新型帶電熱水除冰和除污槍的研制

童 誠(chéng) 李 穩(wěn) 鄒德華 向 云 吳榴心

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司帶電作業(yè)中心，長(zhǎng)沙 410007）

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新型帶電熱水除冰和除污槍的研制

童 誠(chéng) 李 穩(wěn) 鄒德華 向 云 吳榴心

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司帶電作業(yè)中心，長(zhǎng)沙 410007）

絕緣子積污或覆冰后其絕緣性能將明顯下降，需要開(kāi)展帶電水沖洗作業(yè)提高其絕緣性能。作業(yè)人員持普通水槍進(jìn)行帶電沖洗作業(yè)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、受天氣限制和安全性低的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)并研制了一種新型帶電熱水除冰和除污槍?zhuān)渲饕蓸屪臁⒎烙陚闳?、槍管、絕緣支架、槍體、接地線(xiàn)、槍托、進(jìn)水管等八部分組成。其具有高絕緣、防水、防雪、耐壓、耐熱和耐腐蝕為一體的功能，可以顯著增加操作人員的安全性和水槍的使用年限，適應(yīng)于全天氣候下使用，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

帶電作業(yè)；變電站；除冰；除污；高壓水槍

1　案例概況

絕緣子在變電站中主要是保證帶電部件絕緣并對(duì)其起機(jī)械支持與固定作用，在整個(gè)供電系統(tǒng)中有著不可或缺的作用。但長(zhǎng)期暴露在污染嚴(yán)重的大氣環(huán)境中，很多污染物通過(guò)物理的吸附作用沉積在絕緣子表面上，會(huì)降低設(shè)備絕緣性能，極易造成污閃事故。而污閃跳閘后的重合閘成功率很低，污閃容易發(fā)展成大面積、長(zhǎng)時(shí)間的惡性停電事故，因此污閃的危害性極大，是威脅電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行的主要隱患。

目前我國(guó)變電站采用帶電水沖洗車(chē)沖洗絕緣子，一般是由操作人員手持普通水槍進(jìn)行沖洗，存在一定的安全隱患。針對(duì)這一問(wèn)題，研發(fā)一種新型帶電除冰和除污槍?zhuān)稍诓煌ｋ姷那闆r下對(duì)絕緣子進(jìn)行除冰、除污，新型水槍因其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)能有效提高作業(yè)人員的安全性。

2　作業(yè)對(duì)象介紹

目前變電站內(nèi)絕緣子按照空間姿態(tài)（如圖1所示）可以分為垂直式（支柱式）、傾斜式和水平式3種，根據(jù)材料可以分為瓷絕緣子和玻璃絕緣子兩類(lèi)。本文以220kV變電站絕緣子為例進(jìn)行說(shuō)明，表1為絕緣子參數(shù)索引表。

圖1　變電站的環(huán)境

表1　絕緣子參數(shù)索引表

3　新型高壓水槍設(shè)計(jì)

3.1總體設(shè)計(jì)

帶電熱水除冰和除污整套裝置由帶電熱水除冰和除污制水車(chē)、高壓沖洗車(chē)和高壓水槍組成，本文針對(duì)現(xiàn)有高壓水槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高作業(yè)安全性，保障作業(yè)人員生命安全。由于帶電水沖洗作業(yè)的特殊性，所設(shè)計(jì)裝置應(yīng)按DL/T 976—2005《帶電作業(yè)工具、裝置和設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》、[2002]777號(hào)《電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（試行）、GB/T 16927.1—2013《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第一部分：一般定義及試驗(yàn)要求》的相關(guān)要求進(jìn)行。文中所設(shè)計(jì)的新型帶電熱水除冰和除污作業(yè)高壓水槍主要由槍嘴、防雨傘群、槍管、絕緣支架、槍體、接地線(xiàn)、槍托、進(jìn)水管等八部分構(gòu)成，如圖2所示。

圖2　新型高壓水槍結(jié)構(gòu)圖

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）槍嘴

采用絕緣材料制作。在帶電除冰和除污工作時(shí)，為高純水提供出口。

2）防雨傘群

采用硅橡膠制作，可以防潮、防水、防雪。防雨傘群能有效減少熱量的損失，同時(shí)也達(dá)到了在惡劣氣候下保證有效絕緣的目的，使水槍能在全氣候下使用。

3）槍管

采用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃管制作，它具有一定的耐壓、耐熱、耐濕、耐腐蝕等特點(diǎn)，減少了維修成本，增加了水槍的使用年限。槍管長(zhǎng)度從 1500～2400mm不等，根據(jù)電壓等級(jí)不同，選擇不同的槍管長(zhǎng)度和口徑。較長(zhǎng)的槍管既可以讓操作人員站在較遠(yuǎn)的安全位置進(jìn)行作業(yè)，也避免了被熱水燙傷。

