朱心宇 池曦鏘

【摘 要】本文主要對高壓電力設(shè)備帶電化學清洗技術(shù)進行了分析和探究，首先對污穢進行了分析，主要是因為污穢是電網(wǎng)安全運行的主要矛盾；然后常見防污和清洗方法進行了分析；最后對高壓電力設(shè)備帶電化學清洗技術(shù)進行了分析。希望對有關(guān)人士有所幫助。

【關(guān)鍵詞】高壓；電力設(shè)備；帶電化學清洗技術(shù)

引言

近些年來，高壓電力設(shè)備中的帶電化學清洗技術(shù)應用越來越廣泛，主要是因為在供電系統(tǒng)中，高壓電力設(shè)備受到各種環(huán)境污穢的影響，就會時常發(fā)生污閃事故，導致了線路故障的出現(xiàn)，這樣就出現(xiàn)了停電等問題，從而嚴重影響電網(wǎng)的正常運行。針對這樣的情況，作為供電的有關(guān)部門，就必須要對高壓電力設(shè)備進行清洗。

1污穢是電網(wǎng)安全運行的主要矛盾

電網(wǎng)高壓設(shè)備受環(huán)境污穢的影響，時有發(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，電力部門十分重視電網(wǎng)的防污工作。每年都在10～12月份撥出?？睿瑢﹄娋W(wǎng)防污工作進行治理，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)都是因為電瓷外絕緣的絕緣水平出現(xiàn)了下降的趨勢，導致了事故的發(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。瓷表面由于長期裸露在污穢的大氣中，表面就會逐漸集聚了污穢，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)具有很強的導電性，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電壓出現(xiàn)了降低的情況，引起絕緣子閃絡。根據(jù)有關(guān)資料顯示，污穢閃絡與污穢性質(zhì)有一定的關(guān)系。如表1所示，闡述了閃絡與污穢的性質(zhì)，由于污穢對電瓷外絕緣有著很大程度的影響，，影響污穢閃絡跳閘的則是氣象條件的主導作用。干燥的污穢電阻很大，試驗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，絕緣子的閃絡電壓降低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的氣象條件，影響污穢閃絡跳閘的比例最大，如表2所示。

2常見防污和清洗方法

在上個世紀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，從而就使得其在應用的過程中有很大的局限性。在用水清洗的過程中會遇到很多困難，并且由一定的劣勢，這樣就出現(xiàn)了用化學清洗劑清洗。此外，還可以采用機械清掃技術(shù)，這種技術(shù)主要是利用清洗機械手或者機器人進行帶電操作，其中機械手中的毛刷主要采用絕緣材料，并且利用比較強的摩擦力來清除絕緣子和線路表面的污垢。機械清掃技術(shù)有很多優(yōu)點，主要是利用物理方法來直接去除污垢，這樣就沒有化學成分的介入，也不會出現(xiàn)二次污染，但是機械手具有占據(jù)空間大等特點，那么在比較密集的變電站中就不能夠進行清掃，同時由于絕緣子的形狀存在著很大的差異，這樣在進行清理的時候就會出現(xiàn)沒有方法進行清理的角落。

近些年來，清洗技術(shù)在不斷的更新，其中干劑清洗技術(shù)被國外人士廣泛的應用，主要是因為此種清洗方法，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的時候會有大量的粉塵，針對這樣的情況，就可以知道，干劑清洗技術(shù)受到環(huán)境的影響比較嚴重。從目前的情況來看，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)勢和劣勢，截止到目前為止，應用最廣泛的技術(shù)還是帶電化學清洗技術(shù)。

3高壓電力設(shè)備帶電化學清洗技術(shù)

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

污穢影響電力設(shè)備安全運行，應進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，對設(shè)備進行清洗的時候主要是用水清洗，并且?guī)щ娝逑匆苍谥饾u的進行，但是由于其安全性能比較差，就會時常發(fā)生人身和設(shè)備事故，同時推廣也會受到很大程度的影響。用水清洗是一種比較常見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，這樣就會收到比較好的效果。此外，有一些設(shè)備由于停電起來比較困難，這樣采用帶電清洗就可以達到預期的目的。采用高壓帶電用水清洗設(shè)備，由于受到很多因素的影響，不安全的情況就會經(jīng)常發(fā)生，甚至可能發(fā)生一些人身和設(shè)備閃絡事故，這樣對高壓電氣設(shè)備帶電水清洗條件就有很嚴格的要求。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則中規(guī)定的值。這項工作很麻煩。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)有裂紋時一般不可沖洗，作好這項目也有一定的難度；其四，水沖洗的方法也有嚴格要求，注意風向和沖洗角度，防止濺閃；其五，對充油套管不能采用水沖洗?？傊瑤щ娝疀_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度等前提條件外，還要滿足上述的幾個條件。條件如此苛刻，所以帶電水沖洗推廣應用受到一定局限。最后用水清洗受到了很多方面的局限，這樣就促使化學清洗劑的出現(xiàn)，因此對于化學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化學清洗非常適合高壓電力設(shè)備的帶電清洗

