高压电力设备带电化学清洗技术

朱心宇 池曦锵

【摘 要】本文主要对高压电力设备带电化学清洗技术进行了分析和探究，首先对污秽进行了分析，主要是因为污秽是电网安全运行的主要矛盾；然后常见防污和清洗方法进行了分析；最后对高压电力设备带电化学清洗技术进行了分析。希望对有关人士有所帮助。

【关键词】高压；电力设备；带电化学清洗技术

引言

近些年来，高压电力设备中的带电化学清洗技术应用越来越广泛，主要是因为在供电系统中，高压电力设备受到各种环境污秽的影响，就会时常发生污闪事故，导致了线路故障的出现，这样就出现了停电等问题，从而严重影响电网的正常运行。针对这样的情况，作为供电的有关部门，就必须要对高压电力设备进行清洗。

1污秽是电网安全运行的主要矛盾

电网高压设备受环境污秽的影响，时有发生污闪事故，造成大片地区停电，影响电网安全运行。污秽造成的污闪事故占电网事故的很大比例，电力部门十分重视电网的防污工作。每年都在10～12月份拨出专款，对电网防污工作进行治理，以最大限度地减少污闪事故的发生。在供电系统中，电网污闪事故的发生，绝大多数都是因为电瓷外绝缘的绝缘水平出现了下降的趋势，导致了事故的发生。其中绝缘水平下降由很多因素造成，主要包括：瓷表面污秽和瓷表面污秽物潮解所造成的。瓷表面由于长期裸露在污秽的大气中，表面就会逐渐集聚了污秽，这些污秽都含有大量的盐、酸、碱性，通常情况下，这些污秽都可以与水相互溶合，污秽与水相互溶合之后就成为了电解质，。由于电解质具有很强的导电性，这样就使得泄漏的电流在不断的增大，从而促使绝缘子闪络电压出现了降低的情况，引起绝缘子闪络。根据有关资料显示，污秽闪络与污秽性质有一定的关系。如表1所示，阐述了闪络与污秽的性质，由于污秽对电瓷外绝缘有着很大程度的影响，，影响污秽闪络跳闸的则是气象条件的主导作用。干燥的污秽电阻很大，试验证明它并不降低绝缘子的干闪电压。一旦污秽的瓷表面被湿润，绝缘子的闪络电压降低50%以上。从有关资料中可以知道大雾、露、毛毛雨和融雪是最危险的气象条件，影响污秽闪络跳闸的比例最大，如表2所示。

2常见防污和清洗方法

在上个世纪60年代至90年代初，一般都是采用水冲洗作业，但是，还是有很多地方有供水困难的情况，并且高压电力设备对带电水清洗的条件要求是非常高的，这样就容易发生安全事故，从而就使得其在应用的过程中有很大的局限性。在用水清洗的过程中会遇到很多困难，并且由一定的劣势，这样就出现了用化学清洗剂清洗。此外，还可以采用机械清扫技术，这种技术主要是利用清洗机械手或者机器人进行带电操作，其中机械手中的毛刷主要采用绝缘材料，并且利用比较强的摩擦力来清除绝缘子和线路表面的污垢。机械清扫技术有很多优点，主要是利用物理方法来直接去除污垢，这样就没有化学成分的介入，也不会出现二次污染，但是机械手具有占据空间大等特点，那么在比较密集的变电站中就不能够进行清扫，同时由于绝缘子的形状存在着很大的差异，这样在进行清理的时候就会出现没有方法进行清理的角落。

近些年来，清洗技术在不断的更新，其中干剂清洗技术被国外人士广泛的应用，主要是因为此种清洗方法，具有可以停电清洗，也可以带电操作的功能。但是这种清洗方法在遇到大风的时候会有大量的粉尘，针对这样的情况，就可以知道，干剂清洗技术受到环境的影响比较严重。从目前的情况来看，高压电力设备带电清洗技术和方法是多种多样的，其中每一种方法都有其自身的优势和劣势，截止到目前为止，应用最广泛的技术还是带电化学清洗技术。

