0 引言

随着重工业产业在内蒙古自治区西部地区快速发展，引发的污染问题日益严重，输变电设备因污染导致的污闪事件越来越多。变电站设备发生污闪事故极易导致大面积停电，损坏设备、损失供电量，严重影响电网稳定性，因此重污秽地区的防污闪治理工作越来越重要性。除传统的增加爬电距离、复合绝缘化改造、喷涂防污闪涂料等技术，带电水冲洗作业技术对户外绝缘子的清洁更为简便易行，既能达到防污闪治理的基本要求，又能保证连续不断供电，减少停电时间和次数，并且减少倒闸操作次数，降低运行人员工作量，带来较大的经济和社会效益^[1]。对此，本文详细介绍了乌海电业局在110 kV西来峰变电站开展变电设备带电水冲洗作业情况，对比分析作业数据，达到了预期效果，该项技术可在重污秽地区推广应用。

1 乌海电业局变电设备防污闪工作面临的问题

乌海市是内蒙古自治区西部一座以煤炭和化工产业为主的工业城市。受经济发展的进程及负荷需求影响，乌海电业局大部分变电站建于工业园区内或附近，大量成分复杂的金属尘埃长时间沉积于户外电力设备表面，在遇到雾、露、雨等潮湿天气，以及融冰、融雪时，绝缘子表面污秽物吸收水分致使污秽层中的电解质溶解，造成设备外绝缘水平下降，极易发生污闪事故。

目前，乌海电业局变电设备主要的防污闪措施是在瓷质绝缘子表面喷涂PRTV防污闪涂料，其效果受所用涂料的质量、喷涂作业时的天气状况、喷涂作业人员的工艺水平以及地区环境因素影响极大。部分变电站已喷涂防污闪涂料的设备在1 a后复测盐密值依然较高。例如，处在乌达工业园区（E级污区）的220 kV顺达变电站、五福变电站户外一次设备于2015年10月重新喷涂RTV-Ⅱ型防污闪涂料，但在2016年7月对该类设备进行盐密测试时，平均盐密值仍然高达0.33 mg/cm²，充分说明在重污秽地区，目前所使用的防污闪涂料不能保证其应有的自洁能力。因此，该地区变电站户外一次设备喷涂防污闪涂料后，仍需每年安排2次停电进行全面清扫。仅上述两变电站每年安排计划停电清扫需完成的倒闸操作就需操作票项12 000余项；受网架结构限制，2次停电分别需控制负荷平均约400 MW，损失电量约10 GWh；受到变电站设备较多、停电时间及电网方式等原因的限制，每次作业过程中无法对所有停电设备进行及时清扫；另外，为避免破坏绝缘子表面较薄涂层，检修人员对已喷涂设备仅是用软毛巾轻微擦拭，并不能完全将附着在涂料表面的脏污物处理干净，导致变电站设备防污闪治理工作不彻底，发生污闪故障的隐患仍然存在。2011年和2015年，乌海电网分别发生了2次因上述原因造成的变电站母线侧设备污闪事故，说明防污闪工作仍存在薄弱之处。

在此背景下，乌海电业局提出采用设备带电水冲洗技术，进一步完善防污闪治理的手段，有效解决清扫不彻底导致的设备污闪问题。

2 带电水冲洗技术

带电水冲洗作业是用压力水柱清洗电力设备电瓷外绝缘的一种地电位带电作业方式。其原理是利用高电阻率、高密集度、高流速的水柱将电气设备外绝缘表面沉积的污秽物冲洗干净，达到快速恢复绝缘的目的^[2]。

2.1 带电水冲洗作业的一般要求

带电水冲洗作业一般应在良好天气时进行。风力大于4级，气温低于-3 ℃，或雨、雪、雾、雷电及沙尘暴天气时不宜进行。作业时，操作人员应穿戴合格的绝缘手套、绝缘靴。带电水冲洗作业前应掌握绝缘子脏污情况，当盐密值大于最大临界盐密值时^[3]，一般不宜进行水冲洗。《Q/GDW 1799.1-2013国家电网公司电力安全工作规程变电部分》要求带电水冲洗的水电阻率一般不低于1500 Ω·cm，冲洗220 kV变电设备水电阻率不低于3000 Ω·cm，具体要求见表 1所示^[4]。

