浅谈电网设备带电水冲洗防污治理手段的应用

张福荣

（国网石嘴山供电公司，宁夏石嘴山753000）

0 引言

随着社会经济的发展，工业成为社会经济的支柱产业，但当前环境污染日益严重，各地均出现了不同程度的雾霾天气，如何提高电网设备的防污闪能力成为电网人的一大难题。近年来，石嘴山地区工业增长迅猛，但仍以高耗能企业为主，工业园区环境日益恶劣，对输变电设备的污染日益加重。部分变电站处于工业园区中心地带，如太沙、园林、新利、福祥、崇岗等变电站周边几乎被含有镍、锰的矿物原料、半成品以及露天煤场包围，设备污秽情况堪忧，遇到小雨、大雾等微气象天气时，输变电设备外绝缘表面爬电严重，极易造成污闪跳闸。为此，国网石嘴山供电公司采取了多项措施来提高电网设备抗污闪防能力。

1 设备防污治理历程

1999年以前安装增爬辅伞裙，但存在一些技术问题，如粘贴时瓷瓶要平整，粘接剂要涂刷均匀，否则易积灰，或是开胶干裂。1996年左右，瓷瓶涂硅油、硅脂，不仅耗费了大量人力、物力，而且硅油、硅脂有效期短，因其为非固化状态，易粘附灰尘。2000年以后，逐步引入RTV及PRTV（十年长周期）喷涂技术，很大程度上解决了石嘴山电网的污闪隐患。但随着电网发展提速，石嘴山供电公司变电站及输变电设备数量快速增长，每年需在设备停电喷涂PRTV工作上投入大量的人力、物力，工作任务繁重，安全风险日益增大。此外，单间隔设备利用停电机会能够及时复涂，但母线设备很难停电，PRTV复涂工作难以按周期完成，逐步成为电网防污的薄弱环节。2013年初，在福祥220kV变电站尝试带电清扫，但清扫工具非常沉重，人工清扫效率极低，不适宜大面积开展。2014年，福祥220kV变电站开展综合检修，进行220kV母线设备防污工作，但存在停电困难、方案复杂、检修现场交叉作业、现场安全把关困难、人力大量投入等问题。2015年初，首次尝试带电水冲洗新型设备防污治理手段。

2 目前采取的防污治理手段

（1）从可研、初设、基建、投运把关，对新建、改扩建设备按E级污秽选型，设备未喷涂涂料不能加入电网运行。

（2）建立完善防污闪台账，定期开展盐密、灰密测试，每年结合测试结果、喷涂周期制定防污清扫、喷涂计划，并将其纳入到年度、月度停电检修计划中。

（3）对于铠装式开关柜逢停必扫，户外设备停电到期必涂（十年期PRTV到第七年开始全面复涂）。对未到期的户外绝缘子逢停必进行憎水性试验，对憎水性试验不合格的设备及时进行喷涂。

（4）定期开展夜巡、特巡，尤其要做好下雨、大雾等极端天气的专项巡视，借助紫外、激光成像技术直观掌握重污秽输变电设备的爬电等局部放电情况。

（5）编制并使用“喷涂PRTV工作三折卡”，确保了施工安全，提高了喷涂质量。

3 传统防污治理手段的弊端

（1）传统防污手段需要将设备停电，影响用户正常供电，损失电量。以2014年石嘴山电网为例，到期喷涂PRTV设备共计635台，其中主变9台，累计停运负荷约14.5万kW，按每个间隔喷涂需用10h（含综检）计算，累计对外少送电量145万kW·h。

（2）母线设备喷涂PRTV困难。即便母线已停电，但母线侧刀闸需停本间隔后才能喷涂。同时，部分变电站布置的母线悬式绝缘子与带电母线距离较近，感应电较大，喷涂存在危险。故母线侧隔离开关、悬式绝缘子PRTV复涂困难，最终导致变电站防污的薄弱点转移到母线上。

（3）石嘴山地区环境污染较为严重，PRTV在高污染环境下，憎水性一般在7年后开始逐步下降，只能通过复涂来解决设备防污问题，按照国家电网公司电网防污管理规定，设备绝缘子PRTV喷涂一般不宜超过三次，单纯通过复涂PRTV，只能暂时解决设备防污问题。

鉴于传统防污治理手段存在上述弊端，引进一种新型的防污治理手段迫在眉睫。目前，带电水冲洗能从根本上清理绝缘子表面污秽物，降低盐密、灰密，减少设备污闪风险。

4 带电水冲洗防污手段介绍

所谓带电水冲洗就是用压力水柱清洗电力设备电瓷或玻璃外绝缘的一种带电作业方式。

4.1 带电水冲洗分类

带电水冲洗共有以下6种冲洗方法：双枪跟踪法、四枪组合冲洗、四枪交叉冲洗、一冲两回法、一冲三回法、一冲多回法。一般采用以下两种方法：

（1）双枪跟踪法：一枪为主，一枪为辅，分别在绝缘子两侧冲洗的方法。主水枪先将污秽冲下，辅水枪跟踪，把主水枪冲下的污水及时冲走，使污水不致连成水线，从而使绝缘尽快恢复，防止设备闪络。