3高压电力设备带电化学清洗技术

3.1定期清洗高压电力设备是保证电网安全运行的有效措施

污秽影响电力设备安全运行，应进行周期性的保洁工作。保证高压设备表面的洁净，绝缘水平就不会有所降低。清洗主要是采用高压射流技术，能有效地清洗掉设备上的污秽。60年代至90年代初期，对设备进行清洗的时候主要是用水清洗，并且带电水清洗也在逐渐的进行，但是由于其安全性能比较差，就会时常发生人身和设备事故，同时推广也会受到很大程度的影响。用水清洗是一种比较常见的电瓷外绝缘污秽方法，其中在变电站或者电厂升压站主要采用的是停电水清洗的方法，这样就会收到比较好的效果。此外，有一些设备由于停电起来比较困难，这样采用带电清洗就可以达到预期的目的。采用高压带电用水清洗设备，由于受到很多因素的影响，不安全的情况就会经常发生，甚至可能发生一些人身和设备闪络事故，这样对高压电气设备带电水清洗条件就有很严格的要求。其一，带电水冲洗的水阻率要求一般不低于1500Ψ.cm；其二，要了解进行水冲洗的带电设备污秽的绝缘子的盐密值，其盐密值不能大于导则中规定的值。这项工作很麻烦。其三，带电水冲洗前要确知设备绝缘良好，有零值或低绝缘子及瓷质有裂纹时一般不可冲洗，作好这项目也有一定的难度；其四，水冲洗的方法也有严格要求，注意风向和冲洗角度，防止溅闪；其五，对充油套管不能采用水冲洗。总之，带电水冲洗虽然可收到较好的效果，但是除了要求保持安全距离及水柱长度等前提条件外，还要满足上述的几个条件。条件如此苛刻，所以带电水冲洗推广应用受到一定局限。最后用水清洗受到了很多方面的局限，这样就促使化学清洗剂的出现，因此对于化学清洗剂带电清洗的选择，选择电瓷外表的污秽是非常正确的。

3.2化学清洗非常适合高压电力設备的带电清洗

3.2.1化学清洗剂的选用和试验

a、选用清洗剂的原则：安全可靠、清洗简便有效、价格适宜投入不高，对清洗对象无损伤，不污染环境。

b、BU666高级电器机械设备清洗剂的性能特点：

颜色：无色透明液体；

比重：1.05±0.03；

气味：溶剂味，充分挥发，干燥不留痕迹；

引火点：达到一定沸点的时候，不可能起火燃烧，，具有安全可靠的特征；

耐电压：25kV。

3.2.2性能试验

a、进行绝缘电阻测试：采用DC500V，并且其电极是非常标准梳形电阻，其电阻值5.5×1010Ψ>技术指标109Ψ；

b、蒸发速度和残留量测定：使用5g的清洗剂，并且将其放置在40h的平底玻璃器血中，其中的残留量为在1.1×10-5g/c

c、耐电压性能试验：首先将清洗剂放置在比较标准油杯中，然后按照绝缘油试验的具体方法进行试验，，其中它的击穿电压要控制在25kV以上，液柱的闪络电压要为350kV/m；

d、绝缘子带电清洗试验：首先要在绝缘子上进行人工污秽涂刷，这样蒸汽雾就可以促使絕缘子处于饱和受潮的情况，然后针对不同污秽等级的盐密，蒸汽雾温度也有所不同，通常情况下控制在40℃以下，并且雾的能见度要控制在1.5m以下。

除此之外，在进行耐高温试验的时候，它的燃点要控制在600℃左右，闪点要控制在68℃左右，并且清洗剂不能够在有火的地方进行放置。

3.2.3试验结论

在同等重污秽条件下，以BU666清洗剂浸润的绝缘子闪络电压比以蒸汽雾湿润的绝缘子闪络电压高5倍以上，接近绝缘子的干闪电压。因此，从绝缘性能上考虑，BU666高级电气机械设备清洗剂非常适合于污秽绝缘子的带电清洗作业。

3.3带电化学清洗的现场实践

带电化学清洗是在水冲洗的基础上，选用性能好的清洗剂，在各项技术性能试验可靠的前提下，逐步进行了现场高压设备的带电清洗。

3.1.11995年在乐山电业局沙湾110kV变电站清洗主变油污套管，有一定的效果；

3.3.21996年在自贡电业局220kV变电站，经四川电力调度局同意，对隔离刀闸及避雷器进行了清洗作业；

3.3.31997年在四川江油发电厂（大型电厂）220kV升压站高层布置的母线上对四路开关及刀闸设备进行了清洗作业；

3.3.41996年在马钢（马鞍山）动力厂110kV变电站和三峡工地的110kV变电站实施了清洗作业，都有较好的效果。

3.3.51998年在山西侯马供电局和成都市草坝电厂的110kV站进行清洗作业；

3.4带电化学清洗的方法和有效工具

采用化学清洗剂对高压设备进行清洗的时候，要严格的控制材料的用量，主要是由于清洗剂的成本比较高，不能与水相提并论，只有这样才能够在比较安全的情况下达到清洗污秽设备的目的。因此，必须要采用方法正确和比较先进可靠的工具。

