变电站二次设备带电清洗关键点及溶剂性能分析

韩桂芹

摘 要：变电站二次设备带电溶剂清洗是近几年发展起来的清洁维护技术，比传统的清洁方法存在的优点是：设备不停电、高效，解决了停电维护造成供电紧张的问题。带电工作的关键点是冲洗溶剂的性能及冲洗方法，笔者根据多年二次设备冲洗的经验，总结出二次设备清洗的注意事项及影响溶剂性能的成分配比。

关键词：二次设备；带电；溶剂清洗

随着电子技术的不断发展，大规模集成电路的出现，全世界引发工业设备的全面电子化、控制自动化。电子设备，特别是精密电子设备的快速增长以及自动化的推广应用使得相关的维护问题日益突出和重要，传统的设备维护手段与方法难以适应应用发展的需要，带电清洗技术应运而生。

变电站二次设备清洗是在通讯设备清洗技术的基础上发展起来的新技术，因此现在市场上应用的二次设备清洗剂良莠不齐，多与电路板等精密仪器的清洗剂配方相同，清洗方法也相近，但是变电站中的各类二次设备，如继电器、端子箱、保护屏、控制屏等，由于使用的材料、运行的状态、所处的环境、电压的高低等因素不同，在长期的运行过程中将吸附不同的污染物，其形成的原因、化学组成与物理化学性质不同，因此污垢清洗剂与清洗工艺将不同与其他的电子设备，应形成独特的电力设备带电清洗技术。

1 溶剂的品质分析

1.1 化学清洗剂的分类

工业污垢的清洗，从原理上可分为物理方法、化学方法和生物清洗三大类[1]，变电站二次设备清洗属于化学方法，主要借助化学溶剂的反应，溶解、乳化、分散、吸附而清除污垢；根据主要作用和做如下分类：①水。水是生产生活中最常见的清洗剂，由于其成本低廉而被广泛使用，但是由于二次设备带电清洗的特殊性，清洗剂中微水的含量应参照变压器油中水分要求；②有机溶剂。根据相似相溶原理，有机化合物的污垢，使用水没办法清洗，则利用烃类、醚、酮等及其混合物清洗，例如变压器油污及绝缘材料老化、劣化产生的有机污垢等；③酸碱清洗剂。借助于和污垢发生化学反应，是污垢溶剂、分散便于清洗，多是无机酸，具有导电性，带电清洗一般不用，必要时可以用有机酸碱；④表面活性剂。在清洗剂中含量很少，主要是降低溶剂的表面张力及液/液界面张力，表面张力低的清洗剂才能深入到被清洗物体的细小的罅隙中，得到深度清洗、彻底清洁的效果。同时表面张力高低还事关清洗剂的排水性好坏[2]；⑤吸附剂。通过对污垢的物理吸附或化学吸附而清除污垢的物质；⑥酶制剂。可以与有机污垢发生相应的反应，促进污垢的分解与脱落。⑦其他。根据清洗的环境要求还可以添加其他功能的助剂，如缓冲剂、螯合剂等。

1.2 带电清洗剂的特殊要求

电力设备污垢的的形成原因和成分很复杂，其化学成分、性能，物理状态机吸附性质都不同，因此清洗剂一般是多种有机物的混合物，除了满足去污的能力外，还要保证带电清洗的安全性能，根据现场清洗的经验，总结出清洗溶剂应具备以下性能：

1.2.1 清洗能力

电器设备污垢包括灰尘、碳粉、润滑油脂、硫化物、水分等，既有非极性油污，也有极性油污，根据相似相溶的原理，KB值相近的有机物相容性较好，KB值较低的烷烃易于溶解非极性的矿物油污，KB值较高的卤代烃易于溶解极性较强的树脂类污垢。因此在电气设备清洗剂配方组成上必须将极性溶剂和非极性溶剂复配才能达到较好的清洗效果。低KB值的非极性溶剂主要有烷烃和萜烯，高KB值的极性溶剂主要有苯和各种卤代烃。根据多年使用经验，经过复配的电气设备清洗剂的KB值在70～80時有较好的清洗能力[3]。例如将二氯五氟丙烷、二甲基硅油、己烷、庚烷等烷烃按一定比例混合而成的清洗剂。

1.2.2 绝缘性能

绝缘性能是一项综合的指标，现在市场应用的带电清洗剂静态绝缘强度一般都在35kV以上，但是清洗时清洗剂是喷射在被清洗设备上的，由于污秽的溶解及清洗剂挥发等原因，必然造成冲洗过程中的绝缘降低，这时我们就要考虑动态绝缘的问题。由于现场环境的复杂性，动态绝缘不是一成不变的，我们能做的就是通过清洗方法和清洗剂的配方来控制动态绝缘。

