一種配網新型帶電除塵裝置的研究

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

配電變壓器、環網柜及絕緣子等設備長期運行容易積聚灰塵等污物，導致絕緣降低，容易引發相間短路、接地等故障。因此為了保障電網安全穩定運行，需要定期對配電設備進行除塵。常規吸塵器在除塵過程中，灰塵氣流容易導電，氣流流過手持部位有觸點風險，同時由于配網設備相間距離小，帶電水沖洗等方式無法應用，現在采用的傳統除塵方法是停電清掃，大大降低了供電可靠性，不利于提升營商環境。

本文在詳細研究了帶電作業要求的基礎上，設計了一種配網新型帶電除塵裝置，在不停電的情況下對配電設備進行除塵，確保設備安全運行，提升供電可靠性。

1 系統結構設計

為了滿足防誤測量的需求，此次研制的裝置著重考慮了幾個方面技術要求：①工作人員能夠與配網帶電設備絕緣。②無線控制。③能適應不同形狀、不同環境的帶電除塵要求，操作簡單。

基于以上考慮，配網新型帶電除塵裝置主要由CPU控制器模塊、系統電源、無線收發模塊、繼電器開關電路、電機和電機驅動組成，如圖1所示。

圖1 裝置原理框圖

單片機MSP430G2553，是控制核心，主要控制電機的轉速，通過電阻分壓，單片機內部AD檢測電池電壓；中空軸直流無刷電機，型號為GM6020，該電機內部集成電機驅動，中空軸便于傳導氣流，用于除塵；電調型號為HW-60 a，用于驅動渦輪電機；系統電源由2節18650鋰電池和穩壓芯片LM7805組成，給系統供電。雙LED指示燈，用于指示電池電量，單片機內部AD檢測電池電壓，電壓低于5.6V時，紅色LED指示燈點亮，電池電壓高于5.6V綠色LED指示燈點亮；無線收發模塊型號是ATK-LORA-01，能夠接收到無線遙控發出的開關信號，控制單片機和電機的模式。

2 裝置外觀結構設計

如圖2所示，①毛刷頭。②中空軸電機。③集塵裝置。④渦輪電機。⑤鋰電池。⑥電路板。⑦無線接收模塊。⑧排氣孔。⑨螺紋旋轉接頭。⑩實心絕緣桿。橡膠把手。

圖2 外觀結構圖

3 系統軟件設計

系統主程序的初始化主要包括：單片機I/O口初始化、時鐘初始化、串口UART初始化，定時器初始化、AD初始化以及相關變量的初始化。初始化完成后，啟動串口UART。為了滿足裝置的低功耗設計，定時20 ms喚醒CPU，檢測電池電壓和無線指令。若檢測到電機工作指令，單片機發出控制信號，由電機驅動啟動電機，達到吸塵目的。若電池電壓低于設定閾值，則表明電池欠壓，發出LED紅色欠壓報警信號，提醒用戶充電。系統不斷重復上述程序過程。系統程序流程見圖3。

圖3 系統程序流程圖

4 電力作業現場試驗與結論

試驗裝置制作測試完畢后，在電力作業現場進行了試驗。根據電業安全工作規程DL408-91，如表1所示，10 kV設備不停電時的安全距離為0.7 m。

表1 設備不停電時的安全距離

本文所研制的裝置的絕緣桿長1.2 m，滿足工作規程。具體的操作步驟如下：①鋰電池給系統供電，工作人員按下開關。②單片機檢測電池電壓在正常范圍內，LED電源指示燈點亮。③單片機檢測無線指令后發出控制信號到電調，控制渦輪電機工作。④單片機發出控制信號到中空軸直流無刷電機，控制無刷電機工作。⑤毛刷清掃設備灰塵，并吸收到集塵倉內。⑥除塵完畢，移開裝置遠離帶電設備，關閉開關，倒出集塵倉，灰塵等雜物。

5 結語

本文研制配網新型帶電除塵裝置在實際運用中，試驗試驗效果良好，這種新型測量防誤裝置設計簡便實用，能很快融入10 kV帶電除塵作業中，確保了設備安全運行，提升了供電可靠性。