煤礦變電站設(shè)備帶電絕緣維護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

劉 偉

（晉中市凱嘉集團(tuán)義棠礦業(yè)管理公司，山西 晉中 032000）

煤礦變電站設(shè)備表面經(jīng)常附著一層灰塵，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行安全。變電站設(shè)備檢修維護(hù)時間大多在每年春季和秋季兩次計劃性停電大檢修，維護(hù)方式多采用人工干布擦拭除塵的方式，清洗瓷瓶、互感器、絕緣子、開關(guān)柜母線等一次設(shè)備表面雜質(zhì)，但對二次設(shè)備和通信設(shè)備的清掃重視程度不足。如果因長期積污致使外絕緣配置不滿足運(yùn)行要求，易發(fā)生供電事故。根據(jù)國能安全[2014]161號文及《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》要求，目前，國家電網(wǎng)供電部門已經(jīng)逐漸取消了計劃性停電檢修，取而代之的是帶電檢修作業(yè)[1]。

1 煤礦變電站電氣設(shè)備絕緣維護(hù)的特殊性和重要性

1.1 一次設(shè)備

一次設(shè)備臟污可能導(dǎo)致設(shè)備泄漏電流增大、絕緣電阻降低，進(jìn)而引起短路現(xiàn)象。但如果供配電系統(tǒng)中的一些設(shè)備一旦停電進(jìn)行檢修，可造成一定的經(jīng)濟(jì)損失或安全風(fēng)險。如變電站進(jìn)線開關(guān)柜檢修必然造成單系統(tǒng)電源運(yùn)行，影響供電可靠性，因此，部分供電部門已經(jīng)逐漸取消了計劃性停電檢修，取而代之的是帶電檢修作業(yè)。

1.2 二次設(shè)備

煤礦變電站內(nèi)的各類二次設(shè)備，非常容易產(chǎn)生靜電并吸附灰塵、水汽等雜質(zhì)，并凝結(jié)于設(shè)備和線路表面，影響配電系統(tǒng)各部件散熱，容易吸潮或碳化，導(dǎo)致絕緣性能下降；還可能直接引起二次系統(tǒng)部件短路或漏電，使遙測、遙信等功能受破壞，而這種隱性故障在現(xiàn)場處理起來工作量很大，不易查找。

1.3 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備

粉塵等雜物可沿通信線纜、線纜孔洞進(jìn)入到設(shè)備間，日積月累導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)積聚大量的灰塵、濕氣甚至金屬塵埃。這些雜物污穢使通信設(shè)備實(shí)際的工作環(huán)境相比其他機(jī)房要糟糕，不僅影響著通信質(zhì)量的可靠性、精密性和準(zhǔn)確性，還間接反映著通信服務(wù)的質(zhì)量情況。通信設(shè)備帶電水沖洗現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 通信設(shè)備帶電水沖洗現(xiàn)場

綜合污染導(dǎo)致的微電路性能退化日益嚴(yán)重地改變著通信設(shè)備原先設(shè)計的運(yùn)行條件，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備質(zhì)量，設(shè)備內(nèi)部的帶電部分與周圍空間不同電位的區(qū)域內(nèi)，均存在著靜電場。這種靜電場會使元器件電路板，特別是元器件密集的電路板上的金屬塵埃感應(yīng)帶電，導(dǎo)致微電路性能退化。這種靜電場還使塵埃極化，形成微電場，在電解質(zhì)內(nèi)形成微電池，處于不同電位的部分又形成了復(fù)雜的附加電容。所有這些因素不僅加速對元器件裸露金屬的腐蝕，而且日益嚴(yán)重地改變著通信設(shè)備原先設(shè)計的運(yùn)行條件，從而造成設(shè)備和元器件功能障礙，也是通信設(shè)備產(chǎn)生“軟性故障”的主要根源，會導(dǎo)致信噪比下降、信道堵塞、信號串音、信號延時、芯片速率下降、大規(guī)模存儲器失效、系統(tǒng)軟件信息遺失、邏輯門電路誤動作、誤碼率升高、誤動作頻繁、下指令拒動作、形成超容限值的尖峰電流電壓、擊穿PN結(jié)、器件發(fā)生飛弧、打火現(xiàn)象、電暈效應(yīng)導(dǎo)致元件銷毀、硬件損壞等問題的發(fā)生[1]。

