新型帶電熱水除冰和除污槍的研制

童 誠 李 穩(wěn) 鄒德華 向 云 吳榴心

（國網(wǎng)湖南省電力公司帶電作業(yè)中心，長沙 410007）

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新型帶電熱水除冰和除污槍的研制

童 誠 李 穩(wěn) 鄒德華 向 云 吳榴心

（國網(wǎng)湖南省電力公司帶電作業(yè)中心，長沙 410007）

絕緣子積污或覆冰后其絕緣性能將明顯下降，需要開展帶電水沖洗作業(yè)提高其絕緣性能。作業(yè)人員持普通水槍進行帶電沖洗作業(yè)存在勞動強度大、受天氣限制和安全性低的缺點，本文設計并研制了一種新型帶電熱水除冰和除污槍，其主要由槍嘴、防雨傘群、槍管、絕緣支架、槍體、接地線、槍托、進水管等八部分組成。其具有高絕緣、防水、防雪、耐壓、耐熱和耐腐蝕為一體的功能，可以顯著增加操作人員的安全性和水槍的使用年限，適應于全天氣候下使用，具有極大的推廣應用價值。

帶電作業(yè)；變電站；除冰；除污；高壓水槍

1　案例概況

絕緣子在變電站中主要是保證帶電部件絕緣并對其起機械支持與固定作用，在整個供電系統(tǒng)中有著不可或缺的作用。但長期暴露在污染嚴重的大氣環(huán)境中，很多污染物通過物理的吸附作用沉積在絕緣子表面上，會降低設備絕緣性能，極易造成污閃事故。而污閃跳閘后的重合閘成功率很低，污閃容易發(fā)展成大面積、長時間的惡性停電事故，因此污閃的危害性極大，是威脅電網(wǎng)設備安全運行的主要隱患。

目前我國變電站采用帶電水沖洗車沖洗絕緣子，一般是由操作人員手持普通水槍進行沖洗，存在一定的安全隱患。針對這一問題，研發(fā)一種新型帶電除冰和除污槍，可在不停電的情況下對絕緣子進行除冰、除污，新型水槍因其結(jié)構(gòu)的改進能有效提高作業(yè)人員的安全性。

2　作業(yè)對象介紹

目前變電站內(nèi)絕緣子按照空間姿態(tài)（如圖1所示）可以分為垂直式（支柱式）、傾斜式和水平式3種，根據(jù)材料可以分為瓷絕緣子和玻璃絕緣子兩類。本文以220kV變電站絕緣子為例進行說明，表1為絕緣子參數(shù)索引表。

圖1　變電站的環(huán)境

表1　絕緣子參數(shù)索引表

3　新型高壓水槍設計

3.1總體設計

帶電熱水除冰和除污整套裝置由帶電熱水除冰和除污制水車、高壓沖洗車和高壓水槍組成，本文針對現(xiàn)有高壓水槍結(jié)構(gòu)進行改進，以提高作業(yè)安全性，保障作業(yè)人員生命安全。由于帶電水沖洗作業(yè)的特殊性，所設計裝置應按DL/T 976—2005《帶電作業(yè)工具、裝置和設備預防性試驗規(guī)程》、[2002]777號《電力安全工器具預防性試驗規(guī)程》（試行）、GB/T 16927.1—2013《高電壓試驗技術(shù) 第一部分：一般定義及試驗要求》的相關(guān)要求進行。文中所設計的新型帶電熱水除冰和除污作業(yè)高壓水槍主要由槍嘴、防雨傘群、槍管、絕緣支架、槍體、接地線、槍托、進水管等八部分構(gòu)成，如圖2所示。

圖2　新型高壓水槍結(jié)構(gòu)圖

3.2結(jié)構(gòu)設計

1）槍嘴

采用絕緣材料制作。在帶電除冰和除污工作時，為高純水提供出口。

2）防雨傘群

采用硅橡膠制作，可以防潮、防水、防雪。防雨傘群能有效減少熱量的損失，同時也達到了在惡劣氣候下保證有效絕緣的目的，使水槍能在全氣候下使用。

3）槍管

采用環(huán)氧樹脂玻璃管制作，它具有一定的耐壓、耐熱、耐濕、耐腐蝕等特點，減少了維修成本，增加了水槍的使用年限。槍管長度從 1500～2400mm不等，根據(jù)電壓等級不同，選擇不同的槍管長度和口徑。較長的槍管既可以讓操作人員站在較遠的安全位置進行作業(yè)，也避免了被熱水燙傷。