1.2.3 环保与毒性

四氯化碳等卤代烃、氟利昂等氟氯代烃等是很好的有机萃取溶剂，去污能力强，以往一直是清洗剂的主要成分。高浓度的四氯化碳等卤代烃蒸气对粘膜有轻度刺激作用，对中枢神经系统有麻醉作用，对肝、肾有严重损害，2003年已经禁止使用，但是市场上部分清洗剂为了清洗效果仍加入一定量的四氯化碳，清洗时一定要带手套和口罩等个人防护用品。氟利昂的毒性远低于四氯化碳，但是其可以破坏臭氧层，增加人类患皮肤癌及白内障的几率，2009年9月17号第15个国际保护臭氧层日，按照《蒙特利尔议定书》的规定，我国将在2010年1月1日全面禁用氟利昂类物质，因此现在含有氟利昂的清洗剂都是不环保的，购买时最好去做一下成分分析。

1.2.4 腐蚀性

带电清洗剂不应对各种电路中的金属、非金属及其氧化物元件有腐蚀作用，原理上清洗剂应该是惰性且中性的，但是去污能力往往与腐蚀性相结合，例如柠烯和蒎烯，其优点是安全无毒、环保、去污能力强、气味宜人，缺点是对许多橡胶、塑料和油漆有溶解作用，易氧化。像这类原料在电气设备清洗剂中使用可以提高清洗能力，遮盖不良气味，但使用比例不宜大，且应添加抗氧剂。可将电器材料浸泡在清洗剂中观察其腐蚀性。

1.2.5 表面张力

带电清洗液还必须具有表面张力低，溶解力高，能从零件表面分隔水分及油污，高毛细血管作用令清洗剂能深入微小缝隙，达到彻底清洁的效能。

1.2.6 其他性能

清洗剂向下流动带走污秽物，同时自动挥发无残留。流动及挥发速度过慢，可能设备上会有残留，流动与挥发过快，可能出现冰凝现象致使动态绝缘降低，设备击穿，所以清洗剂应具有阻燃性，闪点高，挥发速度适中等特点。

2 清洗关键点

电力二次设备是电力系统安全运行的保证，二次设备带电冲洗的危险点在于：冲洗液的绝缘不能满足要求导致短路发生事故、冲洗液具有可然性或腐蚀性对运行设备造成另类损伤等。

根据以上分析确认电力系统二次设备带电冲洗的技术要点和难点：①电冲洗液的绝缘等级和防腐能力要求高；②带电清洗液的去污能力要求高；③带电清洗液冲洗后的防污、防氧化效果要求高；④带电冲洗器的功能和冲洗气压要求高；⑤带电冲洗液及污垢回收技术要求高；⑥带电冲洗过程中安全措施要求高；⑦清洗操作流程要求严格。

2.1 清洗溶剂

上文已经讲述了冲洗溶剂的性能要求，溶剂既要具备良好的静态性能如绝缘强度，去污能力等，还要具备良好的动态性能，如流动性、挥发性及较小清洗温差范围，一般△T≤10℃，避免过大清洗温差造成材质机械应变，现在市场上可以购买的冲洗溶剂安全性能、去污能力都可以满足要求，购买时主要检查其环保性能、毒性及腐蚀性。

2.2 清洗工具

一次设备带电水冲洗是利用高压水枪喷射的高压水柱的压力将附着在瓷瓶上的污秽冲起，再利用纯净水灭弧、绝缘和流动性的结合安全的冲洗掉瓷瓶是上的污垢，但是二次设备的绝缘部分距离短，强度低，易击穿，因此冲洗工具及方法与一次設备冲洗不相同：喷枪要有压力但是不能过大，否则容易造成螺丝松动等问题，最好可调；不能直接喷射柱状液体，否则容易绝缘贯穿，喷洒口可调节喷射液体的状态，可雾状可柱状；二次设备布置密集，隐藏在内部、背部的构件不容易清洗，因此喷头有两种，一种是普通的，一种是针状长喷头。

2.3 清洗方法及注意事项

和一次设备冲洗一样，为了防止冲洗流下的污秽造成绝缘击穿，一般采用先下后上反复回扫的方法冲洗；同时根据不同设备的形状和污秽等级，我们可以灵活采用射流或雾流清洗，对于普通污垢我们直接射流清洗即可，对于重度的污垢，一般采用先雾状清洗使污垢相互绝缘，再以柱状法彻底清洗的方法；冲洗不能对同一个点连续喷射超过10秒钟，容易造成某点温度骤降甚至出现冰凝状态使动态绝缘降低；冲洗时派一人在监控机实时查看报文，发现问题立即通知冲洗负责人采取措施补救；清洗之后等溶剂完全挥发完毕之后才可以离开，出现闪络立即使用绝缘溶剂柱状喷射灭弧。

3 结束语

二次设备起到测量、监控、保护等作用，应能对系统中发生的各类故障及异常运行状态作出正确反映，为了二次设备保持良好的运行状态，日常维护检查很重要，而日益增长的用电负荷使得传统的停电清扫工作很难开展起来，所以这种省时、省力、高效的带电维护技术将会得到更广泛的应用。

[参考文献]

[1]徐宝才，韩富，周雅文.工业清洗剂配方与工艺[M].化学工业出版社.

[2]徐宝才，韩富，周雅文.工业清洗剂配方与工艺[M].化学工业出版社.

[3]朱国梅，王旭明.电器设备清洗剂的品质及组成浅析[J].清洗世界，2006，22（11）.