3.2.1化學清洗劑的選用和試驗

a、選用清洗劑的原則：安全可靠、清洗簡便有效、價格適宜投入不高，對清洗對象無損傷，不污染環(huán)境。

b、BU666高級電器機械設(shè)備清洗劑的性能特點：

顏色：無色透明液體；

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：達到一定沸點的時候，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

a、進行絕緣電阻測試：采用DC500V，并且其電極是非常標準梳形電阻，其電阻值5.5×1010Ψ>技術(shù)指標109Ψ；

b、蒸發(fā)速度和殘留量測定：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：首先將清洗劑放置在比較標準油杯中，然后按照絕緣油試驗的具體方法進行試驗，，其中它的擊穿電壓要控制在25kV以上，液柱的閃絡電壓要為350kV/m；

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

除此之外，在進行耐高溫試驗的時候，它的燃點要控制在600℃左右，閃點要控制在68℃左右，并且清洗劑不能夠在有火的地方進行放置。

3.2.3試驗結(jié)論

在同等重污穢條件下，以BU666清洗劑浸潤的絕緣子閃絡電壓比以蒸汽霧濕潤的絕緣子閃絡電壓高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高級電氣機械設(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帶電化學清洗的現(xiàn)場實踐

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

3.1.11995年在樂山電業(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，對隔離刀閘及避雷器進行了清洗作業(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四路開關(guān)及刀閘設(shè)備進行了清洗作業(yè)；

3.3.41996年在馬鋼（馬鞍山）動力廠110kV變電站和三峽工地的110kV變電站實施了清洗作業(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站進行清洗作業(yè)；

3.4帶電化學清洗的方法和有效工具

采用化學清洗劑對高壓設(shè)備進行清洗的時候，要嚴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可靠的工具。

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

3.4.2在35kV和110kV設(shè)備上進行戶外清洗作業(yè)時，采用地電位高壓射流技術(shù)進行清洗作業(yè)。通過多次試驗，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行有序清洗；

3.4.3在220kV設(shè)備上進行清洗，考慮高壓操作時的人身及設(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，設(shè)備安裝位置較高，瓷套的直徑較大，應采用中間電位進行高壓射流清洗。作業(yè)人員站在絕緣梯上進行操作，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噴槍對清洗物的清洗角度應為45°～90°為宜；

3.4.5經(jīng)過多次試驗研制的清洗工具如下：清水清洗機（工作壓力應在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，是科技進步的結(jié)果。具有很大的經(jīng)濟效益。

3.5.1對電網(wǎng)有很大的經(jīng)濟效益

有一部分設(shè)備就是改變運行方式，也不可能完全處于停電狀態(tài)，如果停電清洗，將會造成較大經(jīng)濟損失。工作電壓越高，損失的電量就越多?？砂聪率接嬎悖篜=U21/ZQ=P·t，雖然實際停電的時間不長，但是輔助工作是比較長的，其中以4h停電時間為例對其進行計算，110kV損失的電量在10～20萬kWh之間。220kV可達30～50萬kWh，按1kWh電價0.5元計算，損失達5元～25萬元。這些數(shù)據(jù)都是供電電網(wǎng)的直接損失。

3.5.2對社會和企業(yè)的經(jīng)濟損失更大

根據(jù)電網(wǎng)的經(jīng)濟效益情況可以計算出，現(xiàn)代社會停電1kWh產(chǎn)生的間接損失是發(fā)展地區(qū)的20倍，同時是發(fā)達地區(qū)的50倍以上，這是一個非?？捎^的數(shù)字。

3.5.3定期對高壓設(shè)備進行帶電清洗

對高壓電力設(shè)備進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產(chǎn)值。由于電力事故是現(xiàn)代社會的一大災難，所以及時定期對高壓設(shè)備進行帶電清洗就可以有效的避免災難事故的發(fā)生，也可以延長設(shè)備使用壽命，因此高壓設(shè)備被廣泛應用。

3.6帶電化學清洗應積極向高壓和超高壓設(shè)備上推進

在供電系統(tǒng)中，帶電化學清洗是一個比較新型的清洗方法，這樣就可以為電網(wǎng)的運行安全提供了積極有效的手段。進入21世紀以來，中高壓電網(wǎng)和超高壓電網(wǎng)都應該積極推廣這項先進技術(shù)，特別是以330kV、500kV為主更加應該廣泛的推廣，這樣就可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟和社會效益。在1999年或2000年應該進行試驗并投入運行使用。中國以三峽為龍頭將實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。500kV的變電站，現(xiàn)有幾十座，到2005年可達百座以上。這些大型超高壓變電站都需要進行冬春季一年兩次的清洗。清洗劑用量很大，對清洗劑和清洗機械都要進行專題研制和定點生產(chǎn)。以滿足電網(wǎng)發(fā)展和運行安全的需要。

結(jié)論

綜上所述，本文主要對高壓電力設(shè)備帶電化學清洗技術(shù)進行了具體的分析和探究，在高壓電力設(shè)備中，帶電化學清洗技術(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行操作，這樣就具有很好的經(jīng)濟和社會效益，也符合環(huán)保的要求。因此帶電化學清洗技術(shù)被廣泛地應用，并且得到了比較高的評價，根據(jù)有關(guān)試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)顯示：經(jīng)過化學清洗之后，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用于各類高壓電力設(shè)備中。

參考文獻：

[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策[J].電瓷避雷器，2006，（02）：1-6

[2]工業(yè)設(shè)備化學清洗質(zhì)量標準[S].中華人民共和國化工行業(yè)標準HG/T2387-2007

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

[4]段欣芝.電力設(shè)備高壓試驗及安全設(shè)計方法分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，（36）.

[5]黃志芳.高壓試驗的安全管理探析[J]華中電力，2014（01）