高壓電力設(shè)備帶電化學(xué)清洗技術(shù)

朱心宇 池曦鏘

【摘 要】本文主要對(duì)高壓電力設(shè)備帶電化學(xué)清洗技術(shù)進(jìn)行了分析和探究，首先對(duì)污穢進(jìn)行了分析，主要是因?yàn)槲鄯x是電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要矛盾；然后常見(jiàn)防污和清洗方法進(jìn)行了分析；最后對(duì)高壓電力設(shè)備帶電化學(xué)清洗技術(shù)進(jìn)行了分析。希望對(duì)有關(guān)人士有所幫助。

【關(guān)鍵詞】高壓；電力設(shè)備；帶電化學(xué)清洗技術(shù)

引言

近些年來(lái)，高壓電力設(shè)備中的帶電化學(xué)清洗技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要是因?yàn)樵诠╇娤到y(tǒng)中，高壓電力設(shè)備受到各種環(huán)境污穢的影響，就會(huì)時(shí)常發(fā)生污閃事故，導(dǎo)致了線路故障的出現(xiàn)，這樣就出現(xiàn)了停電等問(wèn)題，從而嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。針對(duì)這樣的情況，作為供電的有關(guān)部門(mén)，就必須要對(duì)高壓電力設(shè)備進(jìn)行清洗。

1污穢是電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要矛盾

電網(wǎng)高壓設(shè)備受環(huán)境污穢的影響，時(shí)有發(fā)生污閃事故，造成大片地區(qū)停電，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。污穢造成的污閃事故占電網(wǎng)事故的很大比例，電力部門(mén)十分重視電網(wǎng)的防污工作。每年都在10～12月份撥出專款，對(duì)電網(wǎng)防污工作進(jìn)行治理，以最大限度地減少污閃事故的發(fā)生。在供電系統(tǒng)中，電網(wǎng)污閃事故的發(fā)生，絕大多數(shù)都是因?yàn)殡姶赏饨^緣的絕緣水平出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)，導(dǎo)致了事故的發(fā)生。其中絕緣水平下降由很多因素造成，主要包括：瓷表面污穢和瓷表面污穢物潮解所造成的。瓷表面由于長(zhǎng)期裸露在污穢的大氣中，表面就會(huì)逐漸集聚了污穢，這些污穢都含有大量的鹽、酸、堿性，通常情況下，這些污穢都可以與水相互溶合，污穢與水相互溶合之后就成為了電解質(zhì)，。由于電解質(zhì)具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，這樣就使得泄漏的電流在不斷的增大，從而促使絕緣子閃絡(luò)電壓出現(xiàn)了降低的情況，引起絕緣子閃絡(luò)。根據(jù)有關(guān)資料顯示，污穢閃絡(luò)與污穢性質(zhì)有一定的關(guān)系。如表1所示，闡述了閃絡(luò)與污穢的性質(zhì)，由于污穢對(duì)電瓷外絕緣有著很大程度的影響，，影響污穢閃絡(luò)跳閘的則是氣象條件的主導(dǎo)作用。干燥的污穢電阻很大，試驗(yàn)證明它并不降低絕緣子的干閃電壓。一旦污穢的瓷表面被濕潤(rùn)，絕緣子的閃絡(luò)電壓降低50%以上。從有關(guān)資料中可以知道大霧、露、毛毛雨和融雪是最危險(xiǎn)的氣象條件，影響污穢閃絡(luò)跳閘的比例最大，如表2所示。

2常見(jiàn)防污和清洗方法

在上個(gè)世紀(jì)60年代至90年代初，一般都是采用水沖洗作業(yè)，但是，還是有很多地方有供水困難的情況，并且高壓電力設(shè)備對(duì)帶電水清洗的條件要求是非常高的，這樣就容易發(fā)生安全事故，從而就使得其在應(yīng)用的過(guò)程中有很大的局限性。在用水清洗的過(guò)程中會(huì)遇到很多困難，并且由一定的劣勢(shì)，這樣就出現(xiàn)了用化學(xué)清洗劑清洗。此外，還可以采用機(jī)械清掃技術(shù)，這種技術(shù)主要是利用清洗機(jī)械手或者機(jī)器人進(jìn)行帶電操作，其中機(jī)械手中的毛刷主要采用絕緣材料，并且利用比較強(qiáng)的摩擦力來(lái)清除絕緣子和線路表面的污垢。機(jī)械清掃技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，主要是利用物理方法來(lái)直接去除污垢，這樣就沒(méi)有化學(xué)成分的介入，也不會(huì)出現(xiàn)二次污染，但是機(jī)械手具有占據(jù)空間大等特點(diǎn)，那么在比較密集的變電站中就不能夠進(jìn)行清掃，同時(shí)由于絕緣子的形狀存在著很大的差異，這樣在進(jìn)行清理的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有方法進(jìn)行清理的角落。

