淺析電力設備的帶電化學清洗技術研究

摘 要：本文介紹了采用化學清洗劑對電力設備進行化學清洗的新方法，并與傳統的帶電水沖洗方法進行了比較，還介紹了進行化學清洗的操作方法、注意事項及經濟效益，為電力系統提出了一種安全、可靠的防污方法。

關鍵詞：電力設備 污穢閃絡 變電站防污閃 化學清洗

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2016）08-0077-02

高壓電力設備受環境污穢的影響所造成的污閃事故占電網事故的很大比例，變電站設備為改變電壓的場所，將發電廠發出來的電能的電壓升高，然后輸送至 用戶附近，再按需要將電壓降低，其中升降電壓的工作通過變電站設備完成。變電站設備定期需要清洗，特別是對于油浸式主變壓器，由于焊點多、焊縫長、變壓器設備滲漏現象嚴重。因而電網設備的防污工作包括提高設備的防污等級，對設備進行防污改造，以最大限度減少污閃事故的發生極其重要。電氣設備的污閃是電氣設備污穢閃絡的簡稱。絕緣子受的污染分為自然污染和工業污染兩類。

電氣絕緣子常會受到工業污穢或自然界鹽堿，飛塵，鳥糞等的污染。干燥情況下，這些污穢物的電阻很大，但當大氣濕度較高，在毛毛雨，霧，露，雪等不利氣候條件下，絕緣子表面污穢物被潤濕時，其表面電導和泄漏電流劇增，使絕緣子的閃絡電壓顯著降低，甚至可使絕緣子在工作電壓下閃絡，影響電力系統的安全運行。故污穢是影響電網設備安全運行的主要隱患。采用化學清洗劑對電網設備進行帶電化學清洗可有效地解決這一問題。

1 定期清洗電力設備是保證電網安全的有效措施

為使電力設備電瓷表面潔凈并保證有較好的絕緣水平，在60—90年代初采用了水沖洗作業，利用高壓射流技術有效清洗設備上的污穢。

特別是在變電站采用停電水沖洗，會收到良好的效果，當有些設備停電困難時采用帶電水沖洗也可達到目的，通過在帶電水沖洗方面大量的試驗和研究。

然而帶電水沖洗設備是不安全的，曾發生過人身和設備閃絡事故，原因是帶電水沖洗要求條件比較高，對帶電水沖洗的條件要求有：

①要求帶電清洗的水電阻率一般小于1500Ω·cm；水槍的噴口直徑的選擇應為10mm及以下；

②在帶電清洗作業前，要求設備表面的鹽密值大于導則中規定的值；

③作業前要確知設備絕緣良好，對瓷質有裂紋的一般不可清洗；對充油套管不能采用水沖洗；

④水沖洗的方法正確，要求注意風向和沖洗角度，防止濺閃；雖然目前帶電水沖洗仍在進行，但因安全性差，推廣受到一定影響。

2 電力設備的帶電化學清洗

隨著化學清洗劑在電力設備清洗方面的深入研究，各種電力設備帶電清洗劑不斷開發應用，采用帶電化學清洗成為電力設備防污的一種新手段。它非常適合對變電站電力設備進行帶電深度清洗，其主要特點有：

①按絕緣油試驗方法進行的試驗表明：擊穿電壓>25kV。絕緣電阻>1010Ω；

②不會導致電瓷設備表面以及金屬部分受到任何腐蝕，清洗后電瓷表面不會留下任何殘留物；

③清洗劑在自身沸點不會起火燃燒，燃點～600℃，閃點為68℃，帶電情況下清洗電力設備時無電火花或電弧；

④蒸發速度和殘留量試驗證明清洗劑揮發性能良好。

和水沖洗相比，采用化學清洗劑可達到以下安全可靠的清洗效果：

①免除帶電水沖洗的麻煩，簡化操作程序，提高沖洗效果；

②清洗劑有化學成分和活化作用，可在幾min內將活化污穢揮發，并具有表面保護作用。

3 高壓帶電清掃原理

高壓帶電清掃的作業方式是地電位帶電作業，也稱為間接帶電作業。

高壓帶電清掃作業的示意圖及等值電路如圖1所示，操作人員站在地面上，通過絕緣操作桿接觸待清掃瓷瓶。這時，通過人體的電流有兩個回路：

兩個回路的電流都經過人體流入大地。電容電流回路不單純是工作相導線有，其它兩相導線對人體也有，但距離較遠，電容電流更小，可將其它兩相導線的作用忽略不計。

由于（r+Xc2）《Rm，（r+Xc2）《Xc1，所以r和Xc2對流經人體的總電流影響不大，這樣等值電路（b）可以簡化為等值電路（c）。也就是說，帶電清掃作業可視為在相電壓U作用下的Rm電阻和C1電容并聯的回路，該兩個回路的電流都流經作業人員的人體。

要做到帶電作業時不僅能保證人身沒有觸電傷害的危險，而且也能保證帶電作業人員沒有任何不舒服的感覺，就必須滿足以下三條基本要求：

①流經人體的電流不超過人體的感知水平1毫安（1000微安）；

②人體體表場強不超過人的感知水平2.4kV/cm；

③保證可能導致對人身放電的那段空氣距離足夠大。

4 帶電化學清洗的作業方法

使用化學清洗劑清洗電力設備，要求方法正確，采用專用的清洗工具包括清洗機（泵）、絕緣噴槍、絕緣人字梯、屏蔽服等以確保安全有效節約成本。針對不同電壓等級的設備，帶電化學清洗主要采用以下幾種方法：

①對10kV及以下的開關柜可直接使用電動手持噴槍，并保持帶電安全距離。

②在35kV和110kV設備上進行戶外清洗作業時，采用地電位高壓射流技術，作業人員著屏蔽服，使用絕緣桿管單槍由上而下的進行清洗。

③對于220kV及以上的設備應采用中間電位進行高壓射流清洗，作業人員著屏蔽服，站在絕緣梯上，使用絕緣噴槍進行清洗作業。為保證設備和人身安全還要注意以下事項：

①對異常的發熱、極嚴重的污垢、有火花產生的電力設備和環境特別潮濕的場所不宜帶電清洗。

②清洗劑有溶劑氣味，使用時應注意通風換氣。

③應嚴格按照《電力安全操作規程》進行操作，且操作人員應經過專門的培訓。

5 帶電化學清洗的前景展望

帶電化學清洗是電力設備防污的一項先進的技術，具有安全系數高、不用停電即可操作，符合環保要求等優點?？梢杂行П苊怆娋W污閃事故的發生，為電力系統帶來更大的經濟效益，并且在清洗中設備安全、人身安全、清洗效果佳，這是停電清洗和其它清洗方法（如水）所不能達到的效果。具有廣闊的應用前景。這一方法被廣泛應用于各類變電站、發電機組、大型電動機等電力設備。與水沖洗相比，化學清洗劑的成本仍然比較昂貴，如何降低清洗劑的成本仍是化學清洗行業應研究的課題。

參考文獻：

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[3] 喻華玉，徐文澄.高壓電氣設備防污閃及帶電清掃技術[J].中國電力出版社，2006.

作者簡介：薛小晶（1982-），女，南通科技職業學院講師，主要從事機電專業教學研究。