瓦斯继电器快速接入装置的研制

云南电网有限责任公司玉溪供电局 马智鹏

1 变压器瓦斯继电器工作原理

瓦斯继电器具有灵敏度高、动作迅速、接线简单等优点，作为变压器非电量保护的重要手段，可以用来反映变压器油箱中的故障和油面降低等问题[1]。其二次接线均是从该继电器顶部接线盒接线柱直接引至变压器本体端子箱处，再接至变压器非电量保护装置，以实现变压器的轻瓦斯发信、重瓦斯跳闸功能。其中轻瓦斯保护是指变压器内部过热，或局部放电，使变压器油温上升而分解，产生一定的气体，气体缓慢上升而进入瓦斯继电器，达到了一定量后触动继电器，发出预警信号。重瓦斯保护是指变压器内发生严重短路后，内部产生强烈的瓦斯气体，使变压器的内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服磁铁（弹簧）的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使干簧触点接通、变压器各侧断路器跳闸，以隔离变压器故障，缩小故障范围和停电范围[2]。

2 变压器瓦斯继电器校验要求

基于瓦斯继电器的重要性，中国南方南网有限责任公司《电力设备检修试验规程（QCSG1206007-2017）》6.1.1 明确要求，突发压力继电器检查及其二次回路试验周期为110kV及以下；6年/次（二次回路），220kV、500kV；3年/次（二次回路）[3]。在变电站开展设备定检时，变压器瓦斯继电器均需要拆回试验室进行可靠性校验，以确保该继电器密封良好，轻瓦斯和重瓦斯能可靠运作。

3 目前瓦斯继电器拆接二次电缆存在的困难及风险

接线盒内部空间狭小，作业人员在进行瓦斯继电器二次电缆拆接线工作时，需要旋转接线柱螺帽才能进行拆接线。因横向操作空间限制，旋转螺帽难度较大，增加作业人员作业时间和变压器停电检修的时间，降低供电可靠性。同时，由于所需作业时间较长，作业人员长期在变压器上进行高处和高温作业，增加了人身安全风险。

瓦斯继电器接线盒内部结构及标号套磨损情况如图1所示。

图1 瓦斯继电器接线盒内部结构及标号套磨损情况

接线盒内部二次电缆芯线较多，且接线柱为弧形排列，二次电缆在接线盒内需要经过弯折避让靠近穿线孔处接线柱才能接到其余接线柱上，这就使得二次电缆标号套长期处于被挤压状态，标号文字被挤压容易变得模糊，现场作业人员无法准确通过标号套辨别各线芯的作用，增加误接线的风险。如果将轻瓦斯发信回路接为重瓦斯动作跳闸回路，导致本应是轻瓦斯发信告警，实际却变为重瓦斯动作跳闸，从而使主变停电，降低了供电可靠性。

瓦斯继电器接线盒穿线孔及二次电缆磨损情况如图2所示。

图2 瓦斯继电器接线盒穿线孔及二次电缆磨损情况

在对瓦斯继电器进行拆回校验及装回时，需要将内部接线从接线盒穿线孔处拖出，装回时又需要将二次电缆从穿线孔塞回去。由于继电器穿线孔孔径较细，在拖拽和塞回过程中极有可能造成二次电缆外皮破损，从而降低绝缘强度。当绝缘被击穿时，就会引发瓦斯继电器的误动作或造成直流接地，轻则误发信号，重则导致主变跳闸停止供电。且由于该电缆为瓦斯继电器本体至变压器本体端子箱直连电缆，长度较长，更换此电缆将耗费大量人力资源，相应的作业风险也会上升，停电时间也会被延长，降低系统供电可靠性。

随着社会的发展，人身、设备的安全、劳动生产率以及人机功效的要求标准均越来越高。现在使用的瓦斯继电器接线方式已经不能很好地满足以上要求，所以对瓦斯继电器接线方式做以下改进探讨。

