一种创新的便携式主变防污清扫工具

季钦

[摘    要] 近年来，随着工业的迅速发展，逐渐使空气中有更多的灰尘及金属颗粒，而这类颗粒粉尘会对变电站造成污染，此类污染大大提高了设备的污闪现象，对电网的安全运行已构成了严重威胁，主变的防污清扫工作已经列入检修规程。文章所述的防污清扫工具大大提高了防污清扫的工作效率，让工作更高效便捷。

[关键词]变压器;污闪;防污清扫专用;工具研发

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In recent years， with the rapid development of industry， the environment has gradually caused more dust and metal particles in the air， and this kind of particle dust will cause pollution to substations. Such pollution greatly increases the pollution flashover phenomenon of equipment. It poses a serious threat to the safe operation of the power grid. The anti-pollution cleaning work of the main transformer has been included in the maintenance procedures. Therefore， my research team has carried out a tool development， which greatly improves the working time of anti-pollution cleaning and makes the work more efficient and convenient.

[Keywords]transformer; pollution flashover; special for anti-pollution cleaning; tool development

在电网运行过程中，如果發生污闪现象，将会导致大面积停电，直接威胁电网安全稳定运行。近年来，随着我国电网的持续发展，电瓷外绝缘表面经常会受到灰尘堆积的影响，从而导致变电站污闪事故的发生。因此需要进行主变防污清工作，以提高变电站抗污闪能力。本文结合工程的实际情况，探讨了一种新型的便携式主变防污清扫工具。

变压器作为变电所重要设备，不仅可以将高压电能输送到至相应的用电地区，并且可以将低压电能提供给各级使用，大大满足当前电力使用的需求。

1 目前主要的变压器组成结构

（1）呼吸器。此设备内部装有硅胶，其内部的绝缘油可利用吸潮器连接大气，并通过干燥剂对空气中的水分进行吸收，以确保变压器的绝缘性能;避免发生变质而引起堵塞。

（2）油位计。此设备是变压器油位状态的一种反映，其油位状态通常控制在+20O左右，避免过高而需要放油，避免过低而需要加油;在冬季，由于温度过低，就会导致负油位有所下降;在夏季，由于温度较高，就会提升负载重时油位;这均是正常的现象。

（3）油枕。油枕可实现油箱油量的调节，以防变压器发生氧化，并在其上部设有加油孔。

（4）防爆管道。此管道可以预防突发事故，避免增大油箱内压力而引起爆炸。

（5）温度计。通过温度计可实现变压器运行温度的监视，并根据不同的温度发出相应的信号。由于变压器线圈温度高于上层油温10 ℃左右，所以，按照国标规定：变压器上层温度不得超过95 ℃，绕组的极限工作温度为105 ℃;监视温度一般设定低于85 ℃。

（6）分接开关。此开关可以改变高压绕组抽头，通过改变绕组匝数来改变其电压比。

（7）继电器。继电器上接点采用了轻瓦斯信号，通过信号报警的方式来反映压器运行时是否存在异常。而下接点采用重瓦斯信号，可通过信号来反映断路器是否存在着跳闸、掉牌等。对于这类继电器，如果其内部充满油就代表无气体，当存在气体时就会进入继电器内部，当满足一定要求时，气体就会将贮油挤走，使触点发生动作。并且将继电器外盖打开后，其顶上设置了调节杆，将其中一个调节杆拧开，可将继电器内部的气体放掉。另一调节杆可实现动作试验纽的保护;在进行带电操作时，为保证自身的安全，应配戴绝缘手套。

（8）冷却装置。在变压器运行过程中，通过冷却装置可以将绕组损耗的热量散发掉，以防变压器过热而损坏绝缘。如果变压器容量较小，其容积与外表面积之比就会较大，这时可采用冷却装置，通过辐射的方式分散热量。自冷方式在小型变压器中应用较多，通常采用干式变压器，且不用油浸，以防火灾。因此如果冷却装置长期不进行清洗，堆积的灰尘会大大的影响散热效率，因此清洗时需要着重清洗冷却装置。

