电力设备带电绝缘清洗
电力是工农业生产和日常生活不可缺少的能源。随着经济的发展和全社会生活水平的提高,人们对供电的能力和质量也提出了越来越高的要求,但随着工业交通的发展和乡村城市化的加速,高压电器设备在污秽条件下闪络和损坏的问题已日趋严重。因此,提高电力设备清洗(扫)的水平,防止污闪和导体接触不良,从而确保安全不间断地供电和安全用电是十分重要的。
近年来,使用绝缘清洗剂的带电清洗技术就是针对以上问题以及传统清洗方法的不足而发展起来的,以下就从几个方面对带电绝缘清洗的必要性和可行性作一分析。
一、带电绝缘清洗的必要性:目前,我国电力设备污闪事故和火灾时有发生,在东北和华北地区就曾发生过多次大面积污闪,每次污闪都给我们造成了数亿甚至数十亿元的经济损失。据分析,污秽(垢)对电力设备的危害主要有以下几个原因:
1、环境中的微尘沉积在外绝缘表面形成一层污秽物,污层中包含金属微粒、油、尘土和受潮能容的盐、酸、碱类等物质,当遇到雾、露和毛毛雨等潮湿条件时,污秽层受潮,电导增大,绝缘性能下降。 2、裸露的金属表面受空气中氧的作用,会生成一层氧化物,这些氧化物绝缘阻值较大,致使触点电阻上升,进而引起触点温度升高并加剧氧化,到了一定程度就容易产生跳火现象。
3、设备附近因静电作用,使微尘极化甚至电离,吸附在带电体表面,极化微尘伸延到一定程度,就容易引起放电。
4、触点受污染造成电阻升高,焦耳热增大,严重时引起火灾。目前电力系统中的输变电设备多安装在露天环境中,用户的配电设备也多没有采用全密封技术,这些暴露在外界环境中的电力设备在一定的条件下,聚集在其上的污秽(垢)就有引起事故的危险,因此必须定期对它们进行清扫或清洗。
二、传统清洗(扫)方法的不足:电力设备的检修方法可分为停电检修和带电检修。停电检修对更新、改造旧设备无疑是安全可行的。但是每次检修都采取停电操作的方法,诸多现实问题就会暴露出来,如时间上难以安排、停电给供电部门和用电部门带来的经济损失等等都是一笔不小的经济帐,此外,在一些大都市,由于停电在社会上所造成的负面影响更是难以估计。面对这些问题,目前越来越多地进行带电检修,而带电清扫(洗)是带电检修设备的主要手段之一。带电清扫(洗)方法主要有如下三种:干清扫、气吹及水冲洗。
然而,这三种方法都存在着明显的缺陷。
1、干清扫:对电力系统高压电力设备及线路进行带电抹擦瓷瓶、变压器渗油、电器电柜等之清扫方式,称为干清扫。这种方法存在着以下缺点:
① 劳动强度大,操作难度高,效率低。特别是高压电器设备的清扫,需要投入大量的人力、物力和时间。
② 清洗效果差。只能清除表面浮灰、部分盐份和金属粉尘,却无法清除静电附着物、油渍以及某些腐蚀设备的有害物质等等,对馈线端子排等较密集的结点或死角的污垢则无法清除。
2、气吹:这是一种用压缩空气吹扫电器开关柜、馈线端子排等以及用压缩空气将锯末等绝缘介质喷到被清洗物上,将污垢清除从而达到清扫目的的清扫方式。后者主要用于户外设备或线路上的绝缘子的清扫,其局限性表现在:
① 清扫效果差。由于操作不便以及喷洗设备的局限,造成大量死角无法清扫到,因此清扫不彻底。此外,锯末作为一种清扫介质,靠的完全是机械冲力,对粘附力较大的油污等则无法清除干净。
② 用锯末清扫的设备庞大,操作麻烦、难度高,清扫效率低。只适用于部分电压等级的户外绝缘清扫。