每次冲洗作业前都应用合格的水电阻表测量水电阻率，应从水枪出口处取水样进行测量。水枪喷嘴应可靠接地，水枪喷嘴与带电体之间的水柱长度不得小于表 2的规定^[5]。

2.2 带电水冲洗作业的限制条件

（1）避雷器及密封不良的设备不宜进行带电水冲洗。

（2）有零值及低值的绝缘子及瓷质有裂纹时，一般不可冲洗。

（3）电力系统异常运行时（如母差保护停用，倒闸操作时，带单相接地故障运行时）禁止进行带电水冲洗。

（4）绝缘子表面盐密值超过表 1数值时，不宜进行水冲洗。

（5）伞裙间距小的（密裙）设备严格控制其表面盐密值，否则必须采取措施后再冲洗。

（6）冲洗作业人员或变电站运行人员基于现场实际情况，认为存在安全隐患的，不宜冲洗。

3 乌海电业局变电站设备带电水冲洗作业实例

乌海电业局2016年7月对地处西来峰工业园区（E级污区）的西来峰变电站110 kV设备进行了带电水冲洗作业。

3.1 作业前现场准备工作

带电水冲洗作业人员必须了解现场运行方式，进入现场前应办理带电作业工作票，变电运行人员熟悉应急预案及措施。作业前在冲洗设备区装设临时围栏，防止工作人员擅自扩大工作范围。对变电站带电水冲洗范围内及相邻设备的端子箱、机构箱、观察窗进行全面检查，对密封不严的设备进行包裹，避免水进入端子箱、机构箱造成直流接地或一次设备跳闸。作为安全保障措施，要求作业人员检查水泵电源有无防漏电、相间短路、漏电保护的措施，冲洗设备有无可靠接地。是否准备好备用发电机及备用水枪，并能随时启动，以防冲洗过程突然断电或水泵发生故障而中断作业导致污闪事故发生。

3.2 设备紫外探伤测试

该测试共进行3次。作业前主要为获取带电设备电晕分布信息，确定电晕准确位置和电晕强度，根据电晕位置和电晕强度发现设备是否存在缺陷及表面污秽程度，为带电水冲洗作业提供重要依据。冲洗过程中实时进行紫外成像拍摄、观察被冲洗设备有无放电现象，避免出现污闪事故。作业完成后，对设备表面再次进行紫外探伤检测，确保设备运行正常。

3.3 盐密测试

该测试共进行2次。冲洗作业前测试是为了确定设备污秽程度，判断是否满足带电冲洗要求。冲洗后进行测试，是为了检查冲洗效果是否达到冲洗的目的。

3.4 带电清扫作业

对于盐密值较高不具备直接带电水冲洗的设备，先进行逐层逐片带电清扫，清扫完毕后，再次进行盐密测试，判断是否具备带电水冲洗条件，如不具备，再次进行清扫，直至达到可冲洗的条件。通过对西来峰变电站110 kV设备进行带电清扫，将盐密值由0.38 mg/cm²降至0.15 mg/cm²，具备带电水冲洗条件。

3.5 带电水冲洗作业

在达到规程规定允许的盐密值后，开展带电水冲洗作业。带电水冲洗根据设备类型、现场布置等情况选择合适的冲洗方法。西来峰变电站110 kV设备冲洗时采用四枪组合、一冲三回的冲洗方式进行作业，四枪分别以90°站位（见图 1），从绝缘子底部逐层逐片开始冲洗至1/3处，回扫到底部。再由底部从下至上逐层逐片清洗至绝缘子瓷质部分2/3处，回扫到底部。再由底部逐层清洗到顶部。回扫过程是防止被冲洗设备表面出现污水线导致闪络。冲洗时要注意风向，先冲下风侧，后冲上风侧，注意冲洗角度，严防临近绝缘子在溅射的水雾中发生闪络。

3.6 冲洗效果

2016年7月22日至7月25日，对西来峰变电站110 kV设备进行带电水冲洗后，设备盐密值由冲洗前的0.15~0.1 mg/cm²降为0.016~0.019 mg/cm²，设备污秽等级由原来的Ⅳ级降为Ⅰ级，有效降低了发生污闪故障的可能，达到了防污闪治理的预期效果。

西来峰变电站通过此次带电水冲洗作业，避免了该站110 kV母线及相关的220 kV伊和变电站、220 kV卧龙岗变电站、用户乌海黑猫炭黑有限责任公司自备电厂停送电倒闸操作，减少了检修人员清扫工作量。且对今后进行带电水冲洗作业的工艺、冲洗时间进行固化与量化，规范了带电水冲洗现场的工作流程。

4 带电水冲洗作业优势

带电水冲洗作业虽然限制条件较多，但由于具有提高供电可靠性、节约劳动成本、保证供电量等特点，具有较高的推广价值。

（1）可有效降低污闪故障发生的可能。对于处在重污秽地区的变电站目前采用的喷涂RTV-Ⅱ型防污闪涂料和停电清扫方法已经不能满足变电站防污闪故障的要求，带电水冲洗作业可以无死角的对变电站设备进行冲洗，可做为重污秽地区变电站防污闪的有效补充措施之一。

（2）可提高供电可靠性，减少用户停电时间和停电次数。带电水冲洗作业可以有效避免因设备清扫和污闪故障造成的对用户停电，尤其对于重污秽地区的变电站，避免了每年至少1次的停电清扫，同时降低了运行和检修人员在倒闸操作和清扫过程中的安全风险。

（3）可以不受运行方式和停电范围的限制，多次开展冲洗工作，带电水冲洗作业采用不停电作业方式，在1 a之内可以根据设备污秽程度开展多次作业，避免设备发生污闪故障，可以作为防污闪工作日常手段之一。

（4）目前乌海地区架空输线路防污闪措施主要采取安装大爬距绝缘子和定期开展清扫，但对于部分网架结构不合理的变电站，当停1条进线线路时，需对该站用户进行限电，以满足电网稳定性的要求。而带电水冲洗可以在线路不停电条件下进行线路防污闪工作，减少对用户限电的次数。

（5）随着机器人智能化程度的提高，采用机器人代替人工进行带电水冲洗作业，不仅能避免人员作业危险，还可以对人工不能涉及的部位进行作业，扩大带电水冲洗的实施范围。