1.1 变压器套管

变压器套管分为油枕、电容芯子、法兰和上下瓷套，主绝缘采用电容串联而成的电容芯子，并将它封闭于密封容器中，容器内充有经处理过的变压器油，使内部主绝缘成为油纸结构。套管组件通过储油柜中的强力弹簧施加中心压紧力，实现了套管内部全密封。法兰上设有放气塞、取油装置、测量套管介质损耗（tanδ，简称介损）和局部放电（简称局放）的装置。运行时测量装置的外罩一定要罩上，保证末屏接地，严禁开路。

1.2 变压器污闪的产生原因

变压器污闪产生的原因是因为在变压器长期使用过程中，由于其表面积污，在不同环境变化的影响下，大大降低了变压器的绝缘性能，进而导致运行时出现绝缘击穿现象。其产生的过程如下：首先，变压器表面长期堆积污垢;其次，变压器表面污垢湿润后，就会降低绝缘;第三是变压器表面局部形成电弧;最后是电弧发展为两极击穿。

2 目前主要用于防污闪的技术措施

（1）涂抹PRTV防污闪涂料（全称：电力设备外绝缘用持久性就地成型防污闪复合涂料）。PRTV防污闪涂料作为一种创新的材料，其设计目的是为电网客户消除设备污闪隐患，通过此材料的憎水性，保证设备绝缘子的憎水性，提高了设备的防污能力。除此之外，因PRTV材料本身所具有的憎水性，如果涂层上存在污物，就会随着水珠一起滚落，防止离子化现象的发生，提高了设备绝缘子的防污能力。对于普通绝缘子，通过涂抹PRTV防污闪涂料，使普通绝缘子具有合成绝缘子的部分功能与特性，确保它使用的方便性。

（2）合成绝缘子的应用：硅橡胶作为合成绝缘子的主要材料，其具有较强的防污功能。主要是利用硅橡胶的憎水性及耐腐蚀性进行防污。合成绝缘子具有独特的结构和性能，故在线路中应用广泛，如在变电站中，合成绝缘子主要应用于母线进出线上。因变电站设备位于变电站高处，故容易发生停电现象，而合成绝缘子的应用，通过其自身具有的抗拉性、抗腐性和抗老化，能够有效地缓解停电问题，故合成绝缘子在变电站设备中得到广泛使用。

（3）防污清扫维护：也是目前最主要的防污手段，并且可以根据实际情况进行有计划性的清扫，目前规范化检修已经将室内变电站的防污清扫纳入了周期性的维护工作，目的便在于通过定期的清洗将绝缘子上堆积的污垢全部冲洗干净。但是随着变电站的陆续投入，工作量的增加是人力成本所无法跟上的。因此我们就绝缘子的清扫现状进行总结，研制了绝缘子的清扫维护的一种新型的工具。

（4）变压器套管高压冲洗：变压器套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。当脏污进行水分吸收以后，就会提高导电性，进而引起表面出现闪络和增加泄漏电流，导致绝缘套管出现发热现象，进而损坏瓷质;因此广东电网有限责任公司检修规程现在要求每年都要对室内变压器进行清洗维护，确保吸收了湿气的脏污能被完全的清洗干净。

3 防污清扫专用工具的优势

（1）工具采用404不锈钢的材料进行打造壳体如图1所示，并根据皮卡车的尾斗进行设计，能够完美的契合大部分皮卡车尾斗，不会造成车辆行驶过程中工具的晃动及水箱的水溢出。

（2）具有非常强悍的电动机，6000W的功率能够在变压器底部直接清洗变高套管，不再需要工作成员爬到主变顶部进行清扫。

（3）高度的集成化，具有可自动回收水管及电线的功能如图2所示，不再需要工作成员繁琐的进行手动的回收，大大的提高了工作效率，减轻了人员负担。

（4）具有半吨的水箱，在变电站水源短缺的情况下，亦能够通过备用水箱完成一次主变的防污清扫工作，亦减免了传统的蓄水的工序，大大提高效率。

（5）工具不需要像传统水泵那样搬搬抬抬，高度的集成化使得工作成员仅需要将皮卡车停到工作范围内，便可拉出50m的电源线及30m的高压水管，适合绝大部分变电站的工作环境。

