變電設(shè)備傳動(dòng)部位帶電注油裝置的研制

國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司 趙 歡 姚旭瑞 黃培珊 林向宇 施嘉煒 吳榮福

目前常規(guī)變電站多為敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致部分變電設(shè)備，尤其是隔離開(kāi)關(guān)因長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣環(huán)境中因而較容易出現(xiàn)傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸部位生銹、潤(rùn)滑油干澀從而導(dǎo)致分合卡澀不到位的缺陷，造成觸頭發(fā)熱、刀閘故障等較嚴(yán)重后果，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

某地市供電公司變電檢修中心在近一個(gè)月內(nèi)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的缺陷情況如下：二次回路故障46%，運(yùn)行人員失誤與安裝誤差各占9%，轉(zhuǎn)動(dòng)部位卡澀導(dǎo)致的隔離開(kāi)關(guān)分合閘故障占比36%。由此可知，處理好隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)械部分是保證隔離開(kāi)關(guān)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》，對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)各運(yùn)動(dòng)部位應(yīng)涂抹性能良好的二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂。二硫化鉬作為一種性能優(yōu)良的無(wú)機(jī)物，被廣泛應(yīng)用于固體潤(rùn)滑劑領(lǐng)域，有著分散性好、不粘結(jié)、抗氧化性能優(yōu)越的特點(diǎn)。

目前，變電站內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)部位涂抹二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂一般采用人工的方式，使用油漆刷進(jìn)行涂抹，不但效率低下、涂抹質(zhì)量得不到保證，同時(shí)還需要進(jìn)行停電作業(yè)。在一般情況下，設(shè)備的停電計(jì)劃都有一定的周期性，非計(jì)劃停電會(huì)極大地造成人力、物力資源的浪費(fèi)。

本文提供了一種新型變電設(shè)備傳動(dòng)部位帶電注油裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“帶電注油裝置”或“裝置”），通過(guò)絕緣桿支撐接近到運(yùn)行中的變電設(shè)備傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸部位，帶電對(duì)傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸部位遙控進(jìn)行潤(rùn)滑油注油，不僅提高了變電設(shè)備傳動(dòng)部位的注油效率，并通過(guò)工具注油的方式提高了二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂涂抹的均勻性和覆蓋率，也減少了設(shè)備的非計(jì)劃停電次數(shù)，極大地提高了變電檢修工作的質(zhì)量和效率。

1 帶電注油裝置的設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)原則

在變電站內(nèi)的檢修工作，通常的設(shè)計(jì)原則主要考慮安全性和便捷性?xún)煞矫妫踩允歉尽⒈憬菪允悄繕?biāo)。根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電部分）》要求，設(shè)備不停電時(shí)不同電壓等級(jí)（kV）的安全距離（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。

本文所提供的帶電注油裝置使用絕緣桿來(lái)保證注油時(shí)與帶點(diǎn)部位的安全距離，操作人員在地面操作絕緣桿對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部位進(jìn)行注油，操作時(shí)應(yīng)佩戴絕緣手套。考慮到絕緣桿過(guò)長(zhǎng)時(shí)操作的不便，以及設(shè)備便捷性的設(shè)計(jì)要求，本文所提供的帶電注油裝置增加了電機(jī)模塊，通過(guò)電動(dòng)送油與電動(dòng)涂刷的方式降低了人工操作，提升了裝置的便捷性。該裝置主要分為操作部分和注油部分兩個(gè)模塊（圖1）。

1.2 操作部分的設(shè)計(jì)

操作部分主要包含絕緣桿和電機(jī)兩部分（圖3）。絕緣桿采用伸縮嵌套桿的設(shè)計(jì)方式，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)一是可適應(yīng)不同電壓等級(jí)的注油操作，可通過(guò)絕緣桿的伸縮改變操作人員與帶電部位的距離，從而保證操作人員的人身安全；二是相較于可拆卸絕緣桿的設(shè)計(jì)，其收納后所占用的空間較小，可減輕檢修人員的負(fù)擔(dān)。

