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        傳奇套管將軍帽緊固專用工具的研制與應(yīng)用

        2022-11-07 01:29:50張均蔚張健能勞錦富閆珅徐冰涵
        機(jī)電信息 2022年20期
        關(guān)鍵詞:變壓器

        張均蔚 張健能 勞錦富 閆珅 徐冰涵

        (廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局,廣東佛山 528300)

        0 引言

        電力變壓器是構(gòu)成電網(wǎng)的主要設(shè)備,在電力系統(tǒng)中起著電壓等級變換的作用。“將軍帽”是大型電力變壓器套管帽蓋式頭部結(jié)構(gòu)的俗稱,是變壓器高壓套管的一個(gè)重要部件。將軍帽安裝和檢修工藝的好壞直接影響變壓器運(yùn)行的安全性[1]。若將軍帽安裝和檢修工藝不良,輕則會造成變壓器高壓側(cè)接頭溫度過高,重則可造成變壓器進(jìn)水,影響變壓器的絕緣性能及安全運(yùn)行。因此,提高將軍帽安裝與檢修工藝水平,對于保障變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。

        1 現(xiàn)狀問題

        近些年,電力系統(tǒng)發(fā)生過多起變壓器運(yùn)行事故,其中變壓器套管的事故率占據(jù)較大比例[2]。目前,傳奇電氣(沈陽)有限公司套管將軍帽(以下簡稱“傳奇將軍帽”)的使用量龐大,日常運(yùn)維中,變壓器套管發(fā)熱故障頻發(fā),處理效果并不理想。某地區(qū)供電局共有23臺220 kV變壓器、140臺110 kV變壓器使用傳奇將軍帽。據(jù)統(tǒng)計(jì),該供電局近年傳奇將軍帽套管發(fā)熱情況如圖1所示,某變電站#1主變變中B相傳奇將軍帽發(fā)熱情況如圖2所示。

        圖1 某地區(qū)供電局歷年套管發(fā)熱故障情況

        圖2 套管導(dǎo)電頭與將軍帽連接位置發(fā)熱情況

        套管廠家提供的將軍帽安裝步驟如下:

        (1)將引線接頭連同變壓器引線從套管導(dǎo)電管中拉出,用圓柱銷將引線接頭固定到導(dǎo)電管長條孔上。

        (2)先裝鋁墊圈,再裝軟木墊。

        (3)把將軍帽戴在引線接頭上,用手慢慢旋入。

        (4)用專用扭力扳手旋緊,扭緊扭矩如表1所示。

        表1 傳奇套管將軍帽緊固力矩要求

        (5)此時(shí)安裝孔可能未對準(zhǔn),逆時(shí)針方向回旋將軍帽,最大回旋角度60°。

        (6)對準(zhǔn)安裝孔,用扭力扳手旋緊6個(gè)將軍帽螺栓,扭矩達(dá)7.7 N·m。

        傳奇將軍帽部位結(jié)構(gòu)如圖3所示。套管將軍帽與導(dǎo)電頭采用螺紋連接,變壓器引線接頭與導(dǎo)電頭之間的接頭最容易出現(xiàn)故障,發(fā)熱缺陷多發(fā),其中一個(gè)原因是沒有合適的專用工具來按廠家要求力矩進(jìn)行緊固。根據(jù)廠家安裝指導(dǎo)書,72.5 kV和126 kV、630 A套管的將軍帽緊固力矩應(yīng)為15 N·m,72.5 kV和126 kV、1 250 A套管以及252 kV套管的將軍帽緊固力矩為25 N·m。若將軍帽緊固過松,會導(dǎo)致兩者間壓力不足,接觸不可靠,在變壓器運(yùn)行時(shí)將軍帽產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,嚴(yán)重的會出現(xiàn)導(dǎo)電頭與變壓器引線接頭完全融為一體;若將軍帽緊固過緊,力矩過大,容易損傷螺絲,導(dǎo)致其失去彈性,特別是長期運(yùn)行導(dǎo)致溫升較大后,再拆卸重裝易造成螺絲彈性不足。此外,還可能導(dǎo)致定位銷銷孔破裂,導(dǎo)電管與將軍帽之間退絲、松動,從而產(chǎn)生發(fā)熱。

        圖3 傳奇將軍帽密封結(jié)構(gòu)圖

        將軍帽上下為同心但不同直徑的圓柱體,使用一般的力矩扳手進(jìn)行旋緊緊固時(shí)沒有可固定的位置;如徒手旋緊,則達(dá)不到要求的扭矩。使用喉鉗或皮帶扳手扳動將軍帽杯,緊固過程中存在以下問題:

        (1)會對將軍帽杯外表的漆層造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷,可能造成將軍帽杯外表面不平、磨損嚴(yán)重,在高電場下產(chǎn)生電暈;

        (2)用力過大時(shí)容易打滑,有誤傷工作人員的風(fēng)險(xiǎn);

        (3)安裝將軍帽時(shí),無法對將軍帽的緊固力矩進(jìn)行精確控制,易使其不符合安裝標(biāo)準(zhǔn),可能導(dǎo)致將軍帽松動或過緊,從而存在設(shè)備安全隱患;

        (4)喉鉗重量較大,極易出現(xiàn)人員滑倒、打爆瓷瓶、工具墜落等問題,威脅設(shè)備及人身安全,對現(xiàn)場人員安排要求也更高;

        (5)喉鉗的操作有正向、反向之分,操作時(shí)需緊握喉鉗虎口,難度較大,若工作人員對喉鉗的操作使用規(guī)范不熟悉,會嚴(yán)重影響檢修效率。

        2 工具設(shè)計(jì)