使用防污清掃专用工具清洗主变的流程：

（1）将工具搬运至主变附近，并接通电源，拉出清洗枪头。

（2）拉出设备水管，接上水源将水引进储水箱。

（3）设备通电喷水后，首先清扫瓷套管和外壳，套管每一层都需要确认无残留灰尘。

（4）检查母线桥是否保持清洁，如无必要可不进行冲洗。

（5）对冷却装置散热片进行逐片清洗。

（6）将变压器配件上的灰尘清洁干净，并对消防设施及通风系统进行严格检查，看是否处于良好状态。

（7）使用毛巾进行擦拭后，使用工具所带的风机进行强力吹风将湿润部位全部干燥。

4 目前使用的状况

目前广东电网有限责任公司惠州供电局已经投入试用，并且根据多次数据比较，一台主变的防污清扫工作从原来的3个小时完成大大提高到了1个半小时，并且清洁效果大大的超越过往。

5 结束语

随着科技的进步发展，创新更高效的工具代替传统的生产方式必定成为趋势及主流。而我们要不断的总结和创新，提高工作质量和工作效率，对电网安全运行起到更全面的保护，为确保达到南方电网公司世界一流企业而奋斗，向用户提供连续稳定的电能，防污清扫工作必须更先进，更全面、更有效。

参考文献

[1] 廖朝辉，夏水英，张攀，等.变电站二次设备清扫工具现状与改进[J].低碳世界，2017（26）：86-87.

[2] 吴泽仪，张立佳，段雪峰.便携式高空带电作业清扫器的研制[J].科技创业家，2013（22）：113.

[3] 李汉武.500kV防污试验变压器设计中几个主要问题的处理[J].辽宁电机工程学报，1991（1）：30-35.

[4] 王启桢.专变设备的防污处理[J].农村电工，2003，11（9）：32.

[5] 马兵.变压器出口短路的危害及预防措施[J].农村电气化，2012（9）：24-25.

季钦

[摘    要] 近年来，随着工业的迅速发展，逐渐使空气中有更多的灰尘及金属颗粒，而这类颗粒粉尘会对变电站造成污染，此类污染大大提高了设备的污闪现象，对电网的安全运行已构成了严重威胁，主变的防污清扫工作已经列入检修规程。文章所述的防污清扫工具大大提高了防污清扫的工作效率，让工作更高效便捷。

[关键词]变压器;污闪;防污清扫专用;工具研发

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In recent years， with the rapid development of industry， the environment has gradually caused more dust and metal particles in the air， and this kind of particle dust will cause pollution to substations. Such pollution greatly increases the pollution flashover phenomenon of equipment. It poses a serious threat to the safe operation of the power grid. The anti-pollution cleaning work of the main transformer has been included in the maintenance procedures. Therefore， my research team has carried out a tool development， which greatly improves the working time of anti-pollution cleaning and makes the work more efficient and convenient.

[Keywords]transformer; pollution flashover; special for anti-pollution cleaning; tool development

在电网运行过程中，如果发生污闪现象，将会导致大面积停电，直接威胁电网安全稳定运行。近年来，随着我国电网的持续发展，电瓷外绝缘表面经常会受到灰尘堆积的影响，从而导致变电站污闪事故的发生。因此需要进行主变防污清工作，以提高变电站抗污闪能力。本文結合工程的实际情况，探讨了一种新型的便携式主变防污清扫工具。

变压器作为变电所重要设备，不仅可以将高压电能输送到至相应的用电地区，并且可以将低压电能提供给各级使用，大大满足当前电力使用的需求。

1 目前主要的变压器组成结构

（1）呼吸器。此设备内部装有硅胶，其内部的绝缘油可利用吸潮器连接大气，并通过干燥剂对空气中的水分进行吸收，以确保变压器的绝缘性能;避免发生变质而引起堵塞。

（2）油位计。此设备是变压器油位状态的一种反映，其油位状态通常控制在+20O左右，避免过高而需要放油，避免过低而需要加油;在冬季，由于温度过低，就会导致负油位有所下降;在夏季，由于温度较高，就会提升负载重时油位;这均是正常的现象。