4 变压器瓦斯继电器接线方式改进

4.1 对接线困难的改进

通过加装外挂接线盒，并将其固定在瓦斯继电器本体外壳上，使用二次电缆与瓦斯继电器本体接线柱进行连接。外挂接线盒包括盒体、盒盖、密封圈，外挂接线盒内部装有类似端子排的导电接线板接线螺栓，二次电缆一端穿过瓦斯继电器本体外壳与其内部接线柱连接，其另一端穿过外挂接线盒盒体与其内部一侧的接线螺栓连接，接线螺栓另外一侧可直接与瓦斯校验仪试验线连接。瓦斯继电器接线盒实物组装展示如图3所示。

图3 瓦斯继电器接线盒实物组装展示

4.2 对标号套长期挤压的改进

通过加装外挂接线盒，瓦斯继电器检验时不必再拆接继电器接线盒内部接线，仅需将外挂接线盒内部接线解除即可。外挂接线盒内接线端子为垂直排列，二次电缆可直接接入，且电缆之间无挤压，有效避免了多次弯折挤压继电器内部接线盒二次电缆，可以确保二次电缆标号套文字标识清晰，从而降低误接线造成的主变非电量误动作风险。

4.3 对内部接线需从接线盒穿线孔处拖出和塞回导致电缆绝缘损坏的改进

一是扩大接线盒穿线孔，方便电缆拖出和塞入。

二是将需要频繁拆接的直连长电缆改为短电缆，即使电缆绝缘损坏也方便更换。

通过改进，可以大幅减少高空作业时间，提升工作效率，缩短停电时间，更好地保障系统的供电可靠性。

5 接线改进原理及结构

接线改进安装示意图如图4所示。快速接线装置剖视图如图5所示。拆分示意图如图6所示。

图4 接线改进安装示意图

图5 快速接线装置剖视图

图6 拆分示意图

快速接入装置通过在瓦斯继电器本体外壳侧面加装外挂接线盒，两者之间通过连接电缆进行连接；外挂接线盒内部设有导电接线板和接线螺栓组成；连接电缆一端穿过瓦斯继电器本体外壳与其内部接线柱连接，其另一端穿过外挂接线盒盒体与其内部一侧的接线螺栓连接，接线螺栓另外一侧可直接与瓦斯校验仪试验线连接。

在开展瓦斯继电器校验工作时，可以直接将瓦斯校验仪的试验线与外挂接线盒体内接线螺栓连接，连接牢固后便可以开展瓦斯继电器校验工作。通过改进后，瓦斯继电器校验全过程均不需打开瓦斯继电器本体接线盒，不用再对继电器本体接线柱进行拆接线工作，从而消除继电器本体接线盒内部空间狭小且需避让接线柱开展拆接线的困难，提升了工作效率；因连接校验仪的接线可以直接通过接线螺栓连接，有效降低误接线的风险，从而提升工作质量，降低因误接线导致主变非电量保护误发信或误动作、拒动作事件概率。

6 其他改进方式的思考

由瓦斯继电器厂家更新继电器接线方式，将接线盒内部接线柱接线改为航空插头，同时瓦斯继电器至主变本体端子箱的直连电缆一端也一并配置航空插头。此方法无须对二次电缆进行拆接线，可实现瓦斯继电器的快速拆装，同时不存在接线错误问题，避免误接线造成主变误跳闸的风险。但改进方案需要瓦斯继电器厂家配合完成，同时需要更换原瓦斯继电器至主变本体端子箱直连电缆，实现难度较大。

7 结语

变压器非电量保护是变压器内部故障的主保护，而瓦斯继电器又是实现主保护的关键部件，其二次电缆的绝缘破损和误接线不仅会造成主变正常运行时跳闸，甚至会在主变内部故障时拒动，进一步扩大事故范围，影响整个电网的安全稳定运行。而瓦斯继电器二次电缆绝缘破损和误接线又是主变非电量保护中普遍存在的现象，因此要在安装和定检中采取各种有效的预防措施来预防二次电缆绝缘破损和误接线，保证主变的非电量保护的可靠动作，确保电网的安全稳定运行。