變電站二次設備帶電清洗關鍵點及溶劑性能分析

韓桂芹

摘 要：變電站二次設備帶電溶劑清洗是近幾年發展起來的清潔維護技術，比傳統的清潔方法存在的優點是：設備不停電、高效，解決了停電維護造成供電緊張的問題。帶電工作的關鍵點是沖洗溶劑的性能及沖洗方法，筆者根據多年二次設備沖洗的經驗，總結出二次設備清洗的注意事項及影響溶劑性能的成分配比。

關鍵詞：二次設備；帶電；溶劑清洗

隨著電子技術的不斷發展，大規模集成電路的出現，全世界引發工業設備的全面電子化、控制自動化。電子設備，特別是精密電子設備的快速增長以及自動化的推廣應用使得相關的維護問題日益突出和重要，傳統的設備維護手段與方法難以適應應用發展的需要，帶電清洗技術應運而生。

變電站二次設備清洗是在通訊設備清洗技術的基礎上發展起來的新技術，因此現在市場上應用的二次設備清洗劑良莠不齊，多與電路板等精密儀器的清洗劑配方相同，清洗方法也相近，但是變電站中的各類二次設備，如繼電器、端子箱、保護屏、控制屏等，由于使用的材料、運行的狀態、所處的環境、電壓的高低等因素不同，在長期的運行過程中將吸附不同的污染物，其形成的原因、化學組成與物理化學性質不同，因此污垢清洗劑與清洗工藝將不同與其他的電子設備，應形成獨特的電力設備帶電清洗技術。

1 溶劑的品質分析

1.1 化學清洗劑的分類

工業污垢的清洗，從原理上可分為物理方法、化學方法和生物清洗三大類[1]，變電站二次設備清洗屬于化學方法，主要借助化學溶劑的反應，溶解、乳化、分散、吸附而清除污垢；根據主要作用和做如下分類：①水。水是生產生活中最常見的清洗劑，由于其成本低廉而被廣泛使用，但是由于二次設備帶電清洗的特殊性，清洗劑中微水的含量應參照變壓器油中水分要求；②有機溶劑。根據相似相溶原理，有機化合物的污垢，使用水沒辦法清洗，則利用烴類、醚、酮等及其混合物清洗，例如變壓器油污及絕緣材料老化、劣化產生的有機污垢等；③酸堿清洗劑。借助于和污垢發生化學反應，是污垢溶劑、分散便于清洗，多是無機酸，具有導電性，帶電清洗一般不用，必要時可以用有機酸堿；④表面活性劑。在清洗劑中含量很少，主要是降低溶劑的表面張力及液/液界面張力，表面張力低的清洗劑才能深入到被清洗物體的細小的罅隙中，得到深度清洗、徹底清潔的效果。同時表面張力高低還事關清洗劑的排水性好壞[2]；⑤吸附劑。通過對污垢的物理吸附或化學吸附而清除污垢的物質；⑥酶制劑?？梢耘c有機污垢發生相應的反應，促進污垢的分解與脫落。⑦其他。根據清洗的環境要求還可以添加其他功能的助劑，如緩沖劑、螯合劑等。

1.2 帶電清洗劑的特殊要求

電力設備污垢的的形成原因和成分很復雜，其化學成分、性能，物理狀態機吸附性質都不同，因此清洗劑一般是多種有機物的混合物，除了滿足去污的能力外，還要保證帶電清洗的安全性能，根據現場清洗的經驗，總結出清洗溶劑應具備以下性能：

1.2.1 清洗能力

電器設備污垢包括灰塵、碳粉、潤滑油脂、硫化物、水分等，既有非極性油污，也有極性油污，根據相似相溶的原理，KB值相近的有機物相容性較好，KB值較低的烷烴易于溶解非極性的礦物油污，KB值較高的鹵代烴易于溶解極性較強的樹脂類污垢。因此在電氣設備清洗劑配方組成上必須將極性溶劑和非極性溶劑復配才能達到較好的清洗效果。低KB值的非極性溶劑主要有烷烴和萜烯，高KB值的極性溶劑主要有苯和各種鹵代烴。根據多年使用經驗，經過復配的電氣設備清洗劑的KB值在70～80時有較好的清洗能力[3]。例如將二氯五氟丙烷、二甲基硅油、己烷、庚烷等烷烴按一定比例混合而成的清洗劑。

1.2.2 絕緣性能

絕緣性能是一項綜合的指標，現在市場應用的帶電清洗劑靜態絕緣強度一般都在35kV以上，但是清洗時清洗劑是噴射在被清洗設備上的，由于污穢的溶解及清洗劑揮發等原因，必然造成沖洗過程中的絕緣降低，這時我們就要考慮動態絕緣的問題。由于現場環境的復雜性，動態絕緣不是一成不變的，我們能做的就是通過清洗方法和清洗劑的配方來控制動態絕緣。

