黎浩贤，叶健忠，甄成远，利志军

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）

1 研究背景

目前电力系统中主变压器常用干簧管式油位计作为油位监视和异常报警装置，在运行一定年限后频发干簧管破裂、舌片变形等缺陷，导致误发油位异常信号。在常规检修处理中存在以下问题：（1）厂家不单独出售原厂适用的干簧管部件，市场上也无购置渠道；（2）干簧管自身使用寿命期不长，频发故障，存在设备安全隐患；（3）新型油位计价格较贵（均价6 000 元），经济效益低；（4）更换整个油位计须进行油枕放油、补油、胶囊充气和排气等复杂耗时的工序，工作成本高、效率低；（5）老式与新式油位计存在浮球连杆和电气元件安装尺寸的差异，常见无法更换或更换后油位指示误差较大的情况[1]。

针对上述问题，本文研制一种通用型报警装置，可替换以干簧管为报警单元的传动轴心模块。具备安装简易、尺寸通用、成本低廉和可靠运行等特点，可显著提高油位计故障检修效率，降低油位计更换成本和原厂备品依赖性，提高企业经营效益。

2 油位计原理和规格

油位计的工作原理：当变压器储油柜的油面升高或下降时，油位计的浮球随之上下浮动，使摆杆做上下摆动运动，从而带动传动部分转动，通过耦合磁钢使警报部分的磁铁（或凸轮）和显示部分的指针旋转，指针旋转到相应位置。当油位上升到整定高油位或下降到整定低油位时，磁铁吸合（或凸轮拨动）相应的干簧管开关（或微动开关）发出报警信号。

常见的油位计内部装置组成部分包括：（1）固定底盘；（2）配有两侧永磁铁的转动杆；（3）干簧管及连接导线；（4）限位装置。统计国内20 余种油位计，主要的干簧管式油位计尺寸规格如表1所示，标注如图1~3 所示。

图1 油位计外壳尺寸

图2 报警装置尺寸

图3 轴芯尺寸

表1 干簧管式油位计尺寸规格

3 通用型报警装置的研制

3.1 报警装置的设计要求

油位计在运行中处于反映实时油位高度的状态，并在出现油位异常情况时即时发出电气告警信号。通用型报警装置须满足以下条件：（1）耦合磁钢部分能带动表盘指针连续转动任意角度，且转动角度与浮球浮沉幅度一致，正确反映油位高度；（2）报警装置使用通用型固定方式，能安装于不同厂家型号、不同尺寸的油位计外壳内，满足牢固安装，不发生移位和变形的要求；（3）报警单元可适配各种厂家常见型号的油位计的异常油位触发角度，灵敏可靠地输出报警信号；（4）设计机械限位装置，防止油枕内油位剧烈变化时带动指针和报警装置大幅度转动，越过极限位置后失去指示位置和发信功能，导致无法确认实际油位甚至造成误判。

3.2 报警装置的制作

根据设计要求，通用型报警装置主要由以下部分组成：通用型固定支架、转动轴心、耦合磁吸转动杆、微动开关、双层可调角度凸轮、指针和限位片。组合后报警装置效果如图4～图6 所示。

图4 报警装置正视图

图5 报警装置仰视图

图6 报警装置俯视图

3.3 报警装置的安装和调节

按照主变油位告警上下限角度，调整双层可调角度凸轮异常油位触发角度，使其满足转轴转动至异常油位时，凸轮能按压对应的微动开关，输出报警信号[2]。连接微动开关的二次线，将报警装置固定在油位计外壳的内部。安装效果如图7 所示。

图7 安装效果图

4 通用型报警装置的经济效益

干簧管式油位计通用型报警装置的研制成功，减少了烦琐的步骤和工器具准备，显著提升了工作效率、提高企业经营效益；有效减少了停电时间，提高供电可靠性。

主要的效益分析如下（以110 kV 变压器本体油位计为例）。

4.1 工器具对比

传统更换油位计方式：登高工具、空油桶6 个、废油桶1 个、新变压器油1 桶、油位校验工具、三相移动电源、抽油泵、油管、注油接头、接地线若干条、灭火器、氮气瓶、充气装置、常用工具（螺丝刀、扳手、钳子等）、万用表、酒精、布、螺丝、绳子若干、工具袋、记号笔。

更换通用型报警装置方式：登高工具、油位校验工具、通用型报警装置套装、螺丝刀、钳子、工具袋。

4.2 工作步骤对比

传统更换油位计方式：（1）工器具准备，用时60 min；（2）油位校验，用时10 min；（3）关闭油枕联管阀门，用时5 min；（4）拆除吸湿器，用时10 min；（5）打开油枕放气阀，用时5 min；（6）清洗油桶，用时40 min；（7）放油，用时40 min；（8）拆除旧油位计，用时30 min；（9）浮球连杆调试，用时20 min；（10）安装新油位计，用时40 min；（11）注油，用时40 min；（12）胶囊充气，用时20 min；（13）油枕排气，用时5 min；（14）关闭油枕放气阀，用时5 min；（15）补油、静置，用时120 min；（16）报警信号校验，用时20 min；（17）复装吸湿器，用时10 min；（18）开启油枕联管阀门，用时5 min；（19）清理现场[3]，用时60 min。总用时540 min。

更换通用型报警装置方式：（1）工器具准备，用时10 min；（2）油位校验，用时10 min；（3）标记油位刻度，用时3 min；（4）拆除油位计旧报警单元，用时10 min；（5）安装通用型报警装置，用时20 min；（6）报警信号校验，用时20 min；（7）清理现场，用时10 min。总用时83 min。

相对于传统方式，采用更换通用型报警装置方式：总节约费用为96 614 元，成本仅仅为传统方式的14.6%。

根据数据统计全江门局368 台变压器中，约110 台变压器为国产干簧管式油位计。如推广至全江门供电局，预计了节约约1 062 万元。

5 社会效益分析

干簧管式油位计通用型报警装置的研制成功，提供了一种更安全、高效的检修方式，显著降低了工作人员的劳动量和作业风险，改善劳动条件。其有效地减少了工作时间、从而减少停电时间，提高供电可靠性。而报警装置采用可靠性高、故障率低的行程开关，有效的减少了油位计故障而增加的停电，进一步提高供电可靠性，提升了人民群众对用电需求的满足率，具有良好的社会效益。