淺談絕緣工器具清洗裝置在配電作業中的應用

云南文山電力股份有限公司 楊 華 王竟瑋 林 衛 王林德 李健康 馬 季 鄧忠寧 田 文

配網不停電作業絕緣工器具包括絕緣操作桿、絕緣防護用具和絕緣遮蔽用具等，其主要作為主絕緣和輔助絕緣保護作業人員免受觸電傷害。隨著絕緣工器具的頻繁使用，由于缺乏合適的保養措施，經常使用的絕緣工器具表面污穢積累嚴重，影響了其表面絕緣性能，給配網不停電作業的安全開展帶來了隱患。

超聲清洗是一種比較先進的油污零件清洗方法，具有生產率高，污染小的特點。目前由于受到超聲波裝置的限制，通常用于中小零部件的清洗。本發明就是通過超聲波清洗技術，應用到配網不停電作業絕緣工器具的維護保養中，有效清除絕緣工器具表面污穢，提高絕緣工器具的使用壽命，保障作業安全。

1 目前作業現狀

隨著配電網帶電運行的快速發展和大力推進，運行要求也在不斷提高。為了融入工作環境，必須不斷將不同的絕緣層保護工具投入到工業生產和應用中。但由于制造團隊缺乏人力資源管理，絕緣保護工具的表面附著、一些金屬材料的氧化、導電膏和粉塵等異物的清理需要大量的工作時間[1]，從而提高了員工的疲勞程度。最重要的是，沒有額外的工作時間來清潔和修復所使用的絕緣保護工具。從而簡化了增強絕緣保護工具的使用周期。同時，保溫層保護工具的表面污垢不干凈整齊，耐壓試驗中的擊穿和報廢增加了投資和生產成本，提高了工人的生命風險[2]，因此迫切需要開發一種簡單、快速、有效的清洗技術。

本實用新型提供了一種電力設備清洗設備。通過萬向輪的設計，清洗設備移動自如，移動靈活穩定，可靠性高。同時，第一支架與底板之間、直線連桿之間、直線連桿與直線滑臺之間采用旋轉連接。通過推動線性滑動臺的移動，第一個支架可以擴展到不同的角度。此外，第二支架設置在第一支架上，鏈輪與鏈軸的嚙合傳動可以促進第二支架的伸縮，從而集成到不同相對高度動力設備的清洗工作中。它具有結構簡單、實用操作方便、成本低、實用性強等優點。新機型采用的技術方案如下：

驅動力設備清洗設備包括機架控制模塊、旋轉控制模塊、直線運動控制模塊、伸縮控制模塊和清洗控制模塊。車架控制模塊包括車身、萬向輪、推桿、刷頭儲槽、清洗槽和刷頭連接器。車身底部裝有萬向輪，車身第一端裝有推桿，車身上和靠近車身的第二端裝有刷頭儲物箱和清洗槽，車身第二端裝有刷頭連桿；旋轉控制模塊設置在車身中部。旋轉控制模塊包括底板、旋轉軸承、旋轉電機、旋轉編碼器、主動齒輪和旋轉齒輪。旋轉軸承安裝在車體上，旋轉軸承外圈與車體牢固連接。

旋轉軸承的內圈通過旋轉電機和旋轉編碼器牢固地連接在底板的第一端面上。旋轉電機和編碼器的輸出軸連接到與旋轉軸承相互作用的主動驅動或旋轉車輪，直線運動控制模塊位于底板的第二端面。膨脹控制模塊包括第一支架、直桿、第二支架、膨脹電機、膨脹輪和鏈輪。所述第一支架可旋轉至所述底板，所述第一支架兩側設有直桿，所述直線連接的第一端連接在所述第一支架的第一端，所述膨脹電機的輸出軸連接所述鏈軸。

清潔控制模塊設置在第二支架的第二端。清潔控制模塊包括清潔軸、第一旋轉電機、清潔盤、清潔電機、清潔連接軸和清潔頭。潔凈軸承經過軸承座裝在第二支撐上，潔凈軸承的第一端經過大齒輪聯軸器與第一旋轉電機的出口軸連接，潔凈盤也與潔凈軸承緊密連接，在潔凈盤上還設有潔凈發電機，潔凈供電的出口軸經過聯軸器接在潔凈連結軸的一端，在潔凈連結軸的二端還設有連接節套，清潔頭通過清潔頭的連接座安裝在清潔連接軸的連接套筒中。