近些年來(lái)，清洗技術(shù)在不斷的更新，其中干劑清洗技術(shù)被國(guó)外人士廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)榇朔N清洗方法，具有可以停電清洗，也可以帶電操作的功能。但是這種清洗方法在遇到大風(fēng)的時(shí)候會(huì)有大量的粉塵，針對(duì)這樣的情況，就可以知道，干劑清洗技術(shù)受到環(huán)境的影響比較嚴(yán)重。從目前的情況來(lái)看，高壓電力設(shè)備帶電清洗技術(shù)和方法是多種多樣的，其中每一種方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，截止到目前為止，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)還是帶電化學(xué)清洗技術(shù)。

3高壓電力設(shè)備帶電化學(xué)清洗技術(shù)

3.1定期清洗高壓電力設(shè)備是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效措施

污穢影響電力設(shè)備安全運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行周期性的保潔工作。保證高壓設(shè)備表面的潔凈，絕緣水平就不會(huì)有所降低。清洗主要是采用高壓射流技術(shù)，能有效地清洗掉設(shè)備上的污穢。60年代至90年代初期，對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗的時(shí)候主要是用水清洗，并且?guī)щ娝逑匆苍谥饾u的進(jìn)行，但是由于其安全性能比較差，就會(huì)時(shí)常發(fā)生人身和設(shè)備事故，同時(shí)推廣也會(huì)受到很大程度的影響。用水清洗是一種比較常見(jiàn)的電瓷外絕緣污穢方法，其中在變電站或者電廠升壓站主要采用的是停電水清洗的方法，這樣就會(huì)收到比較好的效果。此外，有一些設(shè)備由于停電起來(lái)比較困難，這樣采用帶電清洗就可以達(dá)到預(yù)期的目的。采用高壓帶電用水清洗設(shè)備，由于受到很多因素的影響，不安全的情況就會(huì)經(jīng)常發(fā)生，甚至可能發(fā)生一些人身和設(shè)備閃絡(luò)事故，這樣對(duì)高壓電氣設(shè)備帶電水清洗條件就有很嚴(yán)格的要求。其一，帶電水沖洗的水阻率要求一般不低于1500Ψ.cm；其二，要了解進(jìn)行水沖洗的帶電設(shè)備污穢的絕緣子的鹽密值，其鹽密值不能大于導(dǎo)則中規(guī)定的值。這項(xiàng)工作很麻煩。其三，帶電水沖洗前要確知設(shè)備絕緣良好，有零值或低絕緣子及瓷質(zhì)有裂紋時(shí)一般不可沖洗，作好這項(xiàng)目也有一定的難度；其四，水沖洗的方法也有嚴(yán)格要求，注意風(fēng)向和沖洗角度，防止濺閃；其五，對(duì)充油套管不能采用水沖洗。總之，帶電水沖洗雖然可收到較好的效果，但是除了要求保持安全距離及水柱長(zhǎng)度等前提條件外，還要滿足上述的幾個(gè)條件。條件如此苛刻，所以帶電水沖洗推廣應(yīng)用受到一定局限。最后用水清洗受到了很多方面的局限，這樣就促使化學(xué)清洗劑的出現(xiàn)，因此對(duì)于化學(xué)清洗劑帶電清洗的選擇，選擇電瓷外表的污穢是非常正確的。

3.2化學(xué)清洗非常適合高壓電力設(shè)備的帶電清洗

3.2.1化學(xué)清洗劑的選用和試驗(yàn)

a、選用清洗劑的原則：安全可靠、清洗簡(jiǎn)便有效、價(jià)格適宜投入不高，對(duì)清洗對(duì)象無(wú)損傷，不污染環(huán)境。

b、BU666高級(jí)電器機(jī)械設(shè)備清洗劑的性能特點(diǎn)：

顏色：無(wú)色透明液體；

比重：1.05±0.03；

氣味：溶劑味，充分揮發(fā)，干燥不留痕跡；

引火點(diǎn)：達(dá)到一定沸點(diǎn)的時(shí)候，不可能起火燃燒，，具有安全可靠的特征；

耐電壓：25kV。

3.2.2性能試驗(yàn)

a、進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試：采用DC500V，并且其電極是非常標(biāo)準(zhǔn)梳形電阻，其電阻值5.5×1010Ψ>技術(shù)指標(biāo)109Ψ；