2 帶電絕緣維護(hù)技術(shù)分析

2.1 帶電絕緣清掃

帶電絕緣清掃絕緣刷頭由高絕緣、耐磨、耐高溫尼龍等材料制成。在不停電的前提下，通過清掃電機(jī)帶動相應(yīng)的絕緣清掃刷頭，在高速轉(zhuǎn)動的情況下清除設(shè)備表面污穢的作業(yè)[2]。

安全技術(shù)措施分析。根據(jù)電力設(shè)備的電壓等級選擇絕緣主操縱桿，并根據(jù)所要清掃的設(shè)備高度連接好機(jī)械手清掃刷。調(diào)節(jié)好清掃刷的轉(zhuǎn)向，清掃刷應(yīng)向內(nèi)側(cè)對向旋轉(zhuǎn)，對設(shè)備瓷瓶由上而下進(jìn)行帶電清掃，對于CT、PT設(shè)備體積較大的要分三到四面進(jìn)行清掃。對高低壓設(shè)備的瓷瓶由上而下均勻進(jìn)行清掃，操作過程中不斷左右擺動清掃刷頭，以達(dá)到全方位的清掃。

2.2 帶電絕緣維護(hù)

將絕緣清洗劑噴射到待洗設(shè)備上，絕緣清洗劑選擇要具備高體積電阻率、高絕緣性能、高環(huán)保要求、強(qiáng)清潔能力的特點(diǎn)，有效清除設(shè)備表面雜質(zhì)，使設(shè)備絕緣性能盡可能恢復(fù)至出廠原始值。

安全技術(shù)措施分析。使用帶電絕緣清洗劑對變電站高低壓設(shè)備等相關(guān)部件進(jìn)行全面的高壓射流維護(hù)，進(jìn)行絕緣保護(hù)。射流的噴槍與帶電設(shè)備、人與帶電設(shè)備均要保持一定的安全距離，《電力安全規(guī)程》規(guī)定，110 kV電壓等級安全距離不小于1.5 m，35 kV電壓等級安全距離不小于1.0 m，10 kV電壓等級安全距離不小于0.7 m，嚴(yán)禁觸碰玻璃、塑料等易損壞的儀器儀表。變電站一次設(shè)備帶電絕緣清洗現(xiàn)場如圖2所示。

圖2 變電站一次設(shè)備帶電絕緣清洗現(xiàn)場

絕緣清洗劑的選擇要與電氣設(shè)備電壓等級相匹配。可選用高等級絕緣清洗劑清洗低電壓等級設(shè)備，但絕不可以選用低等級絕緣清洗劑清洗高電壓等級設(shè)備。在作業(yè)前清洗設(shè)備需要接地的應(yīng)可靠接地。清洗時應(yīng)根據(jù)清洗設(shè)備類型、現(xiàn)場布置、污穢類型及積污程度等現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇合適的清洗方法[3]。

2.3 帶電絕緣保護(hù)

觀察帶電設(shè)備的絕緣保護(hù)情況，有計劃有目的地對電力設(shè)備等進(jìn)行有效的絕緣保護(hù)，并在清洗后的設(shè)備表面形成一層防污層，以保證杜絕污閃事故。

2.4 其他安全措施分析

由于帶電絕緣清洗是一項(xiàng)特殊的電氣絕緣維護(hù)技術(shù)，施工現(xiàn)場周圍分布著各種帶電電氣設(shè)備，因此，施工現(xiàn)場應(yīng)考慮做好各種安全措施防止人員觸電事故發(fā)生。

搬運(yùn)清掃機(jī)具的零部件進(jìn)入維護(hù)現(xiàn)場時，應(yīng)注意任何部件的高度不應(yīng)超過現(xiàn)場設(shè)備安裝構(gòu)架的高度。在施工作業(yè)轉(zhuǎn)移間隔過程中，絕緣操作桿、登高梯等設(shè)施應(yīng)放倒搬運(yùn)，并與帶電設(shè)備保持足夠安全距離。進(jìn)入帶電維護(hù)作業(yè)現(xiàn)場后，將清掃機(jī)零部件整齊擺放在清潔的防潮帆布上或?qū)Ｓ霉ぞ呒苌?，檢查清掃機(jī)各部件的具體狀況，主要包括清掃機(jī)的絕緣部分和機(jī)械性能，檢查完畢后在施工作業(yè)前清潔絕緣桿表面。在維護(hù)工作中應(yīng)始終保持絕緣桿表面干燥、無明顯的灰塵，每維護(hù)3～5片，要用干燥、潔凈的毛巾檫拭絕緣桿的表面。帶電維護(hù)由于工作時較費(fèi)體力，在實(shí)際作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)作業(yè)人員的體能消耗及時更換，保證清維護(hù)全。