③ 造成环境污染和人体危害。用压缩空气吹扫时,灰尘浮扬,造成环境污染,特别是在冶金、化工等企业存在的地域作业,有害粉尘的浮扬将会直接危害操作人员的身体健康。
3、水冲洗:水冲洗是电力系统以水为介质对部分高压设备带电清洗的一种方法。这种方法虽然在一定程度上可作为一种有效的防污手段,但无论从电特性,还是从化学特性来看,水介质都不可能是一种理想的清洗介质。
这种方法同样存在着一些难以克服的缺点:
① 应用范围窄。只适用于66KV—220KV电压等级的电力设备,对35KV及以下、220KV以上电压等级的电力设备水冲洗难以进行,对电器开关柜、馈线端子排则不能用水做介质冲洗。 ② 技术要求高,操作困难。为了避免在清洗时发生冲闪现象,用水冲洗时必须满足如下条件:
A) 被水冲洗外绝缘表面的盐密必须限制在一定范围内,因此每次水冲洗前必须测盐密;
B) 对冲洗用水的电阻率有一定的要求;
C) 冲洗时通常采用双枪跟踪冲洗法;
D) 周围环境空气的湿度和风力必须满足一定的要求。另外,由于水的电阻率约为103欧/厘米数量级,用水作清洗介质时就必须保持相当长的水柱。电压等级越高,水柱要求越长。这就给实际操作带来很大的困难。
③ 设备和操作人员的安全难以得到充分保障。电器设备上的污秽一经水湿润,其绝缘强度大幅度下降。因此,在实际操作时,难以完全避免冲闪和邻相闪络的发生,事实上水冲洗在应用过程中已发生过多起人身及设备事故。
④ 清洗效果不理想:从化学特性来看,用水来冲洗污垢,依靠的仅仅是水的机械冲击力将外绝缘上的灰尘、金属粉尘等冲走,但对粘附在设备上的油膜及氧化膜却无能为力。从冲洗工艺来看,必须保持相当高的水压以产生足够长的水柱,难免有冲洗死角,使冲洗不彻底。针对这种情况,目前国内已发展出一种全新的带电清洗方式。下面就对这种带电清洗方式作以简介,并试述其在技术上的可行性及经济上的合理性。
三、带电绝缘清洗在技术上的可行性:
(一)产品特性:目前,电力系统中使用的供、变电设备大多是以空气作为外绝缘介质,如果没有外来污染物的影响,这些设备在空气中都可以安全运行,不会发生相间短路或对地短路现象。如果能找到一种清洗介质,其绝缘值和耐压值都比空气高的多,而且不同程度积污的绝缘子在表面被清洗剂湿润的条件下,外绝缘的电气强度不下降,那么,当用这种介质清洗在线运行的电气设备时,不会出现外绝缘击穿现象。围绕这一设想,近年来国外已开发出相应的带电清洗产品,国内少数厂家通过引进国外技术也已相应生产出具备以上性能的带电清洗产品,其中我公司引进美国技术,开发研制出“WT-55带电绝缘清洗剂”, 便是*具代表性的一种。该产品于一九九六年荣获第五届中国专利新技术新产品博览会金奖,并获得中国人民保险公司质量承保。该产品特性经电力部武汉高压研究所、湖北省电力试验研究所等电力系统权威检测机构及河南省卫生防疫站检验,
结果如下:
1.PH值:6
2.电阻率:1.5×1010欧/厘米
3.绝缘强度(标准油杯击穿电压):35.5KV/2.5mm
4.人工污秽在干燥与湿润条件下闪络电压对比:
5.自然污秽在干燥与湿润条件下闪络电压对比:单片X-4.5绝缘子闪络电压(kv)干燥状态99.0清洗剂湿润88自来水湿润236.
清洗剂液柱耐压及泄漏电流测量:试验电压(kv)4695200
*大泄漏电流(mA)<0.5<0.5<0.5