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帶電噴涂防污閃涂料的技術經濟分析

發布時間:

2017-02-16 13:59

帶電噴涂防污閃涂料的技術經濟分析

1 概述
  在電力系統中由于電網污閃事故所涉及的范圍廣、停電時間長,嚴重威脅輸變電設備的安全運行,給國民經濟造成了巨大的經濟損失,因此電網的污閃問題一直是困擾電力事業發展的重要課題,如何有效的解決電網污閃問題已經成為保證電力系統安全生產的重要工作。
  20世紀80年代我國從國外成功引進一種用于電力系統外絕緣設備的室溫硫化硅橡膠涂料(RTV涂料),在國內得到廣泛的推廣與應用,大量的實踐證明,在電氣設備外絕緣涂覆RTV涂料是一種最經濟、最有效的防污閃事故的措施。
  目前我們國內RTV涂料的涂覆作業都是在施工現場停電,被涂覆電氣設備無電壓情況下進行涂覆作業,并且要求施工時天氣晴好、無風沙、無揚塵、空氣干燥、溫度適宜、無霜、無雪、無雨露的條件下施工,方能保證涂覆效果。
  如果能研制一種可以在電氣設備帶電的情況下現場不用停電的條件下進行涂覆作業的新型安全型防污閃涂料,并研發一套與其配套的安全作業工具即可實施防污閃涂料的帶電噴涂作業。
  實施帶電噴涂作業可以讓位于其他必須停電作業的工作項目,不與其他工種爭奪可貴的停電時間與有限的作業空間,保證其工作效能的充分發揮與質量的提升。
  可以充分有效地選擇良好的氣候條件進行涂覆作業,保證涂料的涂覆質量,因為停電作業的時間不一定趕上適合涂覆作業的理想氣候條件。
  最重要的是可以減少因停電而造成的重大的經濟損失。帶電噴涂防污閃涂料技術的推廣與應用具有廣泛的社會效益與巨大的經濟價值。
2 防污閃涂料涂覆作業的條件及施工要求
  按照國家電網公司的要求及相關標準的規定對電力設備外絕緣防污閃涂料的涂覆有以下要求:
  (1)施工前施工單位應按照DL408、DL409《電業安全工作規程》及其它有關文件要求辦理手續,且施工過程應嚴格按安全規程的要求進行。
  (2) RTV涂料應避免在起霧、凝露、降水、降雪等潮濕氣象條件及風沙氣象條件下施工,施工溫度不得低于-20℃。
  (3) 施工前絕緣子表面應清洗干凈且處于干燥狀態。對于油漬等影響RTV附著力的污物應采用合適的清潔劑或清洗程序進行處理,嚴禁使用表面活性劑等具有脫模作用的清洗劑。禁止使用強氧化性清洗劑。
  (4) 對漏油設備,應將漏油缺陷處理完畢,并清除染油部后再進行涂覆。
  (5) 對RTV涂料的運輸、貯存都有的規定,對涂層的厚度及涂層的外觀質量都有明確的要求。
  (6) 依據電力設備運行的需要和保證電力設備長期的防污閃性能的前提,對RTV涂料的基本性能有嚴格的要求。要求RTV涂料要具備優異的電氣性能(介電強度、絕緣性能、耐漏電性能、電阻率等);理化性能(機械強度與阻燃性);硫化時間及優異的憎水性能;耐腐蝕性、耐污閃特性、耐老化性及無毒性等要求。
3 帶電涂覆作業的基本要求及可行性分析
  帶電涂覆作業,除應滿足停電涂覆作業的全部要求外,尚應滿足帶電作業情況下的特殊要求。
    3.1 帶電涂覆作業的安全保證
  帶電涂覆作業中,對施工人員的安全保證。首先應嚴格按電力行業標準DL408《電力安全工作規程(發電廠和變電所電氣部分)》及DL409《電業安全工作規程(電力線路部分)》有關規定執行。
  帶電涂覆RTV涂料的作業,是采取地電位帶電作業方式,為了保證涂覆施工人員的安全是第一位的,為了確保操作人員的安全,保證涂覆施工作業工具的絕緣水平和作業人員與帶電體的安全距離是最重要的環節。
  為此,用絕緣材料制作了空芯的、可聯接組合的絕緣桿,以適應不同的作業高度與電壓等級的需要??招居脕磔斔蛪嚎s空氣,操作桿的上端可安裝不同的可更換的工作機具(清掃機具或噴涂機具)。為了保證安全,壓縮空氣進入操作桿內腔前需進行凈化(過濾除去導電雜質)、干燥(用吸濕劑)等處理過程,以保證空氣具有良好的介電性能。
  為了保證電氣系統的運行安全與電氣設備不受損壞,而采取的安全措施,主要是從RTV涂料的性能上進行改進。