（3）油枕。油枕可实现油箱油量的调节，以防变压器发生氧化，并在其上部设有加油孔。

（4）防爆管道。此管道可以预防突发事故，避免增大油箱内压力而引起爆炸。

（5）温度计。通过温度计可实现变压器运行温度的监视，并根据不同的温度发出相应的信号。由于变压器线圈温度高于上层油温10 ℃左右，所以，按照国标规定：变压器上层温度不得超过95 ℃，绕组的极限工作温度为105 ℃;监视温度一般设定低于85 ℃。

（6）分接开关。此开关可以改变高压绕组抽头，通过改变绕组匝数来改变其电压比。

（7）继电器。继电器上接点采用了轻瓦斯信号，通过信号报警的方式来反映压器运行时是否存在异常。而下接点采用重瓦斯信号，可通过信号来反映断路器是否存在着跳闸、掉牌等。对于这类继电器，如果其内部充满油就代表无气体，当存在气体时就会进入继电器内部，当满足一定要求时，气体就会将贮油挤走，使触点发生动作。并且将继电器外盖打开后，其顶上设置了调节杆，将其中一个调节杆拧开，可将继电器内部的气体放掉。另一调节杆可实现动作试验纽的保护;在进行带电操作时，为保证自身的安全，应配戴绝缘手套。

（8）冷却装置。在变压器运行过程中，通过冷却装置可以将绕组损耗的热量散发掉，以防变压器过热而损坏绝缘。如果变压器容量较小，其容积与外表面积之比就会较大，这时可采用冷却装置，通过辐射的方式分散热量。自冷方式在小型变压器中应用较多，通常采用干式变压器，且不用油浸，以防火灾。因此如果冷却装置长期不进行清洗，堆积的灰尘会大大的影响散热效率，因此清洗时需要着重清洗冷却装置。

1.1 变压器套管

变压器套管分为油枕、电容芯子、法兰和上下瓷套，主绝缘采用电容串联而成的电容芯子，并将它封闭于密封容器中，容器内充有经处理过的变压器油，使内部主绝缘成为油纸结构。套管组件通过储油柜中的强力弹簧施加中心压紧力，实现了套管内部全密封。法兰上设有放气塞、取油装置、测量套管介质损耗（tanδ，简称介损）和局部放电（简称局放）的装置。运行时测量装置的外罩一定要罩上，保证末屏接地，严禁开路。

1.2 变压器污闪的产生原因

变压器污闪产生的原因是因为在变压器长期使用过程中，由于其表面积污，在不同环境变化的影响下，大大降低了变压器的绝缘性能，进而导致运行时出现绝缘击穿现象。其产生的过程如下：首先，变压器表面长期堆积污垢;其次，变压器表面污垢湿润后，就会降低绝缘;第三是变压器表面局部形成电弧;最后是电弧发展为两极击穿。

2 目前主要用于防污闪的技术措施

（1）涂抹PRTV防污闪涂料（全称：电力设备外绝缘用持久性就地成型防污闪复合涂料）。PRTV防污闪涂料作为一种创新的材料，其设计目的是为电网客户消除设备污闪隐患，通过此材料的憎水性，保证设备绝缘子的憎水性，提高了设备的防污能力。除此之外，因PRTV材料本身所具有的憎水性，如果涂层上存在污物，就会随着水珠一起滚落，防止离子化现象的发生，提高了设备绝缘子的防污能力。对于普通绝缘子，通过涂抹PRTV防污闪涂料，使普通绝缘子具有合成绝缘子的部分功能与特性，确保它使用的方便性。

（2）合成绝缘子的应用：硅橡胶作为合成绝缘子的主要材料，其具有较强的防污功能。主要是利用硅橡胶的憎水性及耐腐蚀性进行防污。合成绝缘子具有独特的结构和性能，故在线路中应用广泛，如在变电站中，合成绝缘子主要应用于母线进出线上。因变电站设备位于变电站高处，故容易发生停电现象，而合成绝缘子的应用，通过其自身具有的抗拉性、抗腐性和抗老化，能够有效地缓解停电问题，故合成绝缘子在变电站设备中得到广泛使用。

