李永亮 劉之方 張平安 王 瑜

（1.中國電力科學(xué)研究院，北京100192；2.河南恒安電力股份有限公司，河南 鄭州450001）

0 引言

自然污穢和工業(yè)污穢在電氣設(shè)備外絕緣表面沉積，形成含有塵、鹽、油等多種雜質(zhì)的積污層。在霧、小雨、凝露等潮濕氣象條件下，積污層吸潮程度不同導(dǎo)致絕緣表面干濕度分布不均。由于干燥帶絕緣電阻較高而承受較高電壓，從而引起絕緣子表面的電場發(fā)生畸變，當(dāng)電場畸變到一定程度時(shí)，干燥帶首先被擊穿進(jìn)而引發(fā)絕緣子閃絡(luò)。

電力設(shè)備的污閃對設(shè)備本身的安全以及電力系統(tǒng)的安全構(gòu)成了重大威脅。2006年2月12—14日，河北石家莊電網(wǎng)6條110kV線路因連續(xù)大霧跳閘21路次；2008年2月17日，內(nèi)蒙古烏海電網(wǎng)6條220kV線路因降雪相繼跳閘10路次。污閃已成為威脅電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的頭號安全隱患，污閃事故也被列為電網(wǎng)重大安全責(zé)任事故［1］?，F(xiàn)有的防范措施主要包括爬、掃、涂、加。其中掃就是清掃絕緣子表面積污層，可分為停電人工清掃和帶電清洗（掃）2種方式。

帶電水沖洗技術(shù)因其清洗效果好、清洗劑易制備、無污染、成本較低等優(yōu)點(diǎn)得以迅速發(fā)展并日趨成熟。廣東電網(wǎng)早在2006—2007年就完成了11個(gè)供電局135個(gè)變電站的帶電水沖洗作業(yè)并制定了相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則。本文將通過HA－XX系列帶電水沖洗設(shè)備在深圳某110kV變電站進(jìn)行的一次帶電水沖洗作業(yè)，分析帶電水沖洗技術(shù)在110kV變電站中的應(yīng)用。

1 110kV變電站帶電水沖洗技術(shù)特性分析

1.1 帶電水沖洗設(shè)備技術(shù)特性

HA－XX系列帶電水沖洗設(shè)備由制水裝置、高壓泵、水箱和沖洗噴槍4部分構(gòu)成。

制水裝置用來制備沖洗用水。水電阻率對保證沖洗人員的人身安全及設(shè)備安全關(guān)系極大［2］，帶電水沖洗事故多因水電阻率低而造成?！峨娏υO(shè)備帶電水沖洗導(dǎo)則》（以下簡稱《導(dǎo)則》）中要求從噴槍口取樣的沖洗水的電阻率一般不低于1×105Ω·cm。

沖洗設(shè)備的另一關(guān)鍵部分是噴槍，噴槍噴口直徑?jīng)Q定了絕緣水柱的直徑和長度。水柱電阻率一定的情況下，噴口直徑?jīng)Q定了絕緣水柱的電阻大小進(jìn)而決定了流經(jīng)操作人員的泄漏電流?！秾?dǎo)則》規(guī)定，小水沖（噴口直徑≤3mm）對110kV設(shè)備作業(yè)時(shí)，絕緣水柱長度需在1.5m以上方能保證泄漏電流＜1mA。噴口的形狀及加工質(zhì)量要確保水柱不出現(xiàn)“散花”現(xiàn)象［1］。

高壓水泵的特性決定了絕緣水柱的長度和壓強(qiáng)。HA－XX系列沖洗設(shè)備選擇減小壓力脈動的多缸柱塞泵，具體參數(shù)為：噴口直徑3mm，高壓水泵壓力8.5MPa，高壓水柱流量55L／min。實(shí)驗(yàn)表明，這樣的參數(shù)條件，水柱長度在大、中、小各水沖形式下最大可達(dá)6m以上，滿足《導(dǎo)則》要求，因而可保證水柱壓強(qiáng)將絕緣子表面污穢迅速沖刷掉。

1.2 帶電水沖洗作業(yè)方式及注意事項(xiàng)

文獻(xiàn)［3］對帶電水沖洗的作業(yè)方式進(jìn)行了試驗(yàn)分析，采用了先沖洗后刷洗、先刷洗后沖洗、先沖洗后刷洗再沖洗3種作業(yè)方式。結(jié)果表明，先沖洗后刷洗的作業(yè)方式清洗效果完全滿足要求，成本較第三種清洗方式減少了一半，故本文采用先沖洗后刷洗的作業(yè)方式。

沖洗用噴槍的數(shù)目要視待清洗絕緣子的直徑大小來決定。沖洗直徑較小的支柱絕緣子時(shí)可采用單槍或雙槍跟蹤法；對于直徑較大的設(shè)備，如CT、PT等要用三槍或四槍層逐層逐片清洗。

由于絕緣子積污層中含有大量鹽，沖洗過程中鹽溶于水后會使絕緣子表面絕緣電阻急劇下降，存在閃絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。為避免絕緣電阻過小，在沖洗之初就要判斷絕緣子鹽密是否大于臨界值，《導(dǎo)則》中要求的變電站用普通支柱絕緣子臨界鹽密為0.12mg／cm2［2］。沖洗時(shí)須遵循自下而上的原則。