3 帶電絕緣維護(hù)優(yōu)勢分析

煤礦電力設(shè)備設(shè)施的維護(hù)方式由計劃性停電檢修到帶電絕緣維護(hù)、由傳統(tǒng)的人工擦拭清潔到利用絕緣維護(hù)劑沖洗設(shè)備，是電力行業(yè)維護(hù)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，對煤礦供電設(shè)備維護(hù)檢修起到強(qiáng)有力的補(bǔ)充作用。

1）應(yīng)用全面，技術(shù)相對成熟。煤礦供電系統(tǒng)各種電壓等級、室內(nèi)外、一次設(shè)備、二次設(shè)備、不同污穢程度、不同臟污類型均可以采用帶電維護(hù)技術(shù)。

2）操作簡便快捷。帶電絕緣維護(hù)相對于停電檢修，減少了因停電而需要的設(shè)備停電操作。

3）清潔能力強(qiáng)。帶電絕緣維護(hù)產(chǎn)品可快速溶解粘附在電氣設(shè)備上的油膜、油泥，進(jìn)而徹底地去除粘附在油膜上的各種鹽份、極化微塵，金屬粉塵等有害物質(zhì)，可有效應(yīng)對煤礦變電站設(shè)備表面不同的雜質(zhì)類型。另外由于使用了絕緣射流清洗，可保證沖洗距離始終保持在理想狀態(tài)，清洗效果較好[4]。

4）同等重污穢條件下，可提高輸變電設(shè)備的抗污閃能力8倍以上，可以杜絕一次設(shè)備因污染造成污閃事故的發(fā)生。在維護(hù)周期內(nèi)杜絕了因污閃事故而造成的經(jīng)濟(jì)損失和因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

5）硬件損壞出現(xiàn)突然性事故率（漏電、打火、飛?。┛蓽p少80%以上，節(jié)能方面可節(jié)約二次設(shè)備自耗電量30%以上。

6）避免了停電檢修時的雙回路停電需求，提高了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行可靠性，在保證電力設(shè)備設(shè)施運(yùn)行可靠的前提下，有效地延長電力設(shè)備的更換周期，節(jié)約運(yùn)維成本。在維護(hù)周期內(nèi)杜絕了因污閃事故而造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4 經(jīng)濟(jì)、社會、安全效益分析

電力設(shè)備設(shè)施的維護(hù)方式由計劃性停電檢修到帶電絕緣維護(hù)、由傳統(tǒng)的人工擦拭清潔到利用絕緣維護(hù)劑沖洗設(shè)備，是電力行業(yè)維護(hù)技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)，對供電設(shè)備維護(hù)起到強(qiáng)有力的補(bǔ)充作用，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

經(jīng)濟(jì)層面，帶電絕緣維護(hù)可減少因停電造成的電量損失，對整個供電網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)行，減少電量損失也是有利的。同時，帶電絕緣維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用還可提高供電設(shè)備的使用壽命，延長設(shè)備更換周期，減少了相應(yīng)的設(shè)備更換成本。

社會層面，不停電對供電設(shè)備檢修維護(hù)，可減少居民用電的停電時間，保證人民群眾正常生活。對企業(yè)而言，可減少因停電維護(hù)造成的產(chǎn)量影響，尤其是對電力依賴性大的科技密集型企業(yè)。

安全層面，不停電檢修、維護(hù)，可減少供電系統(tǒng)單回路運(yùn)行的時間，同時可以避免污閃事故發(fā)生，降低供電事故發(fā)生概率，對供電可靠性是一種有力的提升。

5 結(jié)語

帶電絕緣維護(hù)的應(yīng)用是保證煤礦供電網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行的優(yōu)選模式。要保證在帶電絕緣維護(hù)技術(shù)工作中，人身安全、設(shè)備安全及維護(hù)質(zhì)量，除了須具備優(yōu)良的產(chǎn)品，先進(jìn)而規(guī)范化的維護(hù)技術(shù)外，還必須對存在于整個絕緣維護(hù)工作中的管理要素和相關(guān)非技術(shù)性因素加以嚴(yán)格控制?？茖W(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的帶電絕緣維護(hù)工作，使設(shè)備的日常維護(hù)方式發(fā)生了由被動到主動，由局部的“擦、掃、刷”到徹底帶電絕緣維護(hù)的變革，既提高了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量又兼顧了煤炭企業(yè)連續(xù)不間斷生產(chǎn)的需求。