±660kV直流高压穿墙套管清灰专用工具的研制

±660kV直流高压穿墙套管清灰专用工具的研制

曲文韬、赵 航、 张楷、于鹏

国网山东省电力公司检修公司 ，山东省 济南市 250061

摘要∶ 高压直流穿墙套管作为换流站直流场和阀厅的连接设备,在整个直流输电工程中处于"咽喉"位置.穿墙套管一端位于阀厅内部，一端位于外部。穿墙套管外部由于直流静电作用，长期吸附灰尘，会降低绝缘性能。在雨雪或大雾天气下，可能造成闪络的严重后果。为保证穿墙套管的安全运行，需要定期或脏污情况严重时进行清灰作业。目前对穿墙套管清灰采用人工手工擦拭清灰，清灰速度慢，有极大安全风险。作业人员乘坐的高空作业车距离穿墙套管近，极易误碰设备。本文在清灰作业基础上，研制一种穿墙套管清灰专用工具，利用自动喷洒清洁液和4个旋转清洁头，可快速安全可以在2米距离外对穿墙套管进行清灰，保证清灰作业安全。

关键词：穿墙套管,清灰，闪络，专用工具

0 引言

某±660换流站配置了2个阀厅，每个阀厅各装设一台高压直流穿墙套管，2021年3月带电运行。换流站当地为严重污秽区。投运后，在8月巡视时发现穿墙套管颜色发黑，积污较为严重。在直流系统停电前，进行现场勘察，穿墙套管在外部分长10400mm，直径1550mm，手工擦拭一根穿墙套管需要10小时，极大制约直流系统停电时间。需要研制一款专用的穿墙套管清灰工具，可以快速安全完成清灰作业。

1 穿墙套管清灰现行工艺

（1）对套管进行操作之前，确保其断电并接地。

（2）可使用湿布清除穿墙套管表面污染物，必要时可将异丙醇加到湿布上进行擦拭。

（3）不要使用高压水枪清洗绝缘子。这会损坏绝缘子。

（4）不建议使用三氯乙烷或氯化甲烷作为洗涤剂，因为它们对人员和环境都有危险性。

（5）确保均压罩充分清洁。均压罩上的污染物可能导致飞弧及套管损坏。

（6）工作时需要使用高空车，车体与穿墙套管保持300mm距离。由熟练人员操作，并对车斗边缘用软材料进行包裹防护。

（7）施工完成后清理现场，工完、料尽、场地清。1.2现行工艺缺点：

（1）安全风险：

清洁穿墙套管时需乘坐高空作业车，车体与清洁部位距离很近，且需要频繁更换位置。操作高空车有误碰穿墙套管的风险，必须由熟练人员小心操作。

（2）清灰速度慢：

清洁时只能一人手持清洁布作业，擦拭速度慢。需要10小时有效作业时间方可完成清洁，制约直流系统停电。

（3）清洁效果差

由于乘坐高空车，人工手工清洁，清灰作业存在死角，清洁效果不易达到要求。

基于以上原因，需要研制一款清灰专用工具。

2研制专用清灰工具

2.1整体设计

该装置有两部分组成：

一喷洒洗涤液部分

由储液罐，电机（带偏心轮）、隔膜泵，蓄电池，喷液管道，雾状喷头组成。

隔膜泵由水泵，液体腔和两个单向阀组成。喷液管道装在操作杆内部，采用管道将洗涤液体喷洒在复合绝缘子上。

二是电动清扫部分

该部分由绝缘操作杆，四个球形清扫电刷，电机，开关组成。

操作杆长1.2米，清扫电刷底部装有带弹簧的万向节，可以在一定角度内活动，电源线设置在操作杆底部，可外接220V电源，输出12V直流电源。

电路设置在绝缘杆内部，直接连通顶部的清洁电刷。每个清洁电刷各安装一台小型直流电机，毛刷旋转速度700 r/min -1000 r/min。

开始作业时，打开开关，隔膜泵的电机启动，清洁液沿着操作杆内部的管路，到达雾化喷头喷出。

同步4个清扫电刷启动，电刷头将穿墙套管复合绝缘子片夹在中间，在喷洒清洁液时转动清洁刷，将脏污清扫出去。

2.2清洁液喷洒部分

储液罐内放入专用的复合绝缘子清洗剂，将操作杆喷头对准复合绝缘子。打开开关，启动电动隔膜泵，清洁液通过管路到达雾化喷头，喷洒到绝缘子上。可以迅速清除复合绝缘子及喷涂有RTV涂料绝缘子上的灰尘、油污及其他污垢，清洗后的复合绝缘子达到焕然一新的效果，能延长复合绝缘子的使用寿命。喷头压力小于0.4MPa，对硅橡胶材料没有冲击，对复合绝缘子的憎水性没有影响。

2.3电动清洁部分

由电源、电路、操作杆、开关、4个带直流电机的清洁电刷组成。电路布置在操作杆内部，连接到顶部的清洁电刷，清洁电刷内装有电机，通电后可向外旋转清洁。采用220V电源，转化为12V直流，

角度可自动调节。将复合绝缘子片放入清洁球中后，打开开关，即可进行清洁。

2.4调试使用

在储液罐内放入10L清洁液，将操作杆对准穿墙套管，选定到第一段复合绝缘子位置，打开电机隔膜泵开关，喷出清洁喷雾后。打开清洁电刷开关，将绝缘子片包裹在清洁电刷内部。清洁完第一片后，更换至第二片位置。

3.效果验证

2021年8月20日，在直流系统停电期间，对极2直流穿墙套管进行清灰作业。通过2小时即完成，缩短80%，且操作高空车难度低，极大降低安全风险，具有可靠安全

4结语

穿墙套管是交直流转换的核心设备投运后穿墙套管积灰现象严重,影响设备运行稳定性,传统的人工清灰方式风险高,难度大,耗时长,影响直流输电系统供电时间.通过对清灰作业流程分析,研制出穿墙套管专用清灰工具.

该工具主要由储液罐、电机隔膜泵、操作杆、清洁液管路、雾状喷头、4个电刷清洁球等装置组成,可实现喷洒清洁液和清除扬尘功能,能有效清除穿墙套管积灰,提高检修工作效率，减少清灰作业风险，具有较高的实用推广价值。

参考文献

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作者简介：

曲文韬（1982-），男，高级工程师，现负责巴基斯坦±660kV拉合尔换流站全面工作。

赵航（1987- ），男，工程师，主要从事特高压交直流设备的带电检测与绝缘诊断管理工作。