（3）防污清扫维护：也是目前最主要的防污手段，并且可以根据实际情况进行有计划性的清扫，目前规范化检修已经将室内变电站的防污清扫纳入了周期性的维护工作，目的便在于通过定期的清洗将绝缘子上堆积的污垢全部冲洗干净。但是随着变电站的陆续投入，工作量的增加是人力成本所无法跟上的。因此我们就绝缘子的清扫现状进行总结，研制了绝缘子的清扫维护的一种新型的工具。

（4）变压器套管高压冲洗：变压器套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。当脏污进行水分吸收以后，就会提高导电性，进而引起表面出现闪络和增加泄漏电流，导致绝缘套管出现发热现象，进而损坏瓷质;因此广东电网有限责任公司检修规程现在要求每年都要对室内变压器进行清洗维护，确保吸收了湿气的脏污能被完全的清洗干净。

3 防污清扫专用工具的优势

（1）工具采用404不锈钢的材料进行打造壳体如图1所示，并根据皮卡车的尾斗进行设计，能够完美的契合大部分皮卡车尾斗，不会造成车辆行驶过程中工具的晃动及水箱的水溢出。

（2）具有非常强悍的电动机，6000W的功率能够在变压器底部直接清洗变高套管，不再需要工作成员爬到主变顶部进行清扫。

（3）高度的集成化，具有可自动回收水管及电线的功能如图2所示，不再需要工作成员繁琐的进行手动的回收，大大的提高了工作效率，减轻了人员负担。

（4）具有半吨的水箱，在变电站水源短缺的情况下，亦能够通过备用水箱完成一次主变的防污清扫工作，亦减免了传统的蓄水的工序，大大提高效率。

（5）工具不需要像传统水泵那样搬搬抬抬，高度的集成化使得工作成员仅需要将皮卡车停到工作范围内，便可拉出50m的电源线及30m的高压水管，适合绝大部分变电站的工作环境。

使用防污清扫专用工具清洗主变的流程：

（1）将工具搬运至主变附近，并接通电源，拉出清洗枪头。

（2）拉出设备水管，接上水源将水引进储水箱。

（3）设备通电喷水后，首先清扫瓷套管和外壳，套管每一层都需要确认无残留灰尘。

（4）检查母线桥是否保持清洁，如无必要可不进行冲洗。

（5）对冷却装置散热片进行逐片清洗。

（6）将变压器配件上的灰尘清洁干净，并对消防设施及通风系统进行严格检查，看是否处于良好状态。

（7）使用毛巾进行擦拭后，使用工具所带的风机进行强力吹风将湿润部位全部干燥。

4 目前使用的状况

目前广东电网有限责任公司惠州供电局已经投入试用，并且根据多次数据比较，一台主变的防污清扫工作从原来的3个小时完成大大提高到了1个半小时，并且清洁效果大大的超越过往。

5 结束语

随着科技的进步发展，创新更高效的工具代替傳统的生产方式必定成为趋势及主流。而我们要不断的总结和创新，提高工作质量和工作效率，对电网安全运行起到更全面的保护，为确保达到南方电网公司世界一流企业而奋斗，向用户提供连续稳定的电能，防污清扫工作必须更先进，更全面、更有效。

参考文献

[1] 廖朝辉，夏水英，张攀，等.变电站二次设备清扫工具现状与改进[J].低碳世界，2017（26）：86-87.

[2] 吴泽仪，张立佳，段雪峰.便携式高空带电作业清扫器的研制[J].科技创业家，2013（22）：113.

[3] 李汉武.500kV防污试验变压器设计中几个主要问题的处理[J].辽宁电机工程学报，1991（1）：30-35.

[4] 王启桢.专变设备的防污处理[J].农村电工，2003，11（9）：32.

[5] 马兵.变压器出口短路的危害及预防措施[J].农村电气化，2012（9）：24-25.