2 絕緣工器具的定義及分類

絕緣層工具包括帶電作業用保溫層工具和保溫層安全工具。帶電作業用保溫層工具和儀器包括保溫層專用工具、保溫層保護工具和保溫層屏蔽工具。保溫層安全工具基本上分為保溫層安全工具和輔助保溫層安全工具。帶電作業工具是指由絕緣材料制成的帶電作業專用工具，包括保溫層專用工具、保溫層保護設備、保溫層屏蔽用具等。

2.1 帶電作業絕緣工具

帶電作業保溫層專用工具包括保溫層支撐吊桿、保溫層專用實際操作桿、保溫層滑輪、保溫層硬梯、保溫層繩索專用工具、保溫層水平載荷等。

支承、拉掛絕緣交通支柱，拉抬電纜或其他裝置上的絕緣層；保溫板材及專用實用牽引拉桿：充能裝置，在短距離內具體實際操作的專用工具，如接通或切斷高壓隔離開關、熔斷器等；絕緣保護層滑車(含牽引裝置)：由鞍座、滑車、棒夾和絕緣保護層叉子等構成，用以移動絕緣保護層支撐棒裝置；終極點硬梯子：在帶電作業中，人們為了匹配機械設備抗拉強度等電特性所爬出的堅硬絕緣梯子的統稱；終極點繩子：由天然纖維材質或合成纖維材質所制作的繩子，具備了良好的電絕緣層功能；絕緣(臨時)：用絕緣材料制成的設備，用于臨時支撐點導線和載流(臨時)電纜。

2.2 帶電作業絕緣屏蔽用具

帶電作業的絕緣層屏蔽器材分為絕緣保護層保護帽、電線絕緣層手套、絕緣保護層靴、電線絕緣層袖子、絕緣保護膜外套膜、全絕緣保護膜外套等。

絕緣保護層保護帽由電線絕緣層塑料或絕緣保護膜等合成材質制成，以避免工作時的工人頭部觸電；全絕緣拳手套則由塑膠絕緣保護膜或人工合成材質等絕緣保護膜制成，以避免工作工人的雙手觸電；絕緣層靴子是由絕緣材料所做成的靴子，并帶有防水鞋底，以避免工作人員的腳部遭受電擊；而絕緣套管則由塑膠絕緣保護層或合成材質的絕緣保護層所構成，以防止工作時工人手臂觸電；由工人制作多層絕緣材料，以防觸電；全絕緣逐層服裝由絕緣材料制成，以防止工人在工作時對人體造成電擊。

2.3 帶電作業絕緣防護用具

帶電作業的絕緣層防護裝置分為絕緣保護層屏蔽罩、絕緣保護層毯、導線絕緣層管(硬)、絕緣層管(軟)、絕緣保護層套管等：絕緣保護層屏蔽罩主要由絕緣材料所構成，用以遮蔽帶電導線或非帶電導體；絕緣層毯(布)是由合成絕緣層塑料或塑料制成的軟板，用于絕緣層導體或帶電、不帶電或其他接地金屬的部件。

3 絕緣工器具清洗裝置設計

3.1 要解決的技術問題

針對傳統絕緣式工作用具不便于清潔的問題，本發明也進行了自動清潔；針對傳統絕緣工業陶瓷容器中表層油污難以去除的缺陷問題，本研究利用了超聲波傳感器在液態中產生的空化作用、加速率作用和直進流效應等對液態和污水產生直接、間接的驅動力，將油污層擴展、乳化、剝落從而實現了潔凈目的。

