（国网山东省电力公司东营供电公司 山东东营 257091）
摘要：针对变压器套管帽盖拆装困难的问题，基于质量管理理念，通过增加工具与套管帽盖间的摩擦力，采用杠杆式结构紧固旋转把手，并采用可调加紧件结构，研制出一种新式套管帽盖拆装工具。现场使用情况表明，该工具能够有效地实现变压器套管帽盖的拆装。
关键字：变压器检修，套管帽盖，拆装工具，质量控制
1.引言
变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘。因电压等级不同，绝缘套管有纯瓷套管、充油套管和电容套管等形式。套管帽盖是变压器套管顶端用于封闭套管的帽盖。
由于内外运行环境的变化，变压器套管时常会发生渗漏油以及发热等缺陷，这些缺陷在套管顶部出线金具及接线柱处最为突出。为了消除上述缺陷，最有效的检修手段是对套管顶端的佛手线夹、套管帽盖进行拆除，然后进行故障分析和缺陷消除。检修过程中发现，由于套管为圆柱结构，作业人员通常采用徒手拧动的方式进行，由于没有着力点，拆装较为困难，费时费力。同时，拆卸过程中，时常遇到帽盖太紧无法拆卸的情况，而在安装过程中，由于施加的力矩有限，帽盖经常紧固不牢，进而引发渗漏油以及发热现象。
本文从工作实际出发，利用质量管理理念，自主设计并制造出一种新型变压器套管帽盖拆装工具，该工具通过增加工具与套管帽盖间的摩擦力，采用杠杆式结构紧固旋转把手，并采用可调加紧件结构，可以使检修人员在短时间内顺利拆下待检修套管的帽盖，并在工作完成后紧固帽盖，避免渗漏油现象的发生。
2.理论基础
变压器套管《运输、安装和维护使用手册》明确规定，变压器套管帽盖需要施加70 N?m的力矩，为顺利拆装套管盖帽，所研制的拆装工具力矩应大于该值。
对套管帽盖进行受力分析，
fM=μ?f (1)
MT=2fM?r=2μ?f?r (2)
其中：fM为拆装工具与套管帽盖之间的摩擦力，μ为拆装工具与套管帽盖之间的摩擦系数，f为拆装工具与套管帽盖之间的压力，MT为拆装工具对套管帽盖提供的力矩，r为套管帽盖的半径。
为求证所研制的拆装工具需施加力矩的范围，需要对μ、f以及r三个值的范围进行调查计算。调查结果表明，东营供电公司所辖变压器帽盖均为铝合金材质，其摩擦系数μ均大于0.25，所辖变压器套管直径最小为160mm，而较小半径的如Φ10规格螺栓的最小拉力载荷都在12.1KN以上，代入式（2）可得拆装工具对套管帽盖提供的力矩MT为484N?m，大于70 N?m。
3.方案设计
如图1所示为所研制的拆装工具结构图。按照功能不同，可将变压器套管帽盖拆装工具结构分解为固定单元、控制单元、支撑单元以及操作单元四个部分。
固定单元主要实现固定套管帽盖和向套管帽盖传递力矩两个功能。该单元主要包括防滑材料和固定结构两部分，其中防滑材料直接与变压器套管帽盖接触，因满足摩擦系数和耐磨性等要求，设计中将热塑弹性橡胶确定为防滑材料。固定结构作用是固定防滑材料，以及卡扣变压器套管帽盖，使其在转动过程中不易脱落，设计中选择弧形夹件作为固定结构。
控制单元是对变压器帽盖提供夹紧力大小和行进方向控制的单元，对该单元进行设计主要在于控制方式和导向方式的选择。其中，控制方式选择丝杠式系统，且其标准为，所施加的力可调、可控，控制精度误差在±1%范围内。因为当提供的力量过大时，会对铝合金材质帽盖造成损伤，力量过小时形成的摩擦力不足，产生滑动摩擦。导向部分作用为保证夹紧件行程中不出现转动变向，设计中选择内置式导向结构，即将丝杠控制系统中的部分丝杠和螺母进行切割，使丝杠穿过配对螺母导槽，同时减少丝杠卡塞现象。
支撑单元为整个拆装工具的结构支撑部分，体积大、质量大，且在工具使用中承受很大外力。设计中，在支撑单元结构上选择圆形结构，在材质上选择具有较好抗扭距、耐磨损性等特性的45号钢。
操作单元为工具的动力模块，为整个拆装工具提供足够的夹紧力。设计中选择杠杆式操作结构，即在丝杠末端打孔并假设杠杆，用于操作丝杠进程，以产生满足拆装套管帽盖所需的压力。
4.现场试验和结论
利用东营公司停电检修机会，对研制的变压器套管帽盖拆装工具进行现场测试，先后对6支主变套管进行缺陷消除工作。从现场的使用情况看，使用新研制的变压器套管帽盖拆装工具后，能够在短时间内顺利拆下待检修套管的帽盖，并在工作完成后可以成功紧固帽盖，紧固力矩超过70 N?m。设备投运后进行效果复查时发现，检修设备不存在发热及渗漏油现象。
变压套管帽盖拆卸工具的研制，解决了变压器套管帽盖拆装困难的问题，避免了因帽盖紧固不牢造成的渗漏油以及发热现象，显著提升了变压器套管运行稳定性，具有一定的工程实用价值。
论文作者:张聪聪,张家瑞,李萌,王刚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/7
标签：套管论文; 拆装论文; 变压器论文; 工具论文; 力矩论文; 结构论文; 单元论文; 《电力设备》2016年第15期论文;