面设有吸油嘴，吸油嘴经设置在操作杆内的导油管与吸油泵进油口相连接，吸油泵出油口经导管与油箱相连接，吸油泵为空气式吸泵，使油箱内的余油随空气流吸入导管，吸油嘴后的检查头2上设有海棉吸油块，海棉吸油块对油箱内壁进一步清洁，检查头前端面上设有超广角六片全玻璃镜头和灯泡，镜头经操作杆内的数据线与图像处理监视器相连接，灯泡经导线与电源相连接，镜头背面的检查头上设有磁力吸块，镜头可以采用电子成像元件—CCD（电荷耦合器件），将所要观察的油室内壁通过微小的物镜光学系统成像到CCD上，然后通过导像纤维束将接收到的图像信号送到图像处理系统上，最后在监视器上输出处理后的图像，供技术人员观察和诊断，磁力吸块为电永磁磁力吸盘，电永磁磁力吸盘内设有磁力单元，磁力单元由激磁线圈组件、高矫顽力磁条、低矫顽力磁块和磁极组成，激磁线圈经导线与电源相连接，电源开关设置在把手上，以控制磁力吸块的吸力。该专用工具使用时，先放出变压器有载分接开关油室内油，再将检查头伸进油室，打开吸油泵，油室内的余油由吸油嘴、导油管吸出，海棉吸油块将油室进行进一步清洁，磁力吸块交油室内的金属粉末或螺丝钉类的金属吸附，然后通过超广角六片全玻璃镜头对油室进行检查有无渗漏或损坏，灯泡可用于需要照明的场所，具有操作简单、使用方便、检查效果好等优点。

4总结

目前电力系统内没有不排出本体变压器完成更换传动轴的专用工具和工艺，研究了一款专用工具满足此类作业要求。该专用工具，仅需变压器本体部分排油，底于有载开关油室即可完成传动轴检修或更换，解决渗漏油问题，省去主变本体大修过程，极大的提升了工作效率，减少了停电时间，具有良好的推广意义。

参考文献

[1]杨生. 有载分接开关的故障维护和检修[J]. 华通技术, 2004(2):1.

[2]成健, 邱云岗. 电力变压器有载分接开关运行维护及检修[J]. 山西电力, 2012(02):15-17.

[3]周凡祥, 屠楚明, 罗睿. 浅谈电力变压器有载分接开关检修与维护[J]. 电工技术, 2015(12):157-158.

[4]李勇明. 变压器有载分接开关故障分析与维护[J]. 2021(2012-22):132-133.