一種臺(tái)架變壓器防小動(dòng)物裝置的設(shè)計(jì)研究

引言

在配電網(wǎng)變壓器運(yùn)行過程中,老鼠、蛇等小動(dòng)物容易攀爬并碰觸變壓器高低壓接線柱,尤其在氣溫較低時(shí),由于運(yùn)行中的變壓器溫度較周圍環(huán)境溫度高,老鼠喜歡爬上變壓器頂蓋取暖,從而易引發(fā)變壓器發(fā)生短路故障。針對(duì)小動(dòng)物攀爬至變壓器高低壓接線柱造成變壓器短路的現(xiàn)象,目前主要的防范措施是在變壓器高低壓接線柱上加裝絕緣防護(hù)套。高低壓接線柱絕緣防護(hù)套能減少出線端子受污穢、雨水、小動(dòng)物的影響,但在運(yùn)行過程中由于防護(hù)套對(duì)接線端子進(jìn)行了封閉處理,在變壓器運(yùn)行過程中,當(dāng)高低壓接線柱線耳出現(xiàn)接觸電阻過大引起發(fā)熱時(shí),絕緣防護(hù)套不利于接線端子的散熱,且妨礙運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷,無法有效觀測(cè)到接線線耳的發(fā)熱現(xiàn)象,反而不利于變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在鼠患較多的農(nóng)村臺(tái)架變壓器上,有必要研究一種合適的防小動(dòng)物裝置,保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1裝置設(shè)計(jì)

本文針對(duì)小動(dòng)物攀爬至臺(tái)架變壓器高低壓接線柱造成變壓器短路故障的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一種用于臺(tái)架變壓器的防小動(dòng)物裝置。該裝置包括帶電防護(hù)網(wǎng)和電壓輸出模塊兩個(gè)部分。帶電防護(hù)網(wǎng)布置在變壓器頂蓋四周:電壓輸出模塊安裝在變壓器臺(tái)架電桿上,為帶電防護(hù)網(wǎng)提供電壓。

1.1帶電防護(hù)網(wǎng)

帶電防護(hù)網(wǎng)主要包括支撐夾、絕緣支撐桿、帶電網(wǎng)絲三個(gè)部分。支撐夾穩(wěn)定夾在變壓器頂蓋上,為絕緣支撐桿提供支撐平臺(tái)。絕緣支撐桿一端固定在支撐夾上,通過螺絲與支撐夾相連,絕緣支撐桿與支撐夾之間的角度可以靈活調(diào)整,絕緣支撐桿和絕緣支撐夾如圖1所示。帶電網(wǎng)絲零線、火線交叉布置,即相鄰的兩根網(wǎng)絲一根為零線一根為火線,且?guī)щ娋W(wǎng)絲圍繞在變壓器頂蓋周圍。當(dāng)小動(dòng)物接觸相鄰的兩根網(wǎng)絲時(shí),其會(huì)受到驚嚇而逃跑,從而防止小動(dòng)物接近變壓器高低壓接線柱,典型的帶電防護(hù)網(wǎng)布置如圖2所示。

1.2電壓輸出模塊及其工作模式

電壓輸出模塊包括電源、空氣開關(guān)、限流電阻和故障指示燈。電源的一端依次與空氣開關(guān)、限流電阻、指示燈泡串聯(lián)起來,另一端與帶電網(wǎng)絲連接起來。限流電阻和指示燈電阻之和為1.1k0。電源電壓直接取自變壓器低壓側(cè),且取單相電源,其電源電壓為220V。

1.2.1正常工作模式

正常工作模式是指沒有小動(dòng)物碰觸帶電防護(hù)網(wǎng)時(shí)的工作狀態(tài),裝置內(nèi)部電路如圖3所示,整個(gè)電路處在開路狀態(tài)下,從而沒有功率消耗。其中RL為故障指示燈電阻,R1為限流電阻。

1.2.2驅(qū)趕模式

當(dāng)老鼠、蛇等小動(dòng)物碰觸到防護(hù)網(wǎng)時(shí),電路通過小動(dòng)物的身體形成回路,并在小動(dòng)物的身體內(nèi)部產(chǎn)生電流使其受到驚嚇,從而達(dá)到驅(qū)趕小動(dòng)物的目的。由于故障指示燈電阻和限流電阻之和為1.1kQ,且電源輸出電壓為220V,則流過小動(dòng)物身體內(nèi)的電流最大值為20mA。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)在20mA電流作用下,常見的老鼠和蛇兩種小動(dòng)物碰觸到帶電防護(hù)網(wǎng)并不會(huì)立即被電擊致死粘在防護(hù)網(wǎng)上造成電路持續(xù)導(dǎo)通,只會(huì)對(duì)其造成強(qiáng)烈刺激,導(dǎo)致其迅速逃跑。驅(qū)趕模式下的電路簡(jiǎn)化圖如圖4所示,其中Rx為小動(dòng)物身體的等效電阻。

2技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

(1)本裝置主要針對(duì)老鼠、蛇等小動(dòng)物攀爬至變壓器高低壓接線柱造成臺(tái)架變壓器短路故障的現(xiàn)象,提出了一種可行的解決方案,相比絕緣防護(hù)套,該裝置能直接觀察到變壓器高低壓接線柱線耳,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)高低壓接線柱和線耳的發(fā)熱現(xiàn)象。

(2)本裝置的帶電防護(hù)網(wǎng)可以根據(jù)變壓器大小、型號(hào)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)出線情況進(jìn)行合理布局,安裝方便,具備較高的靈活性和環(huán)境適應(yīng)性。

(3)本裝置的帶電防護(hù)網(wǎng)與變壓器高壓進(jìn)線保持有足夠的安全距離,不會(huì)影響變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)本裝置的電源取自變壓器的低壓側(cè),電源獲取方便,且裝置功率消耗極小,正常工作模式下的功率消耗為零。

(5)在變壓器檢修試驗(yàn)期間,本裝置會(huì)因變壓器停電而直接斷電,不會(huì)影響變壓器的正常試驗(yàn)檢修,不會(huì)增加試驗(yàn)檢修安全作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。電壓模塊內(nèi)部配置有空氣開關(guān),可以隨時(shí)斷開本裝置電源。

3結(jié)語

本文針對(duì)老鼠、蛇等小動(dòng)物攀爬至變壓器高低壓接線柱,造成變壓器短路故障的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一種臺(tái)架變壓器防小動(dòng)物裝置。該裝置既能減少運(yùn)行維護(hù)人員因小動(dòng)物攀爬導(dǎo)致的停電搶修,又能提高電網(wǎng)的供電可靠性,具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。