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带电喷涂防污闪涂料的技术经济分析

  1 概述
  
  在电力系统中由于电网污闪事故所涉及的范围广、停电时间长,严重威胁输变电设备的安全运行,给国民经济造成了巨大的经济损失,因此电网的污闪问题一直是困扰电力事业发展的重要课题,如何有效的解决电网污闪问题已经成为保证电力系统安全生产的重要工作。
  
  20世纪80年代我国从国外成功引进一种用于电力系统外绝缘设备的室温硫化硅橡胶涂料(RTV涂料),在国内得到广泛的推广与应用,大量的实践证明,在电气设备外绝缘涂覆RTV涂料是一种最经济、最有效的防污闪事故的措施。
  
  目前我们国内RTV涂料的涂覆作业都是在施工现场停电,被涂覆电气设备无电压情况下进行涂覆作业,并且要求施工时天气晴好、无风沙、无扬尘、空气干燥、温度适宜、无霜、无雪、无雨露的条件下施工,方能保证涂覆效果。
  
  如果能研制一种可以在电气设备带电的情况下现场不用停电的条件下进行涂覆作业的新型安全型防污闪涂料,并研发一套与其配套的安全作业工具即可实施防污闪涂料的带电喷涂作业。
  
  实施带电喷涂作业可以让位于其他必须停电作业的工作项目,不与其他工种争夺可贵的停电时间与有限的作业空间,保证其工作效能的充分发挥与质量的提升。
  
  可以充分有效地选择良好的气候条件进行涂覆作业,保证涂料的涂覆质量,因为停电作业的时间不一定赶上适合涂覆作业的理想气候条件。
  
  最重要的是可以减少因停电而造成的重大的经济损失。带电喷涂防污闪涂料技术的推广与应用具有广泛的社会效益与巨大的经济价值。
  
  2 防污闪涂料涂覆作业的条件及施工要求
  
  按照国家电网公司的要求及相关标准的规定对电力设备外绝缘防污闪涂料的涂覆有以下要求:
  
  (1)施工前施工单位应按照DL408、DL409《电业安全工作规程》及其它有关文件要求办理手续,且施工过程应严格按安全规程的要求进行。
  
  (2) RTV涂料应避免在起雾、凝露、降水、降雪等潮湿气象条件及风沙气象条件下施工,施工温度不得低于-20℃。
  
  (3) 施工前绝缘子表面应清洗干净且处于干燥状态。对于油渍等影响RTV附着力的污物应采用合适的清洁剂或清洗程序进行处理,严禁使用表面活性剂等具有脱模作用的清洗剂。禁止使用强氧化性清洗剂。
  
  (4) 对漏油设备,应将漏油缺陷处理完毕,并清除染油部后再进行涂覆。
  
  (5) 对RTV涂料的运输、贮存都有的规定,对涂层的厚度及涂层的外观质量都有明确的要求。
  
  (6) 依据电力设备运行的需要和保证电力设备长期的防污闪性能的前提,对RTV涂料的基本性能有严格的要求。要求RTV涂料要具备优异的电气性能(介电强度、绝缘性能、耐漏电性能、电阻率等);理化性能(机械强度与阻燃性);硫化时间及优异的憎水性能;耐腐蚀性、耐污闪特性、耐老化性及无毒性等要求。
  
  3 带电涂覆作业的基本要求及可行性分析
  
  带电涂覆作业,除应满足停电涂覆作业的全部要求外,尚应满足带电作业情况下的特殊要求。
  
  3.1 带电涂覆作业的安全保证
  
  带电涂覆作业中,对施工人员的安全保证。首先应严格按电力行业标准DL408《电力安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》及DL409《电业安全工作规程(电力线路部分)》有关规定执行。
  
  带电涂覆RTV涂料的作业,是采取地电位带电作业方式,为了保证涂覆施工人员的安全是第一位的,为了确保操作人员的安全,保证涂覆施工作业工具的绝缘水平和作业人员与带电体的安全距离是最重要的环节。
  
  为此,用绝缘材料制作了空芯的、可联接组合的绝缘桿,以适应不同的作业高度与电压等级的需要。空芯用来输送压缩空气,操作杆的上端可安装不同的可更换的工作机具(清扫机具或喷涂机具)。为了保证安全,压缩空气进入操作杆内腔前需进行净化(过滤除去导电杂质)、干燥(用吸湿剂)等处理过程,以保证空气具有良好的介电性能。
  
  为了保证电气系统的运行安全与电气设备不受损坏,而采取的安全措施,主要是从RTV涂料的性能上进行改进。
  
  RTV涂料虽已具备优异的理化指标及可靠的电气及机械性能,用于停电涂覆作业是没有问题的,但是用于带电条件下作业必须进行认真的分析。
  
  RTV涂料的溶剂为石油醚,石油醚为石油制品,为易燃、易爆物质,因此,RTV涂料亦具有易燃、易爆的性质,用RTV涂料在带电情况下进行喷涂,RTV涂料在雾化条件下,在超高压带电设备的泄漏电流或电晕等意外火花作用下很可能引起燃烧或爆炸等严重后果。
  