b、蒸發(fā)速度和殘留量測(cè)定：使用5g的清洗劑，并且將其放置在40h的平底玻璃器血中，其中的殘留量為在1.1×10-5g/c

c、耐電壓性能試驗(yàn)：首先將清洗劑放置在比較標(biāo)準(zhǔn)油杯中，然后按照絕緣油試驗(yàn)的具體方法進(jìn)行試驗(yàn)，，其中它的擊穿電壓要控制在25kV以上，液柱的閃絡(luò)電壓要為350kV/m；

d、絕緣子帶電清洗試驗(yàn)：首先要在絕緣子上進(jìn)行人工污穢涂刷，這樣蒸汽霧就可以促使絕緣子處于飽和受潮的情況，然后針對(duì)不同污穢等級(jí)的鹽密，蒸汽霧溫度也有所不同，通常情況下控制在40℃以下，并且霧的能見(jiàn)度要控制在1.5m以下。

除此之外，在進(jìn)行耐高溫試驗(yàn)的時(shí)候，它的燃點(diǎn)要控制在600℃左右，閃點(diǎn)要控制在68℃左右，并且清洗劑不能夠在有火的地方進(jìn)行放置。

3.2.3試驗(yàn)結(jié)論

在同等重污穢條件下，以BU666清洗劑浸潤(rùn)的絕緣子閃絡(luò)電壓比以蒸汽霧濕潤(rùn)的絕緣子閃絡(luò)電壓高5倍以上，接近絕緣子的干閃電壓。因此，從絕緣性能上考慮，BU666高級(jí)電氣機(jī)械設(shè)備清洗劑非常適合于污穢絕緣子的帶電清洗作業(yè)。

3.3帶電化學(xué)清洗的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

帶電化學(xué)清洗是在水沖洗的基礎(chǔ)上，選用性能好的清洗劑，在各項(xiàng)技術(shù)性能試驗(yàn)可靠的前提下，逐步進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)高壓設(shè)備的帶電清洗。

3.1.11995年在樂(lè)山電業(yè)局沙灣110kV變電站清洗主變油污套管，有一定的效果；

3.3.21996年在自貢電業(yè)局220kV變電站，經(jīng)四川電力調(diào)度局同意，對(duì)隔離刀閘及避雷器進(jìn)行了清洗作業(yè)；

3.3.31997年在四川江油發(fā)電廠（大型電廠）220kV升壓站高層布置的母線上對(duì)四路開(kāi)關(guān)及刀閘設(shè)備進(jìn)行了清洗作業(yè)；

3.3.41996年在馬鋼（馬鞍山）動(dòng)力廠110kV變電站和三峽工地的110kV變電站實(shí)施了清洗作業(yè)，都有較好的效果。

3.3.51998年在山西侯馬供電局和成都市草壩電廠的110kV站進(jìn)行清洗作業(yè)；

3.4帶電化學(xué)清洗的方法和有效工具

采用化學(xué)清洗劑對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行清洗的時(shí)候，要嚴(yán)格的控制材料的用量，主要是由于清洗劑的成本比較高，不能與水相提并論，只有這樣才能夠在比較安全的情況下達(dá)到清洗污穢設(shè)備的目的。因此，必須要采用方法正確和比較先進(jìn)可靠的工具。

3.4.1在10kV及以下使用電動(dòng)手持噴槍，進(jìn)行近距離的清洗作業(yè)，在保持帶電安全距離的情況下進(jìn)行清洗作業(yè)；

3.4.2在35kV和110kV設(shè)備上進(jìn)行戶外清洗作業(yè)時(shí)，采用地電位高壓射流技術(shù)進(jìn)行清洗作業(yè)。通過(guò)多次試驗(yàn)，研究成功了一套清洗作業(yè)工具，使用絕緣桿管單槍由上而下的進(jìn)行有序清洗；

3.4.3在220kV設(shè)備上進(jìn)行清洗，考慮高壓操作時(shí)的人身及設(shè)備安全，又要注意到220kV設(shè)備結(jié)構(gòu)不同于110kV以下設(shè)備的特點(diǎn)，設(shè)備安裝位置較高，瓷套的直徑較大，應(yīng)采用中間電位進(jìn)行高壓射流清洗。作業(yè)人員站在絕緣梯上進(jìn)行操作，有利于清洗作業(yè)，有利于人身安全；如果必要可使用雙槍清洗法，效率更高，安全性更好；

3.4.4噴槍對(duì)清洗物的清洗角度應(yīng)為45°～90°為宜；

3.4.5經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)研制的清洗工具如下：清水清洗機(jī)（工作壓力應(yīng)在60MPa～10MPa）絕緣桿式噴槍（30×1500～2000mm）

