新型带电喷扫清污装置
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作者:邓昭辉 张英 赵健 周贵发
摘 要：变电站的110kV及以上的高压电气设备长期运行在户外，设备表面将会沉积各种杂质，同时，由于雷电、雨、雪等天气影响，需定期对高压设备进行清扫。本文针对电气设备常用的带电清洗方式，设计了一种新型带电喷扫清污装置，此装置结构简单，重量轻，便于携带。使用该装置，能使高压带电电气设备干净，可有效解决户外設备绝缘子污闪问题。
关键词：变电站 电气设备 带电清污
中图分类号：X14 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（a）-0112-02
1 引言
在电力系统中，变电站高压电气设备在长期户外运行过程中，遭受雷电、雨、雪、潮湿及各种粉尘等外界杂质，这些杂质在物理吸附作用下，沉积于电气设备表面。一方面，附着物造成电气设备严重污染，散热能力下降;另一方面，附着物大部分为导体，易导致缓慢腐蚀，也容易在电气设备表面形成导电通道，导致不同程度引起设备的接触不良、阻抗降低、乃至于短路等情况。因此，对长期连续运行的电气设备需定期清洗。
2 现状分析
经现场统计，110kV及以上带电设备的清扫目前主要是依靠带电水清洗及机械干清扫，其中，带电水清洗在现场实施中对水质要求高、水对设备的冲击力不易把控、对作业人员的要求高，从而在实施过程中存在着对操作人员和设备的安全风险，由于所需配置的装备较多、所需人员也较多，并不适合有针对性的小范围设备的清扫，对水资源也存在着浪费的现象。而带电机械干清扫采用手枪电钻作动力源，机具重量大、易损件多、清扫力量小、效果差，受机具结构设计、绝缘材料重量等影响，手枪电钻式机械干清扫机不能适用于220kV及以上的设备的清扫工作。同时，清扫效率低，清扫人员的劳动强度大，对于硅橡胶绝缘的设备，因其存在老化情况，时间较长，其硅橡胶有可能龟裂、脆化，不易进行高压水及擦拭方式的清扫。
3 新型带电喷扫清污装置设计
本文研制了一种新型带电喷扫清污装置，能提高清扫效率和降低操作人员劳动强度，也可对清扫绝缘件进行监测，保证操作人员的安全。
3.1 设计思路和原理
本设计根据带电清扫过程特点，分为动力单元、延伸单元、清扫单元和绝缘监测单元四个部分：（1）动力部分可为装置提供动力能源，经多方考虑，拟采用两种方案：一种为压缩空气源，选用0.7MPa以上的空压机，为保证压缩空气的绝缘达到带电清扫的要求，设计了过滤装置。另一种为压缩非空气源，拟采用氮气等瓶装气体，其微水含量要保证在规定范围内。（2）延伸部分使清扫头能够逐段上升，达到所需清扫部位。拟采用环氧树脂绝缘管，其接头方式为插入式或螺栓式驳接。因500kV电气设备高约7m，延伸部分需要有较高的机械强度，其要达20kg的抗弯强度。（3）清扫头部分清扫的绝缘表面层，进行平面环层的吹喷，延伸部分可升降至不同的高度，可针对不同外形的整体绝缘子开展吹喷清扫作业。采用柔性绝缘材质作为清扫头的制作，其喷扫清扫介质的初速度可通过进出清扫头的压缩气源的压强进行调节。（4）实时绝缘监测可在带电清扫过程中，对起主绝缘的延伸部分进行实时的绝缘状态监测。拟采用绝缘兆欧表进行绝缘状态的监测。
本装置方案为将动力部分、绝缘的操作杆、喷液枪和储液罐组合设计成可带电喷扫清污装置，使用时可以根据待清污位置选取若干根绝缘杆组合成适合的长度，同时可以根据需要调整调节杆的伸出长度，人站地地面上即可轻松实现对电气设备的喷扫清污工作。并且根据动力源的不同，为了保证清洗效果，对动力能源进行过滤，同时，也可进一步地减小电气设备的放电导电概率，进而能够保证操作人员的安全。
3.2 装置介绍
我们在现场进行了多次试用，电气设备带电喷扫清污装置的操作方法如下：将盛有带电清洗剂的储液罐安装在喷液枪的连接管上;根据待清污位置的水平距离，适应性地调整调节杆的伸出长度;并且根据待清污位置的高度，选择若干根绝缘杆组装起来形成操作杆;将操作杆举起，使喷液枪的喷嘴对准待清污位置，启动空气压缩机清扫即可。新型电气设备带电喷扫清污装置图1所示。
在装置使用过程中，储液罐与连接管的下端连接，清扫时在储液罐内盛放有带电清洗剂，将连接管的下端伸入到带电清洗剂内，空气压缩机提供的高压气体，经第一输气管、输气通道和风道从喷嘴喷出，并虹吸出喷出储液罐中的带电清洗剂。
4 本装置的优势
电网中户外设备绝缘子污闪是季节性的老大难问题，每年设备污闪集中出现，污闪必须要及时进行处理，否则会发展造成接地短路事故。使用本装置，可在污闪刚出现时，能及时带电进行消除，与传统的装置相比较，主要有几个方面的特点：（1）便携、轻便、稳定、可移动、省力的清扫设备。（2）对清扫瓷柱进行吹喷式清扫，效益更高。（3）可适时监测清扫设备的绝缘状态，保证和身安全。（4）本装置结构简单，模块式元件设计、组装拆卸方便，节约了人力成本，降低了劳动强度。
5 结语
经过现场使用，本文提出的新型带电喷扫清污工具，得到了现场设备运行维护人员的认可。此装置有效解决了现有问题，结构简单，重量轻，便于携带，劳动强度低。在110kV及以上带电设备的清扫中，使用效果好，具有广阔的推广前景。
参考文献
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