便攜式變壓器呼吸器硅膠更換平臺的研制

張 航

(國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林供電公司，吉林 吉林，132012)

0 引 言

呼吸器是油浸式變壓器上專用的一種空氣凈化裝置，裝置里面裝有硅膠，用于清除和干燥由于變壓器油溫之變化而進(jìn)入變壓器、儲油柜的空氣中的雜物和潮氣，以保持變壓器油的清潔和絕緣強(qiáng)度。硅膠在清除干燥空氣中的雜物和潮氣的過程中會逐漸變色，變壓器呼吸器的硅膠變色超過2/3就需要進(jìn)行更換作業(yè)。對主變壓器來說，更換呼吸器硅膠是一項(xiàng)經(jīng)常性的維護(hù)工作。傳統(tǒng)的維護(hù)方法是將變壓器呼吸器全部拆卸下來，移送至專門檢修間進(jìn)行更換，在此期間難免有部分空氣進(jìn)入變壓器內(nèi)部，有可能造成主變瓦斯保護(hù)動作。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況，呼吸器的硅膠一般半年時間內(nèi)變色就超過2/3，如遇陰雨天氣，則變色情況更加嚴(yán)重，而硅膠變色超過2/3就需要進(jìn)行更換作業(yè)。對國網(wǎng)吉林公司2017年實(shí)施消缺性質(zhì)的變電運(yùn)維一體化項(xiàng)目的次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析。2017年共實(shí)施消缺性質(zhì)的運(yùn)維一體化項(xiàng)目171次，其中次數(shù)最多的為變壓器呼吸器硅膠更換項(xiàng)目，約占作業(yè)總數(shù)的72%[1]。因此，研制了一款變壓器呼吸器硅膠更換平臺，應(yīng)用于各種型號的變壓器呼吸器的硅膠更換工作。

1 課題背景

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司三十項(xiàng)反事故措施》及《變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用制度》中的油浸式變壓器運(yùn)維細(xì)則要求：變壓器本體有載呼吸器更換硅膠，應(yīng)將重瓦斯保護(hù)改投信號，工作完畢后限期恢復(fù)[2]。國網(wǎng)吉林供電公司變電運(yùn)維室要求66 kV變壓器呼吸器硅膠更換時間≤40 min。

以2017年7月至12月為樣本期，對公司所屬6座變電站進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果顯示均已超過規(guī)定要求的40 min，見表1。經(jīng)過調(diào)查分析，結(jié)合變電運(yùn)維室實(shí)際，確定將變壓器呼吸器硅膠更換時間降至40 min以下作為課題目標(biāo)。

表1 變電站更換呼吸器硅膠所用時間Table 1 Time taken to replace the respirator silicone in substations

2 問題分析

以變電運(yùn)維四班所管轄的6座變電站為例展開深入調(diào)查，統(tǒng)計2016年更換變壓器呼吸器硅膠各步驟所用時間。按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求變壓器呼吸器更換硅膠主要分為五個步驟：工具準(zhǔn)備、拆卸呼吸器、搬運(yùn)至操作平臺、硅膠傾倒及灌裝、回裝呼吸器。對五個步驟的作業(yè)時間進(jìn)行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)分析見表2。

表2 變電站更換呼吸器硅膠各步驟用時Table 2 Time of each step of replacing the respirator silicone in substations min

由表2可知，搬運(yùn)至操作平臺、硅膠傾倒這兩個步驟的累計用時占總用時的50%～53%，因此影響變壓器呼吸器硅膠更換時間長短的癥結(jié)發(fā)生在這兩個階段。

為了驗(yàn)證所設(shè)定目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，展開進(jìn)一步調(diào)查分析。在影響呼吸器硅膠更換時間的因素中，搬運(yùn)至操作平臺占13%，硅膠傾倒及灌裝占40%，如將這兩個環(huán)節(jié)問題解決90%，則硅膠更換時間為25.4 min。

通過采取現(xiàn)場驗(yàn)證、調(diào)查分析、測試測量方法，對收集的5個末端因素逐個進(jìn)行確認(rèn)，通過合理的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)確定主要原因。

