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0 引言

配電變壓器、環(huán)網(wǎng)柜及絕緣子等設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行容易積聚灰塵等污物，導(dǎo)致絕緣降低，容易引發(fā)相間短路、接地等故障。因此為了保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要定期對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行除塵。常規(guī)吸塵器在除塵過程中，灰塵氣流容易導(dǎo)電，氣流流過手持部位有觸點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于配網(wǎng)設(shè)備相間距離小，帶電水沖洗等方式無法應(yīng)用，現(xiàn)在采用的傳統(tǒng)除塵方法是停電清掃，大大降低了供電可靠性，不利于提升營(yíng)商環(huán)境。

本文在詳細(xì)研究了帶電作業(yè)要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種配網(wǎng)新型帶電除塵裝置，在不停電的情況下對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行除塵，確保設(shè)備安全運(yùn)行，提升供電可靠性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了滿足防誤測(cè)量的需求，此次研制的裝置著重考慮了幾個(gè)方面技術(shù)要求：①工作人員能夠與配網(wǎng)帶電設(shè)備絕緣。②無線控制。③能適應(yīng)不同形狀、不同環(huán)境的帶電除塵要求，操作簡(jiǎn)單。

基于以上考慮，配網(wǎng)新型帶電除塵裝置主要由CPU控制器模塊、系統(tǒng)電源、無線收發(fā)模塊、繼電器開關(guān)電路、電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)組成，如圖1所示。

圖1 裝置原理框圖

單片機(jī)MSP430G2553，是控制核心，主要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過電阻分壓，單片機(jī)內(nèi)部AD檢測(cè)電池電壓；中空軸直流無刷電機(jī)，型號(hào)為GM6020，該電機(jī)內(nèi)部集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中空軸便于傳導(dǎo)氣流，用于除塵；電調(diào)型號(hào)為HW-60 a，用于驅(qū)動(dòng)渦輪電機(jī)；系統(tǒng)電源由2節(jié)18650鋰電池和穩(wěn)壓芯片LM7805組成，給系統(tǒng)供電。雙LED指示燈，用于指示電池電量，單片機(jī)內(nèi)部AD檢測(cè)電池電壓，電壓低于5.6V時(shí)，紅色LED指示燈點(diǎn)亮，電池電壓高于5.6V綠色LED指示燈點(diǎn)亮；無線收發(fā)模塊型號(hào)是ATK-LORA-01，能夠接收到無線遙控發(fā)出的開關(guān)信號(hào)，控制單片機(jī)和電機(jī)的模式。

2 裝置外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2所示，①毛刷頭。②中空軸電機(jī)。③集塵裝置。④渦輪電機(jī)。⑤鋰電池。⑥電路板。⑦無線接收模塊。⑧排氣孔。⑨螺紋旋轉(zhuǎn)接頭。⑩實(shí)心絕緣桿。橡膠把手。

圖2 外觀結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主程序的初始化主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O口初始化、時(shí)鐘初始化、串口UART初始化，定時(shí)器初始化、AD初始化以及相關(guān)變量的初始化。初始化完成后，啟動(dòng)串口UART。為了滿足裝置的低功耗設(shè)計(jì)，定時(shí)20 ms喚醒CPU，檢測(cè)電池電壓和無線指令。若檢測(cè)到電機(jī)工作指令，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)，達(dá)到吸塵目的。若電池電壓低于設(shè)定閾值，則表明電池欠壓，發(fā)出LED紅色欠壓報(bào)警信號(hào)，提醒用戶充電。系統(tǒng)不斷重復(fù)上述程序過程。系統(tǒng)程序流程見圖3。

圖3 系統(tǒng)程序流程圖

4 電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與結(jié)論

試驗(yàn)裝置制作測(cè)試完畢后，在電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。根據(jù)電業(yè)安全工作規(guī)程DL408-91，如表1所示，10 kV設(shè)備不停電時(shí)的安全距離為0.7 m。

表1 設(shè)備不停電時(shí)的安全距離

本文所研制的裝置的絕緣桿長(zhǎng)1.2 m，滿足工作規(guī)程。具體的操作步驟如下：①鋰電池給系統(tǒng)供電，工作人員按下開關(guān)。②單片機(jī)檢測(cè)電池電壓在正常范圍內(nèi)，LED電源指示燈點(diǎn)亮。③單片機(jī)檢測(cè)無線指令后發(fā)出控制信號(hào)到電調(diào)，控制渦輪電機(jī)工作。④單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)到中空軸直流無刷電機(jī)，控制無刷電機(jī)工作。⑤毛刷清掃設(shè)備灰塵，并吸收到集塵倉內(nèi)。⑥除塵完畢，移開裝置遠(yuǎn)離帶電設(shè)備，關(guān)閉開關(guān)，倒出集塵倉，灰塵等雜物。

5 結(jié)語

本文研制配網(wǎng)新型帶電除塵裝置在實(shí)際運(yùn)用中，試驗(yàn)試驗(yàn)效果良好，這種新型測(cè)量防誤裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便實(shí)用，能很快融入10 kV帶電除塵作業(yè)中，確保了設(shè)備安全運(yùn)行，提升了供電可靠性。