4）絕緣支架

絕緣支架采用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃管制作。安裝在槍管下面，用來(lái)支撐高壓水槍?zhuān)捎诟邏核畼尩暮笞ο鄬?duì)較大，操作人員如果長(zhǎng)時(shí)間用手提著工作，十分吃力，絕緣支架則可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。

5）槍體

采用絕緣材料制作。包括水槍槍托和水槍控制開(kāi)關(guān)，可以對(duì)水槍進(jìn)行控制。

6）水槍接地線(xiàn)

水槍接地線(xiàn)設(shè)計(jì)在槍體的下方，可以保證槍體有效接地消除泄露電流，這樣既可以保證操作人員的安全又方便操作人員進(jìn)行帶電熱水除冰和除污作業(yè)。

7）槍托

槍支的柄，位置在槍支末端，其要作用在于減緩或抵消沖洗時(shí)高壓水柱出槍所產(chǎn)生的沖擊力，使得沖洗作業(yè)人員能保持穩(wěn)定的沖洗范圍。

8）進(jìn)水管

與高壓沖洗車(chē)連接后，為高純水提供進(jìn)入水槍的通道。

3.3工作原理

變電站帶電熱水除冰和除污作業(yè)主要是通過(guò)“過(guò)濾-加熱-滲透-除鹽-加熱”方式，將水制成高純度、高溫的熱水。作業(yè)時(shí)將絕緣高壓水槍對(duì)準(zhǔn)變電站履冰設(shè)備，由下往上進(jìn)行除冰工作和除污工作，二者可同時(shí)完成，如圖3所示。帶電除污作業(yè)只需對(duì)水進(jìn)行“過(guò)濾-滲透-除鹽”，減少“加熱”步驟。當(dāng)溫度較高的熱水對(duì)絕緣子表面覆冰進(jìn)行近距離高壓沖洗時(shí)，覆冰爆裂并與絕緣子分離，繼而在水流作用下被清除，同時(shí)達(dá)到清洗絕緣子表面，提高絕緣子的絕緣性能。

圖3　沖洗作業(yè)演示示意圖

本文所設(shè)計(jì)的新型高壓水槍主要有益作用為：

1）增強(qiáng)了人與帶電體間的絕緣強(qiáng)度，提高了作業(yè)安全性。

2）水柱的長(zhǎng)度減小，保證了出水的壓力，提高沖洗效率。

4　變電站帶電熱水除冰和除污作業(yè)步驟

1）將高純水制水車(chē)移動(dòng)到變電站的水箱或消防栓附近。

2）對(duì)消防栓內(nèi)的積水清除后，安裝源水進(jìn)水管。

3）人工對(duì)加藥箱的藥量進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果添加藥量。

4）人工檢查加壓水泵系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、過(guò)濾及反滲透系統(tǒng)的是否正常。

5）如果檢查出問(wèn)題，應(yīng)立即進(jìn)行相應(yīng)處理，如果一切正常，則引入自來(lái)水，進(jìn)行高純水的制作。

6）利用高純水制水車(chē)的過(guò)濾凈化系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行過(guò)濾、加熱、去離子等處理。

7）通過(guò)監(jiān)測(cè)儀表檢測(cè)所制得的高純水的水質(zhì)，如果不達(dá)標(biāo)，自動(dòng)閉鎖出水口并將重復(fù)步驟6）；如果水質(zhì)達(dá)標(biāo)，出水口解除閉鎖。

8）將制作的高純水連接到高壓沖洗車(chē)上，并將高壓水泵槍接好，同時(shí)對(duì)設(shè)備及槍口進(jìn)行可靠接地。

9）作業(yè)人員穿戴好安全防護(hù)用具，啟動(dòng)高壓泵，調(diào)節(jié)好出口壓力，檢測(cè)槍口水電阻率。

10）作業(yè)人員站在符合安全距離的位置，操作水槍對(duì)準(zhǔn)被沖洗設(shè)備，由下向上進(jìn)行沖洗。

5　結(jié)論

本文設(shè)計(jì)并制作了一種新型帶電沖洗高壓水槍?zhuān)渲饕蓸屪臁⒎烙陚闳?、槍管、絕緣支架、槍體、接地線(xiàn)、槍托、進(jìn)水管等八部分組成。它具有高絕緣、防水、防雪、耐壓、耐熱、耐腐蝕為一體的功能，可以顯著降低作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，增加操作人員的安全性和水槍的使用年限，適應(yīng)于全天氣候下使用。

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童 誠(chéng)（1986-），男，湖南省長(zhǎng)沙市人，本科，工程師，主要研究方向?yàn)樽冸娬竞洼旊娋€(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)。