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1、500kV支柱绝缘子带电清扫方法研究谢春雷厦门超高压输变电局摘 要:本文主要介绍了现行的两种高压支柱绝缘子带电清扫的方法，即人工搭绝缘三脚架清扫方法和机械自动清扫方法，这两种方法既适用于500kV变电设备又能够向220kV设备推广应用。同时文章总结了两种方法的优点及存在问题，明确了处理存在问题的办法。关键词:污秽闪络 污闪措施 带电清扫 清扫机 自动升降Abstract:The paper mainly introduces two methods presently used for on-line cleaning with high-voltage support insulators,
2、 i.e. cleaning with manual insulated tripods and automatic mechanical cleaning, both of which can be applied to 500KV converting equipment as well as to 200KV equipment. It also summarizes the merits of the two methods and the existing problems, and finally specifies the solutions to the problems.50
3、0kV变电设备随着运行时间的增加，支柱绝缘子污秽程度日趋严重，反应在绝缘子的爬电情况越来越明显，雨天雾天放电声音增大。对绝缘子进行定期清扫或应急清扫是极其有效的防污闪措施。应设备可靠性高的要求，停电检修的机会较少，同时随着状态检修工作的推进，设备停电的机会更少，以往变电站设备清扫遵循“逢停必扫”的效果很难得到体现，污秽闪络隐患越来越严重地威胁着设备的安全运行。为了解决这一矛盾，有效提高支柱绝缘子的绝缘水平，及时清扫设备表面污秽，防止设备污秽闪络事故，带电清扫成为了必要的手段。500kV变电站内带电设备布局紧凑，有些设备之间的距离较小，结构种类多,在高压设备上进行带电作业又必须严格执行安全工作规
4、程，满足足够的安全距离才能确保带电作业人员的人身安全和带电设备的安全运行。要使带电清扫作业机具为使用部门所接受，能够方便、安全、可靠地实现高压、超高压变电设备的带电清扫作业，必须具备以下要求：（1）带电清扫作业机具必须小型化，采用地电位、间接带电作业方式，保证带电作业时作业人员的活动范围必须满足安全距离要求；（2）带电清扫机具必须满足绝缘水平的要求，确保带电作业人员的人身安全和带电设备的安全运行；（3）机具必须轻便，操作灵活、组装方便,尽量减轻作业人员的劳动强度；（4）带电清扫机具必须能满足变电站内安装高度不同设备的清扫要求；（5）清扫机具必须操作简便，便于检修维护，易损部件少，试用寿命长。一
5、、人工搭绝缘三脚架清扫方法1、原理及结构2004年超高压局开始500kV变电设备带电清扫工作，采用的是人工搭绝缘三脚架的清扫方法。由清扫器、外接式加长杆、落地伸缩支撑杆、电缆盘等组成(见图1)。作业时清扫器的重量完全由落地伸缩支撑杆承担，操作时两人共同用力上举绝缘清扫器，将毛刷盘搭靠在绝缘瓷柱的最高端，将落地伸缩支撑杆的伸缩外管落地支撑，这样便承担了绝缘清扫器的整体重量，大大减轻了操作人员的劳动强度。2、特点从多年的使用情况看，该方法使用的设备简单，重量轻、清扫功率大、操作轻便灵活、清扫效果好；绝缘性能优良、易损零部件少，维护方便、使用寿命长。是一种安全可靠、实用、合理，轻便、灵活的带电清扫器
6、具。目前该方法已经向全省220kV变电站推广使用，每年都完成十多个220kV站的清扫任务。图1：人工搭绝缘三脚架清扫方法3、存在问题但是该方法还是有其不足之处，由于使用人工搭绝缘三脚架，采用加长型带电清扫器开展地电位带电作业，配合的人数量要求较多，一般情况下要求6人一组，劳动强度较大。由于刷头只有两个，一次只能清扫120度的范围，要完整清扫一柱瓷瓶就得变换两到三个位置才能完成360度，所以效率较低。另外由于作业人员都是仰头向上，扫下的灰尘土大多落在脸上身上，作业条件相对不好。二、机械自动清扫方法为了较好地解决人工搭绝缘三脚架清扫方法存在的不足，实现220500kV变电设备带电自动清扫作业，在清