1.2.3 環保與毒性

四氯化碳等鹵代烴、氟利昂等氟氯代烴等是很好的有機萃取溶劑，去污能力強，以往一直是清洗劑的主要成分。高濃度的四氯化碳等鹵代烴蒸氣對粘膜有輕度刺激作用，對中樞神經系統有麻醉作用，對肝、腎有嚴重損害，2003年已經禁止使用，但是市場上部分清洗劑為了清洗效果仍加入一定量的四氯化碳，清洗時一定要帶手套和口罩等個人防護用品。氟利昂的毒性遠低于四氯化碳，但是其可以破壞臭氧層，增加人類患皮膚癌及白內障的幾率，2009年9月17號第15個國際保護臭氧層日，按照《蒙特利爾議定書》的規定，我國將在2010年1月1日全面禁用氟利昂類物質，因此現在含有氟利昂的清洗劑都是不環保的，購買時最好去做一下成分分析。

1.2.4 腐蝕性

帶電清洗劑不應對各種電路中的金屬、非金屬及其氧化物元件有腐蝕作用，原理上清洗劑應該是惰性且中性的，但是去污能力往往與腐蝕性相結合，例如檸烯和蒎烯，其優點是安全無毒、環保、去污能力強、氣味宜人，缺點是對許多橡膠、塑料和油漆有溶解作用，易氧化。像這類原料在電氣設備清洗劑中使用可以提高清洗能力，遮蓋不良氣味，但使用比例不宜大，且應添加抗氧劑。可將電器材料浸泡在清洗劑中觀察其腐蝕性。

1.2.5 表面張力

帶電清洗液還必須具有表面張力低，溶解力高，能從零件表面分隔水分及油污，高毛細血管作用令清洗劑能深入微小縫隙，達到徹底清潔的效能。

1.2.6 其他性能

清洗劑向下流動帶走污穢物，同時自動揮發無殘留。流動及揮發速度過慢，可能設備上會有殘留，流動與揮發過快，可能出現冰凝現象致使動態絕緣降低，設備擊穿，所以清洗劑應具有阻燃性，閃點高，揮發速度適中等特點。

2 清洗關鍵點

電力二次設備是電力系統安全運行的保證，二次設備帶電沖洗的危險點在于：沖洗液的絕緣不能滿足要求導致短路發生事故、沖洗液具有可然性或腐蝕性對運行設備造成另類損傷等。

根據以上分析確認電力系統二次設備帶電沖洗的技術要點和難點：①電沖洗液的絕緣等級和防腐能力要求高；②帶電清洗液的去污能力要求高；③帶電清洗液沖洗后的防污、防氧化效果要求高；④帶電沖洗器的功能和沖洗氣壓要求高；⑤帶電沖洗液及污垢回收技術要求高；⑥帶電沖洗過程中安全措施要求高；⑦清洗操作流程要求嚴格。

2.1 清洗溶劑

上文已經講述了沖洗溶劑的性能要求，溶劑既要具備良好的靜態性能如絕緣強度，去污能力等，還要具備良好的動態性能，如流動性、揮發性及較小清洗溫差范圍，一般△T≤10℃，避免過大清洗溫差造成材質機械應變，現在市場上可以購買的沖洗溶劑安全性能、去污能力都可以滿足要求，購買時主要檢查其環保性能、毒性及腐蝕性。

2.2 清洗工具

一次設備帶電水沖洗是利用高壓水槍噴射的高壓水柱的壓力將附著在瓷瓶上的污穢沖起，再利用純凈水滅弧、絕緣和流動性的結合安全的沖洗掉瓷瓶是上的污垢，但是二次設備的絕緣部分距離短，強度低，易擊穿，因此沖洗工具及方法與一次設備沖洗不相同：噴槍要有壓力但是不能過大，否則容易造成螺絲松動等問題，最好可調；不能直接噴射柱狀液體，否則容易絕緣貫穿，噴灑口可調節噴射液體的狀態，可霧狀可柱狀；二次設備布置密集，隱藏在內部、背部的構件不容易清洗，因此噴頭有兩種，一種是普通的，一種是針狀長噴頭。

2.3 清洗方法及注意事項

和一次設備沖洗一樣，為了防止沖洗流下的污穢造成絕緣擊穿，一般采用先下后上反復回掃的方法沖洗；同時根據不同設備的形狀和污穢等級，我們可以靈活采用射流或霧流清洗，對于普通污垢我們直接射流清洗即可，對于重度的污垢，一般采用先霧狀清洗使污垢相互絕緣，再以柱狀法徹底清洗的方法；沖洗不能對同一個點連續噴射超過10秒鐘，容易造成某點溫度驟降甚至出現冰凝狀態使動態絕緣降低；沖洗時派一人在監控機實時查看報文，發現問題立即通知沖洗負責人采取措施補救；清洗之后等溶劑完全揮發完畢之后才可以離開，出現閃絡立即使用絕緣溶劑柱狀噴射滅弧。

3 結束語

二次設備起到測量、監控、保護等作用，應能對系統中發生的各類故障及異常運行狀態作出正確反映，為了二次設備保持良好的運行狀態，日常維護檢查很重要，而日益增長的用電負荷使得傳統的停電清掃工作很難開展起來，所以這種省時、省力、高效的帶電維護技術將會得到更廣泛的應用。

[參考文獻]

[1]徐寶才，韓富，周雅文.工業清洗劑配方與工藝[M].化學工業出版社.

[2]徐寶才，韓富，周雅文.工業清洗劑配方與工藝[M].化學工業出版社.

[3]朱國梅，王旭明.電器設備清洗劑的品質及組成淺析[J].清洗世界，2006，22（11）.