4）絕緣支架

絕緣支架采用環(huán)氧樹脂玻璃管制作。安裝在槍管下面，用來支撐高壓水槍，由于高壓水槍的后坐力相對較大，操作人員如果長時間用手提著工作，十分吃力，絕緣支架則可以有效解決這個問題。

5）槍體

采用絕緣材料制作。包括水槍槍托和水槍控制開關(guān)，可以對水槍進行控制。

6）水槍接地線

水槍接地線設計在槍體的下方，可以保證槍體有效接地消除泄露電流，這樣既可以保證操作人員的安全又方便操作人員進行帶電熱水除冰和除污作業(yè)。

7）槍托

槍支的柄，位置在槍支末端，其要作用在于減緩或抵消沖洗時高壓水柱出槍所產(chǎn)生的沖擊力，使得沖洗作業(yè)人員能保持穩(wěn)定的沖洗范圍。

8）進水管

與高壓沖洗車連接后，為高純水提供進入水槍的通道。

3.3工作原理

變電站帶電熱水除冰和除污作業(yè)主要是通過“過濾-加熱-滲透-除鹽-加熱”方式，將水制成高純度、高溫的熱水。作業(yè)時將絕緣高壓水槍對準變電站履冰設備，由下往上進行除冰工作和除污工作，二者可同時完成，如圖3所示。帶電除污作業(yè)只需對水進行“過濾-滲透-除鹽”，減少“加熱”步驟。當溫度較高的熱水對絕緣子表面覆冰進行近距離高壓沖洗時，覆冰爆裂并與絕緣子分離，繼而在水流作用下被清除，同時達到清洗絕緣子表面，提高絕緣子的絕緣性能。

圖3　沖洗作業(yè)演示示意圖

本文所設計的新型高壓水槍主要有益作用為：

1）增強了人與帶電體間的絕緣強度，提高了作業(yè)安全性。

2）水柱的長度減小，保證了出水的壓力，提高沖洗效率。

4　變電站帶電熱水除冰和除污作業(yè)步驟

1）將高純水制水車移動到變電站的水箱或消防栓附近。

2）對消防栓內(nèi)的積水清除后，安裝源水進水管。

3）人工對加藥箱的藥量進行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果添加藥量。

4）人工檢查加壓水泵系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、過濾及反滲透系統(tǒng)的是否正常。

5）如果檢查出問題，應立即進行相應處理，如果一切正常，則引入自來水，進行高純水的制作。

6）利用高純水制水車的過濾凈化系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)對自來水進行過濾、加熱、去離子等處理。

7）通過監(jiān)測儀表檢測所制得的高純水的水質(zhì)，如果不達標，自動閉鎖出水口并將重復步驟6）；如果水質(zhì)達標，出水口解除閉鎖。

8）將制作的高純水連接到高壓沖洗車上，并將高壓水泵槍接好，同時對設備及槍口進行可靠接地。

9）作業(yè)人員穿戴好安全防護用具，啟動高壓泵，調(diào)節(jié)好出口壓力，檢測槍口水電阻率。

10）作業(yè)人員站在符合安全距離的位置，操作水槍對準被沖洗設備，由下向上進行沖洗。

5　結(jié)論

本文設計并制作了一種新型帶電沖洗高壓水槍，其主要由槍嘴、防雨傘群、槍管、絕緣支架、槍體、接地線、槍托、進水管等八部分組成。它具有高絕緣、防水、防雪、耐壓、耐熱、耐腐蝕為一體的功能，可以顯著降低作業(yè)勞動強度，增加操作人員的安全性和水槍的使用年限，適應于全天氣候下使用。

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童 誠（1986-），男，湖南省長沙市人，本科，工程師，主要研究方向為變電站和輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)。