7、扫机的设计、加工及试验和应用方面，做了很多尝试，至2010年具体的自动清扫方案制订完全，确定了实现目标必须解决以下几个关键技术：（1）机具在带电作业中必须保证被清扫设备和带电作业人员人身的绝对安全；（2）机具的绝缘水平应满足高压设备工作电压的要求；（3）清扫高度能达到变电设备的高度；（4）清扫效果好、清扫效率高；（5）变电站内设备密集、通道狭窄，要求机具的体积小巧、操作灵活；（6）处于超高压电位下的工作部件应能安全、灵活地工作。1、自动清扫机结构为满足超高压设备带电自动清扫的要求，设计清扫装置由小型叉车、绝缘清扫机两个部分组成。采用叉车货架和绝缘清扫机的两级升降，保证满足现场设备的清扫高度。选
8、用大功率电动机作为动力源，在无线遥控或有线控制的指令下，动力通过绝缘传动装置带动毛刷在设备瓷件表面高速旋转，清除瓷件表面的污秽，自动完成对变电高压、超高压设备带电清扫的一系列作业，见图2。图2 自动清扫机结构示意图 1 蟹钳形刷盘架 2 绝缘传动部件 3 绝缘升降梯 4 动力箱和控制系统 5 货架 6 小型叉车2、特点绝缘清扫机由动力箱、控制系统、绝缘清扫器等部件组成。绝缘清扫器由绝缘升降梯和毛刷盘组成，绝缘清扫器为装置的主绝缘部件。绝缘清扫机可安装在叉车的货架上，在不使用时可将绝缘清扫机从叉车上拆下，放回带电作业工具房保管，保证机具主绝缘部件不被受潮或损坏。绝缘升降梯具有优良的绝缘性能，同时
9、又具有升降和传动功能，采用玻璃纤维增强型环氧树脂引拔棒组成绝缘升降梯的立柱和传动部件，保证绝缘清扫器的抗弯强度以及在清扫作业中升降和旋转时装置性能的稳定性和可靠性。绝缘升降梯装设有限位开关，当绝缘升降梯升至最高点位置或降至最低点位置时，绝缘梯即自动停止升降，以防止在误操作时损坏机具。设计叉车货架和绝缘升降梯的两级升降，可使机具的最大上升高度达10米，其中带电清扫车升降5米，叉车升降5米，解决了500kV级变电设备的清扫高度问题。该机具在变电站内进行实际带电清扫作业，在清扫设备就位后，清扫一支500kV隔离开关支柱绝缘子仅用3min，即可使绝缘子瓷表面光洁明亮，在清扫速度、清扫质量、安全性能等方
10、面表现出显著的效果。自动清扫机主要技术指标主要指标单位参 数电压等级kV500清扫功率kW5.5叉车型号CPCD15-5清扫机结构高度m3.6绝缘清扫机自重kg450最大清扫高度m10.0装置控制方式有线控制和无线遥控无线遥控距离m30.0毛刷数量个8毛刷旋转速度r/min750绝缘梯升降速度m/min2.50.5工作电源电压三相四线380V交流电源使用环境温度2060使用海拔高度m1000及以下自动机械清扫的机具，刷盘由四组毛刷组成，能全方位的清扫设备瓷件表面，采用大功率的动力源带动毛刷盘旋转，提高清扫效率和清扫效果；同时采用手动控制和无线遥控操作机具的作业，人机脱离进行带电清扫作业，实现5
11、00kV超高压设备带电自动机械清扫作业。它不仅解决了500kV超高压设备停电清扫的难题、防止设备的污闪事故发生、减少经济损失，而且彻底解决操作人员的人身安全、减轻了操作人员的繁重体力劳动强度，4、效果对比从现场的清扫看，操作一台清扫机只需要2个人，比原先的人工脚架清扫方法，在人员上有了较大的减少；各项技术指标都能够满足带电清扫的要求，清扫机就位后，清扫的效率和效果都有了明显的提高。叉车货架的升降和叉车就位等工作除可采用有线控制操作来完成外，还可在远离清扫装置30m范围内进行无线遥控操作，真正实现人机脱离进行带电清扫作业，有效改善了作业条件。对应事先编制的带电清扫作业手册，所列的各项条款均合理有
12、效，能够确保安全。从变电所几类500kV设备支柱的高度尺寸看，清扫机都能够适用。序号设备名称基座高度瓷瓶高度1500kV避雷器450044002500kV隔离开关440052903500kV断路器290059944500kV电压互感器370061505、存在问题及解决办法目前主要的问题是清扫机就位的效率，如果把清扫机停在500kV设备区的水泥道路上，从道路的边缘到500kV设备支柱的中心线距离在2400-2600mm之间，而清扫机从前轮到刷盘的中心只有2000mm，不能实现清扫，只有把清扫机开上草地才能够着设备，所以在就位上花了比较多的时间。近期针对这个存在的问题，最理想的办法是延伸叉车前臂的方案，把原有的叉车前臂向前伸了800mm，通过专业叉车厂的验算，不会影响清扫机的正常使用。这样的话就可以把清扫机停在水泥道路上，有效提高作业效率。
