一種臺架變壓器防小動物裝置的設(shè)計研究

時間：2022-06-22 00:51:51

關(guān)鍵字：小動物配電網(wǎng) 短路故障

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[導(dǎo)讀]摘要:在配電網(wǎng)臺架變壓器運行過程中,老鼠、蛇等小動物容易攀爬并碰觸變壓器高低壓接線柱,引起變壓器發(fā)生短路故障。現(xiàn)針對小動物攀爬造成變壓器短路的現(xiàn)象,設(shè)計了一種可用于配電網(wǎng)臺架變壓器的防小動物裝置,該裝置安裝靈活、結(jié)構(gòu)簡單、功耗較低,具有較好的實用和推廣價值。

引言

在配電網(wǎng)變壓器運行過程中,老鼠、蛇等小動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,由于運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。針對小動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套。高低壓接線柱絕緣防護套能減少出線端子受污穢、雨水、小動物的影響,但在運行過程中由于防護套對接線端子進行了封閉處理,在變壓器運行過程中,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,絕緣防護套不利于接線端子的散熱,且妨礙運維人員及時發(fā)現(xiàn)缺陷,無法有效觀測到接線線耳的發(fā)熱現(xiàn)象,反而不利于變壓器的安全穩(wěn)定運行。在鼠患較多的農(nóng)村臺架變壓器上,有必要研究一種合適的防小動物裝置,保證變壓器的安全穩(wěn)定運行。

1裝置設(shè)計

本文針對小動物攀爬至臺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)計了一種用于臺架變壓器的防小動物裝置。該裝置包括帶電防護網(wǎng)和電壓輸出模塊兩個部分。帶電防護網(wǎng)布置在變壓器頂蓋四周:電壓輸出模塊安裝在變壓器臺架電桿上,為帶電防護網(wǎng)提供電壓。

1.1帶電防護網(wǎng)

帶電防護網(wǎng)主要包括支撐夾、絕緣支撐桿、帶電網(wǎng)絲三個部分。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。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)小動物接觸相鄰的兩根網(wǎng)絲時,其會受到驚嚇而逃跑,從而防止小動物接近變壓器高低壓接線柱,典型的帶電防護網(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物碰觸帶電防護網(wǎng)時的工作狀態(tài),裝置內(nèi)部電路如圖3所示,整個電路處在開路狀態(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、蛇等小動物碰觸到防護網(wǎng)時,電路通過小動物的身體形成回路,并在小動物的身體內(nèi)部產(chǎn)生電流使其受到驚嚇,從而達到驅(qū)趕小動物的目的。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,則流過小動物身體內(nèi)的電流最大值為20mA。根據(jù)實驗觀測在20mA電流作用下,常見的老鼠和蛇兩種小動物碰觸到帶電防護網(wǎng)并不會立即被電擊致死粘在防護網(wǎng)上造成電路持續(xù)導(dǎo)通,只會對其造成強烈刺激,導(dǎo)致其迅速逃跑。驅(qū)趕模式下的電路簡化圖如圖4所示,其中Rx為小動物身體的等效電阻。