一种台架变压器防小动物装置的设计研究

引言

在配电网变压器运行过程中,老鼠、蛇等小动物容易攀爬并碰触变压器高低压接线柱,尤其在气温较低时,由于运行中的变压器温度较周围环境温度高,老鼠喜欢爬上变压器顶盖取暖,从而易引发变压器发生短路故障。针对小动物攀爬至变压器高低压接线柱造成变压器短路的现象,目前主要的防范措施是在变压器高低压接线柱上加装绝缘防护套。高低压接线柱绝缘防护套能减少出线端子受污秽、雨水、小动物的影响,但在运行过程中由于防护套对接线端子进行了封闭处理,在变压器运行过程中,当高低压接线柱线耳出现接触电阻过大引起发热时,绝缘防护套不利于接线端子的散热,且妨碍运维人员及时发现缺陷,无法有效观测到接线线耳的发热现象,反而不利于变压器的安全稳定运行。在鼠患较多的农村台架变压器上,有必要研究一种合适的防小动物装置,保证变压器的安全稳定运行。

1装置设计

本文针对小动物攀爬至台架变压器高低压接线柱造成变压器短路故障的现象,设计了一种用于台架变压器的防小动物装置。该装置包括带电防护网和电压输出模块两个部分。带电防护网布置在变压器顶盖四周:电压输出模块安装在变压器台架电杆上,为带电防护网提供电压。

1.1带电防护网

带电防护网主要包括支撑夹、绝缘支撑杆、带电网丝三个部分。支撑夹稳定夹在变压器顶盖上,为绝缘支撑杆提供支撑平台。绝缘支撑杆一端固定在支撑夹上,通过螺丝与支撑夹相连,绝缘支撑杆与支撑夹之间的角度可以灵活调整,绝缘支撑杆和绝缘支撑夹如图1所示。带电网丝零线、火线交叉布置,即相邻的两根网丝一根为零线一根为火线,且带电网丝围绕在变压器顶盖周围。当小动物接触相邻的两根网丝时,其会受到惊吓而逃跑,从而防止小动物接近变压器高低压接线柱,典型的带电防护网布置如图2所示。

1.2电压输出模块及其工作模式

电压输出模块包括电源、空气开关、限流电阻和故障指示灯。电源的一端依次与空气开关、限流电阻、指示灯泡串联起来,另一端与带电网丝连接起来。限流电阻和指示灯电阻之和为1.1k0。电源电压直接取自变压器低压侧,且取单相电源,其电源电压为220V。

1.2.1正常工作模式

正常工作模式是指没有小动物碰触带电防护网时的工作状态,装置内部电路如图3所示,整个电路处在开路状态下,从而没有功率消耗。其中RL为故障指示灯电阻,R1为限流电阻。

1.2.2驱赶模式

当老鼠、蛇等小动物碰触到防护网时,电路通过小动物的身体形成回路,并在小动物的身体内部产生电流使其受到惊吓,从而达到驱赶小动物的目的。由于故障指示灯电阻和限流电阻之和为1.1kQ,且电源输出电压为220V,则流过小动物身体内的电流最大值为20mA。根据实验观测在20mA电流作用下,常见的老鼠和蛇两种小动物碰触到带电防护网并不会立即被电击致死粘在防护网上造成电路持续导通,只会对其造成强烈刺激,导致其迅速逃跑。驱赶模式下的电路简化图如图4所示,其中Rx为小动物身体的等效电阻。

2技术优势及特点

(1)本装置主要针对老鼠、蛇等小动物攀爬至变压器高低压接线柱造成台架变压器短路故障的现象,提出了一种可行的解决方案,相比绝缘防护套,该装置能直接观察到变压器高低压接线柱线耳,能及时发现高低压接线柱和线耳的发热现象。

(2)本装置的带电防护网可以根据变压器大小、型号以及现场实际进出线情况进行合理布局,安装方便,具备较高的灵活性和环境适应性。

(3)本装置的带电防护网与变压器高压进线保持有足够的安全距离,不会影响变压器的安全稳定运行。

(4)本装置的电源取自变压器的低压侧,电源获取方便,且装置功率消耗极小,正常工作模式下的功率消耗为零。

(5)在变压器检修试验期间,本装置会因变压器停电而直接断电,不会影响变压器的正常试验检修,不会增加试验检修安全作业风险。电压模块内部配置有空气开关,可以随时断开本装置电源。

3结语

本文针对老鼠、蛇等小动物攀爬至变压器高低压接线柱,造成变压器短路故障的现象,设计了一种台架变压器防小动物装置。该装置既能减少运行维护人员因小动物攀爬导致的停电抢修,又能提高电网的供电可靠性,具有一定的实用和推广价值。