3.2 技術方案

圖1中1～13依次為：不銹鋼框架、發生器架、水箱、升降桿、滑輪組、升降平臺、料夾、高壓噴嘴、風機、透明側開門、超聲清洗水槽、支腳、水過濾系統。

圖1 絕緣工器具超聲清洗裝置結構圖

圖2中1.1～1.12依次為：水管一、不銹鋼過濾器、水管二、快插接口一、水泵、快插接口二、Y 型過濾器、水管三、閥門、水管四、快插接口三、壓力表。其中：水管1.1與不銹鋼過濾器1.2通過螺紋連接，不銹鋼過濾器1.2通過螺紋與水管二1.3連接，壓力表1.12通過螺紋與水管二1.3連接，水管二1.3通過快插接口一1.4與水泵1.5連接，水泵1.5通過快插接口二1.6與Y 型過濾器1.7連接，水管三1.8由螺紋與Y 型過濾器1.7和閥門1.9連接，水管1.10由螺紋與閥門1.9連接，水管1.10通過快插接口三1.11與水箱3連接。

圖2 水過濾系統結構圖

圖4 支腳結構圖

圖3中1.1.1～1.1.4依次為：手擰螺絲一、內六角螺絲一、鋼絲繩一、鋼絲繩二、噴淋管。結構說明：料夾7通過手擰螺絲一1.1.1與升降平臺6固定，升降平臺6通過鋼絲繩一1.1.3和鋼絲繩二1.1.4連接到升降桿4；圖3中1.1.1.1～1.1.1.3依次為：內六角螺絲二、萬向輪、可升降支腳。

圖3 升降平臺結構圖

3.3 裝置功能和性能介紹

設備外絕緣附鹽密值清洗工器具，由一體式進出水托盤和手動清除外絕緣污穢的電動噴水設備等二個部分構成，并具備如下功能：操作簡單、通用性強，手動清除絕緣的污穢刷頭具備手動除污功能，灑水設備和旋轉刷頭共用同一個電動設備且各自設有獨立開關，通過調節灑水設備開關即可完成抽水、噴水等功能，減輕現場作業強度、增加作業效果。

另外通過多次試點、實驗證實：研制的新型絕緣子附鹽密值清潔工器具可單獨在塔上進行，操作簡便，所攜帶的工器具數量小、費時較短，克服了原清潔方法所配置的工作人員、工器具數量較多或清理費用較長的缺點，可廣泛應用于各種高電壓等級輸電線路絕緣子串附鹽密值的清潔，基本滿足設計要求，達到了預設效果。

4 有益效果及結論

本發明升降桿4通過鋼絲繩一1.1.3和鋼絲繩二1.1.4控制升降平臺6及料夾7進出超聲清洗水槽11實現自動清洗，風機9對清洗后的絕緣工器具進行快速風干，以解決絕緣工器具清洗復雜的缺陷。本發明通過超聲清洗水槽11對絕緣工器具進行超聲清洗，從而解決目前絕緣工器具死角難清洗、清洗不干凈的缺陷。

經過試驗以及使用了超聲清潔技術后的絕緣工用品清潔工作十分順利，超聲清潔技術的絕緣工用品清潔高效地克服了傳統絕緣工用品(絕緣服，絕緣毯、絕緣手套、電線遮蔽管，絕緣操作桿等)清潔和保養的困難，同時也可對絕緣斗臂車絕緣部分的清潔和維修，保養以及對倉庫貨架灰塵和污漬處理。

絕緣儀器綜合測試臺由操作臺、測試變壓器和測試平臺組成，可高效準確地完成帶電聯動作業等電氣安全絕緣儀器的測試工作，同時具有測試和接收所有測試附件和專用電線的功能，所有測試電線均符合相關技術標準，確保了試驗的安全和準確。它可以同時用于一組同類型絕緣儀器的絕緣電壓測試和泄漏電流測試，只要出現隔離系統故障，電流繼電器就工作在電路中，實現切斷整個測試電路，通過觀察電流表的泄漏電流監測和繼電保護動作來定位沖擊絕緣儀器和隔離不合格的絕緣工具。

超聲波清潔技術的絕緣工器具清潔技術可以實現對絕緣工器具有效、無損清洗保護，從而拉長了絕緣工器具壽命，可以防止由于對絕緣工器具的表層污垢清洗不干凈，而造成在耐壓測試中擊穿或報廢，從而節約了投資成本，也有利于減少作業風險，保障了作業人員的生命安全。