高壓絕緣管（25×4000mm，承受10MPa）

絕緣人字梯（3000～4000mm或?qū)Ｓ们逑锤呒苘嚕?/p>

接口密封材料（防止液體在接口泄流）

3.5帶電清洗經(jīng)濟(jì)效益分析

高壓設(shè)備的清洗由擦拭到清洗，由停電作業(yè)到帶電清洗的變革，是科技進(jìn)步的結(jié)果。具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5.1對(duì)電網(wǎng)有很大的經(jīng)濟(jì)效益

有一部分設(shè)備就是改變運(yùn)行方式，也不可能完全處于停電狀態(tài)，如果停電清洗，將會(huì)造成較大經(jīng)濟(jì)損失。工作電壓越高，損失的電量就越多?？砂聪率接?jì)算：P=U21/ZQ=P·t，雖然實(shí)際停電的時(shí)間不長(zhǎng)，但是輔助工作是比較長(zhǎng)的，其中以4h停電時(shí)間為例對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，110kV損失的電量在10～20萬(wàn)kWh之間。220kV可達(dá)30～50萬(wàn)kWh，按1kWh電價(jià)0.5元計(jì)算，損失達(dá)5元～25萬(wàn)元。這些數(shù)據(jù)都是供電電網(wǎng)的直接損失。

3.5.2對(duì)社會(huì)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失更大

根據(jù)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益情況可以計(jì)算出，現(xiàn)代社會(huì)停電1kWh產(chǎn)生的間接損失是發(fā)展地區(qū)的20倍，同時(shí)是發(fā)達(dá)地區(qū)的50倍以上，這是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。

3.5.3定期對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行帶電清洗

對(duì)高壓電力設(shè)備進(jìn)行帶電清洗可以有效的可污閃事故發(fā)生，也可以多供電量和增加社會(huì)產(chǎn)值。由于電力事故是現(xiàn)代社會(huì)的一大災(zāi)難，所以及時(shí)定期對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行帶電清洗就可以有效的避免災(zāi)難事故的發(fā)生，也可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，因此高壓設(shè)備被廣泛應(yīng)用。

3.6帶電化學(xué)清洗應(yīng)積極向高壓和超高壓設(shè)備上推進(jìn)

在供電系統(tǒng)中，帶電化學(xué)清洗是一個(gè)比較新型的清洗方法，這樣就可以為電網(wǎng)的運(yùn)行安全提供了積極有效的手段。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中高壓電網(wǎng)和超高壓電網(wǎng)都應(yīng)該積極推廣這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，特別是以330kV、500kV為主更加應(yīng)該廣泛的推廣，這樣就可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在1999年或2000年應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)并投入運(yùn)行使用。中國(guó)以三峽為龍頭將實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。500kV的變電站，現(xiàn)有幾十座，到2005年可達(dá)百座以上。這些大型超高壓變電站都需要進(jìn)行冬春季一年兩次的清洗。清洗劑用量很大，對(duì)清洗劑和清洗機(jī)械都要進(jìn)行專題研制和定點(diǎn)生產(chǎn)。以滿足電網(wǎng)發(fā)展和運(yùn)行安全的需要。

結(jié)論

綜上所述，本文主要對(duì)高壓電力設(shè)備帶電化學(xué)清洗技術(shù)進(jìn)行了具體的分析和探究，在高壓電力設(shè)備中，帶電化學(xué)清洗技術(shù)與其他的清洗技術(shù)比較，其具有很高的安全性，并且可以不用停電就可以進(jìn)行操作，這樣就具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，也符合環(huán)保的要求。因此帶電化學(xué)清洗技術(shù)被廣泛地應(yīng)用，并且得到了比較高的評(píng)價(jià)，根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)顯示：經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗之后，設(shè)備的絕緣水平也有了很大的提高，所以，這種清洗方法被廣泛的應(yīng)用于各類高壓電力設(shè)備中。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊靈異，劉平原，鄭曉光.廣東電網(wǎng)污閃原因分析和防污對(duì)策[J].電瓷避雷器，2006，（02）：1-6

[2]工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].中華人民共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2387-2007

[3]易雷.帶電化學(xué)清洗在電力設(shè)備絕緣維護(hù)中的應(yīng)用[J].湖南電力2008，28（4）：32—33

[4]段欣芝.電力設(shè)備高壓試驗(yàn)及安全設(shè)計(jì)方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（36）.

[5]黃志芳.高壓試驗(yàn)的安全管理探析[J]華中電力，2014（01）