此外，對于密封不良的設(shè)備，如閥式避雷器及絕緣有損傷的設(shè)備禁止進(jìn)行帶電水沖洗；對于設(shè)備端子箱、二次接線盒等二次部分也要避免水槍直接對準(zhǔn)沖洗。

2 現(xiàn)場技術(shù)措施及組織措施

帶電水沖洗屬帶電作業(yè)，為確保作業(yè)人員的安全，除遵守一般帶電作業(yè)的規(guī)程外，還要根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的技術(shù)及組織措施。

2.1 技術(shù)措施

（1）開始沖洗之前，測量噴槍噴口的水電阻率。（2）測量待沖洗設(shè)備絕緣子的表面鹽密，判斷是否可對其進(jìn)行帶電水沖洗。（3）作業(yè)人員穿防水服、絕緣靴，戴絕緣手套、安全帽。（4）水箱、高壓泵、制水裝置等設(shè)備外殼及噴槍噴口可靠地接入變電站主地網(wǎng)。（5）查看現(xiàn)場氣象條件是否適宜進(jìn)行帶電水沖洗，判斷現(xiàn)場風(fēng)力、風(fēng)向、氣溫等因素是否滿足《導(dǎo)則》要求。

2.2 組織措施

（1）帶電水沖洗作業(yè)人員必須經(jīng)專門培訓(xùn)持證上崗，經(jīng)考試合格后才能進(jìn)行操作［4－5］。（2）作業(yè)人員要嚴(yán)格遵守變電站有關(guān)工作制度，與運(yùn)行人員充分溝通，確認(rèn)各項(xiàng)安全措施落實(shí)到位。（3）作業(yè)之前要制定詳細(xì)的操作規(guī)程和施工方案，充分考慮沖洗過程中的不安全因素，做事故預(yù)想，制定相應(yīng)處置措施。（4）嚴(yán)格執(zhí)行帶電作業(yè)安全規(guī)程，落實(shí)監(jiān)護(hù)制度并由有實(shí)踐和應(yīng)變能力的技術(shù)人員擔(dān)任監(jiān)護(hù)人。

3 帶電清洗結(jié)果及分析

本文以在深圳鹽田某110kV變電站進(jìn)行的一次帶電水沖洗作業(yè)為例，選擇鹽沙線129840地刀支柱絕緣子作為試品，其產(chǎn)品型號為 GW5－110WD2－1250?，F(xiàn)場氣象條件（晴，東南風(fēng)1～2級，相對空氣濕度60%）適宜帶電水沖洗作業(yè)。噴槍噴口取樣，測得水電阻率為3.2μS／cm（3.125×105Ω·cm）。采用Cond330i鹽密測試儀測量試品表面的絕緣參數(shù)，結(jié)果為：電導(dǎo)率653μS／cm，鹽密0.115 2mg／cm2，灰密0.963 7mg／cm2。

可以看到，試品表面鹽密小于《導(dǎo)則》要求，所有參數(shù)均滿足帶電水沖洗條件。采用雙槍跟蹤法，對試品進(jìn)行由下至上逐層沖洗，之后再用絕緣清掃刷刷洗。沖洗及刷洗后試品表面絕緣參數(shù)如表1所示。

表1 帶電沖洗、刷洗后試品絕緣參數(shù)

可以看到，帶電水沖洗作業(yè)效果非常理想，沖洗作業(yè)后鹽密清除率為81.08%，灰密清除率為92.9%；再刷洗后鹽密清除率達(dá)95%，灰密清除率達(dá)98.6%。絕緣子表面電導(dǎo)率由653μS／cm降至27.9μS／cm，絕緣恢復(fù)良好。

4 結(jié)論

（1）帶電水沖洗對絕緣子表面積污的清洗效果非常理想，沖洗作業(yè)采取完備的技術(shù)及組織措施后也相對安全。（2）帶電水沖洗技術(shù)與目前常用的停電人工清掃相比節(jié)約了電力企業(yè)的停電成本，與其他帶電清洗技術(shù)相比又具有成本低、無污染等優(yōu)勢。（3）隨著帶電清洗技術(shù)的不斷發(fā)展，其作業(yè)范圍逐步向輸電線路拓展，應(yīng)用領(lǐng)域也逐步向更高的電壓等級（330kV、500kV）發(fā)展。

［1］陳曉國，楊楚明，饒章權(quán).變電設(shè)備帶電水沖洗技術(shù)探討［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007（S2）

［2］GB／T13395—2008 電力設(shè)備帶電水沖洗導(dǎo)則［S］

［3］朱正國，鐘建靈.變電站絕緣子清洗試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析［J］.高壓電器，2008（5）

［4］張晉，汲勝昌，曹濤，等.電力設(shè)備帶電清掃技術(shù)的現(xiàn)狀及展望［J］.絕緣材料，2009（2）

［5］孫陽盛，華月申.高分子帶電清洗技術(shù)在220kV變電站中的應(yīng)用［J］.華東電力，2013（1）