        傳統(tǒng)的將軍帽拆裝工具存在工作效率低下、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)偏高的固有弊端,基于以上問題,本文提出了一種專用工具,能夠準(zhǔn)確、快速地完成將軍帽的緊固,并使密封圈與將軍帽一起轉(zhuǎn)動,確保力矩值符合廠家設(shè)計(jì)要求,提高設(shè)備的安全可靠性。

        2.1 扳手的選擇

        考慮到將軍帽整體上下為同心但不同直徑的圓柱體,沒有可以卡扳手的位置,但連接法蘭上有螺栓安裝孔,而且螺栓安裝孔內(nèi)部是沒有螺牙的,可使用AMF鉸接銷子扳手,用于卡住將軍帽的螺栓固定孔,實(shí)現(xiàn)旋緊緊固。購置的鉸接銷子扳手如圖4所示。

        圖4 購置的鉸接銷子扳手

        2.2 數(shù)顯扭力器的選擇

        使用AMF鉸接銷子扳手旋緊時(shí),無法得知所用的扭矩是多少。但市面上的力矩扳手都沒有合適的卡頭可以卡住將軍帽。在滿足扭矩范圍、精度的情況下,選擇了無通信功能,接口為9 mm×12 mm凹方頭的數(shù)顯扭力器RSX-980,測量范圍為12~60 N·m,精度達(dá)到±2%。在旋緊過程中可實(shí)時(shí)掌握力矩大小,以便選擇對準(zhǔn)最接近力矩要求的螺栓孔位置,避免常規(guī)力矩扳手達(dá)到力矩值時(shí)才脫扣發(fā)聲,無法選擇最佳對準(zhǔn)螺栓孔的位置。購置的數(shù)顯扭力器如圖5所示。

        圖5 購置的數(shù)顯扭力器

        2.3 對鉸接銷子扳手手柄進(jìn)行改裝

        在鉸接銷子扳手的手柄后端焊接一個(gè)凸方頭,用以對標(biāo)插入數(shù)顯扭力器9 mm×12 mm的國標(biāo)凹方頭,實(shí)現(xiàn)二者的配合使用,如圖6所示。焊接的凸方頭兩端各有一凸起部分,用于卡位,保證了鉸接銷子扳手與數(shù)顯扭力器連接穩(wěn)固且拆卸方便,改裝組合后的工具如圖7所示。

        圖6 改良后的扳手接口

        圖7 工具的加工組合

        2.4 專用工具的優(yōu)點(diǎn)

        (1)安全可靠:鉸接銷子扳手材質(zhì)為特種鋼,其固定銷頭尺寸為6 mm,用于卡住將軍帽自有的螺栓安裝孔作為受力對象實(shí)現(xiàn)旋緊緊固。使用過程不會造成人身、設(shè)備損害,具有良好的安全可靠性。

        (2)簡單快捷:使用前只需要將鉸接銷子扳手與數(shù)顯扭力器對接,將鉸接銷子扳手固定銷放置于將軍帽的螺絲孔中即可實(shí)現(xiàn)旋緊緊固,操作高效又簡單方便。

        (3)經(jīng)濟(jì)實(shí)用:專用工具包括鉸接扳手、數(shù)顯扭力器、力矩扳手卡口,制造成本較低。成套工具僅重986 g,比15寸活動扳手(1 353 g)還要輕,可方便輕巧地在變壓器套管上使用。

        (4)精確通用:數(shù)顯力矩扳手測量范圍為12~60 N·m,精度達(dá)到±2%,能有效確保力矩值達(dá)到規(guī)范要求。鉸接銷子扳手軸銷間距調(diào)節(jié)范圍為80~125 mm,亦可更換不同的鉸接銷子扳手與數(shù)顯扭力器組裝,可適用于南京智達(dá)等同結(jié)構(gòu)套管以及其他同類型物體的緊固。

        3 應(yīng)用實(shí)效

        本文所述傳奇套管將軍帽緊固工具已在變壓器套管發(fā)熱處理、新套管安裝等工作中應(yīng)用,截至目前,完成檢修的套管將軍帽與導(dǎo)電頭的螺紋連接位置沒有出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,達(dá)到了預(yù)期的效果。現(xiàn)場應(yīng)用如圖8所示。

        圖8 專用工具的現(xiàn)場應(yīng)用

        工作經(jīng)驗(yàn)、熟練程度不同的員工使用喉鉗、皮帶扳手和專用工具對將軍帽進(jìn)行拆裝的耗時(shí)對比如圖9所示。由此可見,使用專用工具可使將軍帽的拆裝時(shí)間減少一半以上,效果明顯。此外,熟手員工和新手員工在使用專門工具拆裝將軍帽的時(shí)間相差不大,可見專業(yè)工具操作便捷,容易上手,推廣性好。

        圖9 將軍帽平均拆裝時(shí)間

        4 結(jié)語

        本文提出了一種傳奇套管將軍帽緊固專用工具,該工具輕便、快捷、準(zhǔn)確、成本低,且鉸接銷子扳手軸銷間距可調(diào)節(jié),亦可更換不同的鉸接銷子扳手與數(shù)顯扭力器組裝,以適用于不同廠家的將軍帽,具有較高的通用性;能有效解決日常維護(hù)、檢修將軍帽時(shí)由于沒有按廠家要求進(jìn)行緊固而導(dǎo)致設(shè)備損壞或檢修后發(fā)熱的缺陷問題。

        這種實(shí)用工具滿足簡單、易用要求,提高了套管將軍帽發(fā)熱缺陷處理的檢修質(zhì)量,減少了停電次數(shù),提高了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行質(zhì)量,應(yīng)用前景良好。

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