電機(jī)部分將開(kāi)關(guān)、電機(jī)、小油泵、電池、儲(chǔ)油罐和出油管集成在一個(gè)模塊中并固定在絕緣桿上。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)將二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂從儲(chǔ)油罐中通過(guò)特定的管道輸送至注油口進(jìn)行注油操作，電機(jī)通過(guò)鋰電池直流供電，并用按壓式開(kāi)關(guān)控制電路開(kāi)斷以實(shí)現(xiàn)帶電注油的功能。在實(shí)際操作過(guò)程中，油流的穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的參數(shù)，本帶電注油裝置采用線控方式可保證電路開(kāi)斷控制的無(wú)延時(shí)性，從而保證油流的穩(wěn)定性與操作的即時(shí)性。同時(shí)，將多數(shù)配件集成在一起有利于對(duì)裝置的低壓電路進(jìn)行統(tǒng)一的絕緣保護(hù)，以免在變電站操作的過(guò)程中使裝置受到感應(yīng)電的破壞。

1.3 注油部分的設(shè)計(jì)

注油部分主要包括注油口和電動(dòng)刀口兩部分（圖4）。注油時(shí)，二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂在出油口穩(wěn)速流出，小電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)出油管沿著刀口左右移動(dòng)，再通過(guò)注油口的毛刷進(jìn)行簡(jiǎn)單地涂覆即可完成注油操作。電機(jī)的開(kāi)斷由控制線引下，并通過(guò)電路開(kāi)關(guān)一并控制，從而保證出油和涂刷的同步性，避免浪費(fèi)的同時(shí)也降低了操作的復(fù)雜性。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)出油口的機(jī)械式移動(dòng)可改善人為抹油時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的情況，同時(shí)涂覆的質(zhì)量也得到了保證，具有一定的效益性和創(chuàng)新性。

經(jīng)實(shí)地測(cè)試發(fā)現(xiàn)，變電站設(shè)備區(qū)存在較強(qiáng)的電磁干擾，使得遠(yuǎn)程遙控的電路板會(huì)受到明顯的損害，考慮到電磁屏蔽與電路板設(shè)計(jì)的成本，本文提供的帶電注油裝置采用線控的方式，絕緣操作桿頂端的電機(jī)引下控制線和電源線集成在下部的模塊中，從而具備了操作便捷、控制無(wú)延時(shí)以及降低裝置成本的優(yōu)勢(shì)。

1.4 帶電注油裝置的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)

為實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)注油時(shí)的人身與裝置安全，根據(jù)此帶電注油裝置各配件的使用技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合變電站現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理帶電注油裝置技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下：工作溫度-20～50/℃、相對(duì)濕度15%～85%RH、工作電壓24±10%V、絕緣桿長(zhǎng)度1.5～6m、適用電壓≤220kV、使用壽命≥1.2萬(wàn)次、電池容量2500mAh。這些數(shù)據(jù)僅代表通常情況下帶電注油裝置的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)結(jié)合各地特殊情況進(jìn)行考慮。

2 帶電注油裝置實(shí)際應(yīng)用分析

實(shí)際應(yīng)用：帶電注油裝置自成立課題以來(lái)已經(jīng)過(guò)數(shù)次改進(jìn)創(chuàng)新，并已在35kV～220kV 各電壓等級(jí)的變電站中多次實(shí)施，實(shí)施效果良好，實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂的不停電注油操作，為變電站內(nèi)的檢修工作提供了一種創(chuàng)新方向。從實(shí)際應(yīng)用的反饋來(lái)看，此帶電注油裝置注油過(guò)程平滑簡(jiǎn)便，注油質(zhì)量均勻可控，注油時(shí)操作人員可戴絕緣手套，并能與帶電設(shè)備保持足夠的距離，因此裝置的安全性也可得到保障。

經(jīng)濟(jì)效益分析：我國(guó)某省每一度電能創(chuàng)造的GDP 約為17元，此時(shí)若發(fā)生刀閘卡澀需停電處理，停電12h 約損失負(fù)荷上萬(wàn)千瓦時(shí)，從而造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上百萬(wàn)元。另一方面，變電檢修人員的用車(chē)費(fèi)用、出工費(fèi)用、備品備件費(fèi)用也需要上千元的成本支出。因而此帶電注油裝置通過(guò)進(jìn)行不停電作業(yè)，節(jié)省了人力物力成本，避免了因變電設(shè)備故障而造成的經(jīng)濟(jì)損失，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

綜上，本文所提供的帶電注油裝置具有便捷高效、安全可靠的優(yōu)勢(shì)，既方便了變電檢修人員的工作，也一定程度上減少了因變電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部分卡澀導(dǎo)致的故障，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具有較好的應(yīng)用前景。