1)針對性技術(shù)培訓(xùn)不夠?！栋嘟M培訓(xùn)》中是否有呼吸器硅膠更換培訓(xùn)內(nèi)容，并且培訓(xùn)結(jié)束后是否對班組人員進(jìn)行呼吸器硅膠更換方法、步驟進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考試。實(shí)際中，班組人員全部完成培訓(xùn)課時，實(shí)訓(xùn)成績合格率100%。

2)未按操作規(guī)范執(zhí)行。小組成員根據(jù)《國家電網(wǎng)公司三十項(xiàng)反事故措施》及《變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用制度》中的油浸式變壓器運(yùn)維細(xì)則要求對班組的呼吸器硅膠更換作業(yè)卡執(zhí)行情況進(jìn)行查看和確認(rèn)。呼吸器硅膠更換作業(yè)卡合格率為100%。

3)多人操作效率低。常規(guī)傾倒、灌裝硅膠需要多人協(xié)同配合操作，稍有不慎容易將呼吸器的玻璃外壁打碎，嚴(yán)重拖延了呼吸器硅膠更換時間。通過對變電運(yùn)維四班所管轄12座變電站更換硅膠所用的時間進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，得出的結(jié)論是12座變電站更換硅膠所用的平均時間為53 min，超出了工區(qū)所要求的規(guī)定。

4)不同環(huán)境溫度影響。小組成員對不同環(huán)境溫度、不同出汗程度拆卸呼吸器時間進(jìn)行確認(rèn)。不同環(huán)境溫度下操作時間差Δtmax≤5%。

5)缺少更換硅膠操作平臺。呼吸器拆卸下后需要放置到專門的操作平臺進(jìn)行硅膠更換，這一步驟所用時間約占總時間的10%，不僅延長了作業(yè)時間，而且增大了呼吸器玻璃外壁破損的概率。

綜上所述，通過對所有末端因素進(jìn)行逐條確認(rèn)，小組最終確認(rèn)主要原因：缺少更換硅膠操作平臺、多人操作效率低[3-5]。

3 技術(shù)方案

3.1 提出方案

通過計算機(jī)軟件3DMAX繪制出呼吸器硅膠專用工具使用過程圖。

該工具主要由底座、轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)軸、呼吸器固定托、可調(diào)節(jié)固定鉗構(gòu)成。將呼吸器通過可調(diào)節(jié)固定鉗固定后，逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)桿即可將呼吸器內(nèi)硅膠傾倒。大大降低了呼吸器更換時間以及損壞概率，同時單人即可操作。更換工具如圖1所示。

圖1 硅膠更換工具Fig.1 Tools for silicone replacement

3.2 成品展示

圖2所示為變壓器呼吸器硅膠更換的專用工具。使用時將所需更換硅膠的變壓器呼吸器放置圓盤上，并用專用的工具將其固定，運(yùn)用物理學(xué)中的杠桿原理，搬動其側(cè)方把手將呼吸器內(nèi)的硅膠粒傾倒出去。這樣既可減少硅膠粒的更換時間，又節(jié)省了人力，對呼吸器的玻璃器壁起到了保護(hù)作用。

圖2 成品展示Fig.2 Display of finished product

4 應(yīng)用效果

為了檢驗(yàn)工具現(xiàn)場使用效果，分別在12個變電站進(jìn)行了效果測試，并對呼吸器硅膠更換作業(yè)時間進(jìn)行了統(tǒng)計，見表3。呼吸器硅膠更換平均時間約為26.3 min，滿足吉林供電公司變壓器呼吸器硅膠更換時間≤40 min的要求。使用此專用工具后，提高了作業(yè)效率，節(jié)省了人力成本。

表3 使用專業(yè)工具后各步驟所用時間Table 3 Time spent on each step after using professional tools min

5 結(jié) 語

應(yīng)用呼吸器硅膠專用平臺進(jìn)行更換工作時，硅膠傾倒及灌裝這一步驟的用時平均值由原來的18.5 min降至2 min，硅膠更換時間長問題已得到很好的解決，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，提高了勞動效率，在一定程度上緩解了人員不足的問題。下一步打算對此工具的支架、平臺、支撐架、支撐座、承架等組成部分的制作材料加以改進(jìn)，并對整個工具的尺寸加以縮減，以達(dá)到輕量化、精簡化的目標(biāo)。