输电线路绝缘子清洗装置的设计与研究

输电线路绝缘子清洗装置的设计与研究

秦滨慧,安杰,李海山,王宗明,施锡彪,梁江涛,张建飞

云南电网有限责任公司大理供电局 云南 671000

摘要：在户外输电杆塔绝缘子的日常清洗工作中，常常需要多人配合，通过传统的刷子和喷水壶完成绝缘子小面积的清洗工作，此过程十分耗时耗力，而且长时间高空作业带来了不小的安全隐患，因此本文提出一种输电线路专业绝缘子清洗装置的设计方案，通过该装置来降低输电班组成员的工作强度，减少安全隐患，解决实际生产问题。

关键词：输电线路；绝缘子；清洗装置

引言

绝缘子是增加爬电距离的特殊绝缘控件，在输电线路中用来固定带电导体，确保导体与大地之间有足够的距离和绝缘性。但是，绝缘子长期在户外运行，会受到自然环境、工业烟尘以及汽车尾气的污染，容易在绝缘子表面沉积污秽层。在污秽层中往往存在易导电的电解质，在遇到雾、露、雪和毛毛雨等恶劣天气时，会使受潮浸湿，导致绝缘子电气强度下降，严重时会发生污秽闪络放电，简称污闪。在此背景下，设计研究了输电线路绝缘子清洗装置，此装置可以实现对绝缘子污秽层的清洗，降低了污闪事故的发生，并且能够提高绝缘子清洗效率，保证清洗效果以及提高清洗过程的安全性。

1现状分析

随着机械设计理论研究的不断深入以及自动化控制水平突飞猛进的发展，对绝缘子清洗的研究工作也取得了很大的进展。各类输电线路绝缘子清洗装置朝着专业化和智能化的方向发展，不仅仅使绝缘子清洗质量提高，而且能够对不同场合的绝缘子进行清洗。经过儿十年的发展，国内外很多国家对绝缘子清洗装置的研究取得了很大的进展。

我国对绝缘子清洗工作的研究起步较早，从90年代开始，就出现了绝缘子清洗的辅助设备，在之后研究机构又对绝缘子清洗设备的研宄不断深入，研究出适合不同场所绝缘子清洗设备。

2绝缘子清洗方法的研究

在目前绝缘子清洗方法中主要有人工清洗绝缘子、机械清洗绝缘子、高压空气清洗绝缘子、干冰清洗绝缘子以及水清洗绝缘子等方法。

人工清洗只能在停电的情况下对低处的绝缘子进行清洗，清洗工作采用的工具是抹布或者毛刷，人工清洗方式劳动强度较大，工作效率低并且安全系数较低。清洗效也不理想，绝缘子表面盐密度只降低了10%～20%，泄露电流也仅仅降低了20%在实际的清洗过程中，只有在其它方式难以清洗的情况下才采用人工清洗。采用人工清洗的方法，需要对工作人员进行必要培训以确保安全，这就造成了清洗成本的增加；并且在清洗过程中，具有一定的危险性，从而不利于清洗的进行。

机械清洗方法一般是采用专业的清洗工具，通常是使用高压空气并且结合辊刷进行清洗，辊刷由电机带动旋转，辊刷与绝缘子表面接触，同时由高压空气对绝缘子表面进行吹洗，这种清洗方法的缺点是容易出现清洗死角，绝缘子的某些部位清洗不到，以及灰尘在高压空气的吹动下，容易造成二次污染。

高压空气清洗采用空气作为清洗介质，通过高压空气压缩机将压缩空气通过喷头对绝缘子表面进行清洗，此清洗方法工作原理简单，设备简单易操作。但在清洗过程中造成灰尘到处漂浮，灰尘若落到变电站或者输电线路其它设备上，会影响其它设备的性能。

干冰清洗方式是一种新兴的清洗方法，此方法以高压空气作为动力源，通过管道输送千冰颗粒，最后通过喷头把干冰喷到绝缘子表面上，在撞击过程中被清洗的污秽层表面产生热效应破坏了表面污垢的完整性，干冰完成从固态到气态的转变，体积瞬间膨胀800倍，导致污秽层从绝缘子表面脱落。但目前大多数绝缘子是由玻璃或者陶瓷制作而成，喷出的干冰温度为-78.5℃，干冰的低温会对绝缘子性能产生影响，如果对于喷涂有PRTV涂料的绝缘子，会破坏PRTV涂料的完整性，影响绝缘子的性能。

水清洗是采用高电阻率绝缘水作为清洗介质，在高压水泵的作用下通过喷头对电力设备进行清洗的方法。该清洗方式具有成本低、工作效率高、清洁度好的特点。随着对带电水冲洗理论的研宄深入，在2009年颁布了GB13395-2008《电力设备带电水冲洗导则》替代之前的GB13395-1992版标准，这也标志电力设备带电水冲洗进入一个新的阶段，也必将促进电力设备水冲洗的发展。

3清洗装置结构设计

本清洗装置主要包括智能双核机构驱动器、传动轴成、大功率电机、轻量化电源、绝缘操作杆、硬毛刷、小型铝合金喷头、微型水泵，如图1所示。一体双相开关等构成。其中，绝缘操作杆是清洗设备的载体，人工可以手持绝缘操作杆,微型水泵可从背挂式水箱抽水。操作杆底部为电池组提供驱动电力。

图1

杆头两端安有硬毛刷，通过大功率电机驱动硬毛刷洁净绝缘子，从而达到清洁的效果，如图2所示。

图2

4应用效果

输电线路绝缘子清洗装置在实际应用中取得了不错的效果，与传统的作业方式相比，具有以下特点：（1）提高绝缘子清洗的效率。相对比传统的人工清洗以及机械辊刷清洗绝缘子的方法，通过电动刷头自动喷水装置等多重有效组合，有效降低工作难度，在水清洗绝缘子中采用多个喷嘴对绝缘子表面以及内凹槽同时清洗，在清洗装置中，还可以对清洗系统进行垂直升降从而对绝缘子串进行清洗，大大提尚清洗效率。（2）提高绝缘子清洗的质量。与传统绝缘子清洗方法相对比，高压水射流能够对绝缘子的表面和内凹槽的污秽同时进行清洗，清洗质量大大提高。（3）提高工作人员的安全性。对于较高处的绝缘子清洗工作，绝缘子清洗装置采用升降车进行升降作业，操作人员只需使用控制柜对清洗装置进行作业操作，不需要工作人员登高作业。

结束语

本课题研制一种输电线路绝缘子清洗装置，通过该装置能够对绝缘子表面污秽层进行清洗。该装置广泛应用在电力系统的绝缘子清洗中，不仅可以应用在输电线路中，还可以对变电站以及铁路线路中的绝缘子表面污秽层进行清洗。通过对绝缘子表面污秽层的清洗，大大降低了因污秽引起的绝缘子闪络事故，对保证用电安全性和可靠性具有重要作用。

参考文献

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