3.4.1在10kV及以下使用电动手持喷枪，进行近距离的清洗作业，在保持带电安全距离的情况下进行清洗作业；

3.4.2在35kV和110kV设备上进行户外清洗作业时，采用地电位高压射流技术进行清洗作业。通过多次试验，研究成功了一套清洗作业工具，使用绝缘杆管单枪由上而下的进行有序清洗；

3.4.3在220kV设备上进行清洗，考虑高压操作时的人身及设备安全，又要注意到220kV设备结构不同于110kV以下设备的特点，设备安装位置较高，瓷套的直径较大，应采用中间电位进行高压射流清洗。作业人员站在绝缘梯上进行操作，有利于清洗作业，有利于人身安全；如果必要可使用双枪清洗法，效率更高，安全性更好；

3.4.4喷枪对清洗物的清洗角度应为45°～90°为宜；

3.4.5经过多次试验研制的清洗工具如下：清水清洗机（工作压力应在60MPa～10MPa）绝缘杆式喷枪（30×1500～2000mm）

高压绝缘管（25×4000mm，承受10MPa）

绝缘人字梯（3000～4000mm或专用清洗高架车）

接口密封材料（防止液体在接口泄流）

3.5带电清洗经济效益分析

高压设备的清洗由擦拭到清洗，由停电作业到带电清洗的变革，是科技进步的结果。具有很大的经济效益。

3.5.1对电网有很大的经济效益

有一部分设备就是改变运行方式，也不可能完全处于停电状态，如果停电清洗，将会造成较大经济损失。工作电压越高，损失的电量就越多。可按下式计算：P=U21/ZQ=P·t，虽然实际停电的时间不长，但是辅助工作是比较长的，其中以4h停电时间为例对其进行计算，110kV损失的电量在10～20万kWh之间。220kV可达30～50万kWh，按1kWh电价0.5元计算，损失达5元～25万元。这些数据都是供电电网的直接损失。

3.5.2对社会和企业的经济损失更大

根据电网的经济效益情况可以计算出，现代社会停电1kWh产生的间接损失是发展地区的20倍，同时是发达地区的50倍以上，这是一个非常可观的数字。

3.5.3定期对高压设备进行带电清洗

对高压电力设备进行带电清洗可以有效的可污闪事故发生，也可以多供电量和增加社会产值。由于电力事故是现代社会的一大灾难，所以及时定期对高压设备进行带电清洗就可以有效的避免灾难事故的发生，也可以延长设备使用寿命，因此高压设备被广泛应用。

3.6带电化学清洗应积极向高压和超高压设备上推进

在供电系统中，带电化学清洗是一个比较新型的清洗方法，这样就可以为电网的运行安全提供了积极有效的手段。进入21世纪以来，中高压电网和超高压电网都应该积极推广这项先进技术，特别是以330kV、500kV为主更加应该广泛的推广，这样就可以创造更大的经济和社会效益。在1999年或2000年应该进行试验并投入运行使用。中国以三峡为龙头将实现全国联网。500kV的变电站，现有几十座，到2005年可达百座以上。这些大型超高压变电站都需要进行冬春季一年两次的清洗。清洗剂用量很大，对清洗剂和清洗机械都要进行专题研制和定点生产。以满足电网发展和运行安全的需要。

结论

综上所述，本文主要对高压电力设备带电化学清洗技术进行了具体的分析和探究，在高压电力设备中，带电化学清洗技术与其他的清洗技术比较，其具有很高的安全性，并且可以不用停电就可以进行操作，这样就具有很好的经济和社会效益，也符合环保的要求。因此带电化学清洗技术被广泛地应用，并且得到了比较高的评价，根据有关试验结果和数据显示：经过化学清洗之后，设备的绝缘水平也有了很大的提高，所以，这种清洗方法被广泛的应用于各类高压电力设备中。

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