  首先要解决涂料在喷涂过程中,在雾化条件下不燃烧、不爆炸的要求,为此,更换了涂料的溶剂,用三氯乙烷替代了石油醚,研制了ESPRTV涂料,解决了易燃、易爆的难题,使带电喷涂成为可能。
  
  3.2 保证涂覆质量的措施
  
  可以有选择地利用良好的适于涂覆作业的气候条件下进行涂覆施工,避开恶劣的天气,这是保证施工质量的前提。
  
  研制专用的绝缘清扫工具,既保证作业安全,又保证清扫质量,满足电气设备涂覆的预处理要求,主要的方法是采用气动毛刷清扫。
  
  利用高效的喷涂器具,保证喷涂均匀,保证涂层厚度及涂层完整,不漏涂。
  
  4 带电涂覆的技术意义及经济价值
  
  带电涂覆防涂料技术,是防污闪涂料涂覆作业施工方法的创新,是带电作业技术的一个新的工作内容,有待于今后进一步的总结经验,改进与提高。带电涂覆作业的实施,为电力系统防污闪措施的进行增强了主动性,提高了施工作业的自由度。
  
  4.1 带电涂覆防污闪涂料作业的优点
  
  在电力系统计划停电作业期间,不与其他停电作业项目争时间、抢空间、让位于其他工种,保证其停电作业工作顺利进行。
  
  涂覆作业时,有充分选择涂覆作业气候条件的机会,保证防污闪涂料的涂覆质量。
  
  4.2 经济效益
  
  最主要的意义在于可以减少因停电作业而造成的巨大的经济损失。以一座1000MVA的变电站为例,如果该变电站为涂覆防污闪涂料,需停电8小时(扣除停电前的准备与送电后的整理时间),假设该变电站的功率因数(cosφ)为0.8,该变电站八小时施工作业停电的时间少供电640万kWh,如果按每kWh电量创造GDP 5元估算,则影响GDP价值为3200万元。
  
  我国变电站的容量约为该变电站的几千倍,输电设备的容量更大,经济极其可观。
  
  5 结论
  
  带电涂覆技术的推广有着巨大的经济价值和显著的社会效益,具有广泛的推广前景和巨大的市场潜在商机,一项新的技术需要不断地完善、改进与提高。
  
  5.1 施工作业机具的改进
  
  在确保绝缘操作杆绝缘水平与机械强度的基础上,最大限度地减轻操作杆的重量,增强操作刚性(减少弯曲程度与挠性),可以增加作业高度,以适应更高电压等级的施工作业要求。
  
  5.1.1 喷涂机具的改进措施 开始进行带电喷涂作业时,是在操作杆的上端安置普通喷漆用的通用型喷枪, 喷枪与贮罐组装为一体式结构。由于贮罐而增加了操作杆上部的重量,操作杆加长后,杆的弯曲度很大,操作起来非常不方便,再加之贮罐的容积有限,增加涂料很麻烦,影响了施工效率。
  
  改进方案:采用喷枪与贮罐分体式的结构,操作杆上部只安置喷枪,贮罐置于下部(可置于地面或挂于构架上),贮罐的容积可加大,减少添加涂料的次数,以压缩空气的压力将涂料输送到喷枪处,既减轻了杆上部的重量,又加大了罐体的容积,改善了作业条件,提高了喷涂施工效率。
  
  5.1.2 带电清扫装置的改进方法 以前的清扫机具是以压缩空气为能源,以空芯操作杆的内腔为输气管路,以气动马达为动力,带动轮型毛刷进行绝缘子表面的清扫作业。实践证明气动马达的输出转矩太小,清扫效果不理想。
  
  改进方法:用电动机(手电钻)为动力,以电能为能源,用绝缘材料制成传动轴,通过操作杆的空芯,将电动机的转矩传递到毛刷盘上,完成清扫工作,由于电动机的转矩比气动马达大得多,固而清扫效果理想。关键是每节操作杆之间的连接要处理好,我们是采取挠性连接方式,解决操作杆弯曲情况下的转矩传动问题。
  
  5.2 ESPRTV涂料的改进
  
  ESPRTV涂料,是在带电条件下保证施工作业安全的重要环节,应保证涂料在带电喷涂过程中在雾化条件下不燃烧、不爆炸,在带电情况下无闪络,因而,把涂料的溶剂由石油醚改为三氯乙烷,但三氯乙烷对环境有不良影响,从保护环境的理念出发,拟将三氯乙烷溶剂改为新型、环境友好型的MC-318复合溶剂。
  
  总之,一项新技术的推广,将有很长的路要走,今后我们将付出巨大的努力,使这项技术更加成熟与完善,为电力系统的防污闪斗争出力,为我国电力事业的大发展努力,为展现我国“十二五”的目标做贡献。

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