（2）四枪组合冲洗：两枪为主，两枪为辅，分别在绝缘子四侧冲洗的方法。四枪以90°角站位进行冲洗，180°角站位的两主枪将污秽冲起，另两辅枪紧跟在主枪下部将污秽及时冲走，不至于形成污水连线。四枪组合冲洗方法如图1所示。

图1 四枪组合冲洗方法

其他4种方法介绍如下：

（1）四枪交叉冲洗：四支枪分两组同时对相离较近的并立式支柱绝缘子进行冲洗，以防溅射。每个小组各按双枪跟踪法进行冲洗。冲洗完一遍后，两个小组互换冲洗对象，使被冲洗设备不留死区死角。

（2）一冲两回法：冲洗时，由瓷件底部逐层逐件冲洗至中部后，再回扫到底部，确认下部干净后，再从底部逐层逐件冲洗至顶部，确认顶部灭弧完成且干净后，再逐步回扫至底部。

（3）一冲三回法：冲洗时，由瓷件底部逐层逐件向上冲洗至设备1/3处，然后回扫到底部，由底部逐层逐件冲洗至2/3处，再回扫到底部，再由底部逐层逐件冲洗至顶部，确认污水无下流后，回扫到底部，如此反复三次回扫的冲洗方法。

（4）一冲多回法：冲洗时，由瓷件底部逐层逐件向上冲洗。向上冲洗4～5片后回扫，回扫到底部后再重新从底部逐层逐件向上冲洗，新增4～5片后再回扫到底部，如此循环冲洗，直至将整个设备冲洗干净，确认无污水下流后方可下枪。

4.2 带电水冲洗注意事项

（1）垂直冲洗角度：水柱与地面的夹角。冲洗角度不宜大于45°，具体如图2所示。

图2 垂直冲洗角度

（2）水平冲洗角度：被冲洗的绝缘子和临近的绝缘子的连线与水柱之间的水平锐角。冲洗角度不宜小于45°，具体如图3所示。

5 带电水冲洗成果展示

带电水冲洗的开展，彻底清理了绝缘子表面的污秽物，降低了绝缘子表面盐密、灰密，增加了绝缘子表面积污周期，降低了电网设备污闪风险。具体效果图如图4、图5所示。

图3 水平冲洗角度

图4 冲洗前照片

图5 冲洗后照片

太沙110kV变电站110kV设备带电水冲洗工作完成后第三天，石嘴山地区中雨，利用紫外成像仪在太沙变进行绝缘子放电测试，冲洗过的110kV设备基本无放电现象，未冲洗过的35kV设备放电较为严重。具体如图6、图7所示。

图6 110kV设备紫外成像

图7 35kV设备紫外成像

6 带电水冲洗成效比对

带电水冲洗作为新型的变电站防污闪治理工作方法，与传统的防污闪治理手段对比，存在以下优势：

（1）及时清理变电站设备外绝缘上污秽物，缩短积污周期，有效解决污秽物对PRTV腐蚀的影响，延长PRTV的使用寿命，确保了设备的安全稳定运行。

（2）带电水冲洗为地面作业，减少了施工人员高空作业，降低了安全风险。

（3）减少设备停电次数，确保用户的持续供电，为优质服务打下了坚实的基础。

（4）带电水冲洗工作成本较低，节省了电网防污闪费用。

7 今后工作计划

石嘴山供电公司在太沙、新利、园林、崇岗110kV变电站带电水冲洗测试成功后，将逐步开展220kV变电站带电水冲洗工作。在此期间，石嘴山供电公司将总结此次带电水冲洗的工作经验，组织安质部、运维检修部、变电运维室编制下发《石嘴山供电公司带电水冲洗管理规定》，由变电运维室编制“带电水冲洗作业三折卡”。

（1）严格履行施工方案、施工三措、风险控制措施编制审批。

（2）编制“带电水冲洗作业三折卡”，指导现场作业的安全、技术措施交底。

（3）编制《带电水冲洗管理规定》，规范带电水冲洗作业各项措施落实。

（4）编制带电水冲洗台账，使带电水冲洗工作形成闭环管理。

（5）加强运维人员对带电水冲洗作业流程的培训，强化作业现场安全把控。

从福祥220kV变电站设备PRTV因过期出现起皮、失效的情况看，带电水冲洗虽然能在很大程度上缓解防污闪压力，但不能完全取代传统喷涂PRTV的防污方法。今后，我们将针对变电站的污秽情况，探索喷涂PRTV、带电干扫、带电水冲洗三种防污闪方法相结合的治理思路，找到效果最佳、最经济的防污闪治理手段。