  RTV涂料雖已具備優異的理化指標及可靠的電氣及機械性能,用于停電涂覆作業是沒有問題的,但是用于帶電條件下作業必須進行認真的分析。
  RTV涂料的溶劑為石油醚,石油醚為石油制品,為易燃、易爆物質,因此,RTV涂料亦具有易燃、易爆的性質,用RTV涂料在帶電情況下進行噴涂,RTV涂料在霧化條件下,在超高壓帶電設備的泄漏電流或電暈等意外火花作用下很可能引起燃燒或爆炸等嚴重后果。
  首先要解決涂料在噴涂過程中,在霧化條件下不燃燒、不爆炸的要求,為此,更換了涂料的溶劑,用三氯乙烷替代了石油醚,研制了ESPRTV涂料,解決了易燃、易爆的難題,使帶電噴涂成為可能。
    3.2 保證涂覆質量的措施
  可以有選擇地利用良好的適于涂覆作業的氣候條件下進行涂覆施工,避開惡劣的天氣,這是保證施工質量的前提。
  研制專用的絕緣清掃工具,既保證作業安全,又保證清掃質量,滿足電氣設備涂覆的預處理要求,主要的方法是采用氣動毛刷清掃。
  利用高效的噴涂器具,保證噴涂均勻,保證涂層厚度及涂層完整,不漏涂。
4 帶電涂覆的技術意義及經濟價值
  帶電涂覆防涂料技術,是防污閃涂料涂覆作業施工方法的創新,是帶電作業技術的一個新的工作內容,有待于今后進一步的總結經驗,改進與提高。帶電涂覆作業的實施,為電力系統防污閃措施的進行增強了主動性,提高了施工作業的自由度。
    4.1 帶電涂覆防污閃涂料作業的優點
  在電力系統計劃停電作業期間,不與其他停電作業項目爭時間、搶空間、讓位于其他工種,保證其停電作業工作順利進行。
  涂覆作業時,有充分選擇涂覆作業氣候條件的機會,保證防污閃涂料的涂覆質量。
    4.2 經濟效益
  最主要的意義在于可以減少因停電作業而造成的巨大的經濟損失。以一座1000MVA的變電站為例,如果該變電站為涂覆防污閃涂料,需停電8小時(扣除停電前的準備與送電后的整理時間),假設該變電站的功率因數(cosφ)為0.8,該變電站八小時施工作業停電的時間少供電640萬kWh,如果按每kWh電量創造GDP 5元估算,則影響GDP價值為3200萬元。
  我國變電站的容量約為該變電站的幾千倍,輸電設備的容量更大,經濟極其可觀。
5 結論
  帶電涂覆技術的推廣有著巨大的經濟價值和顯著的社會效益,具有廣泛的推廣前景和巨大的市場潛在商機,一項新的技術需要不斷地完善、改進與提高。
    5.1 施工作業機具的改進
  在確保絕緣操作桿絕緣水平與機械強度的基礎上,最大限度地減輕操作桿的重量,增強操作剛性(減少彎曲程度與撓性),可以增加作業高度,以適應更高電壓等級的施工作業要求。
       5.1.1 噴涂機具的改進措施 開始進行帶電噴涂作業時,是在操作桿的上端安置普通噴漆用的通用型噴槍, 噴槍與貯罐組裝為一體式結構。由于貯罐而增加了操作桿上部的重量,操作桿加長后,桿的彎曲度很大,操作起來非常不方便,再加之貯罐的容積有限,增加涂料很麻煩,影響了施工效率。
  改進方案:采用噴槍與貯罐分體式的結構,操作桿上部只安置噴槍,貯罐置于下部(可置于地面或掛于構架上),貯罐的容積可加大,減少添加涂料的次數,以壓縮空氣的壓力將涂料輸送到噴槍處,既減輕了桿上部的重量,又加大了罐體的容積,改善了作業條件,提高了噴涂施工效率。
       5.1.2 帶電清掃裝置的改進方法 以前的清掃機具是以壓縮空氣為能源,以空芯操作桿的內腔為輸氣管路,以氣動馬達為動力,帶動輪型毛刷進行絕緣子表面的清掃作業。實踐證明氣動馬達的輸出轉矩太小,清掃效果不理想。
  改進方法:用電動機(手電鉆)為動力,以電能為能源,用絕緣材料制成傳動軸,通過操作桿的空芯,將電動機的轉矩傳遞到毛刷盤上,完成清掃工作,由于電動機的轉矩比氣動馬達大得多,固而清掃效果理想。關鍵是每節操作桿之間的連接要處理好,我們是采取撓性連接方式,解決操作桿彎曲情況下的轉矩傳動問題。
    5.2 ESPRTV涂料的改進
  ESPRTV涂料,是在帶電條件下保證施工作業安全的重要環節,應保證涂料在帶電噴涂過程中在霧化條件下不燃燒、不爆炸,在帶電情況下無閃絡,因而,把涂料的溶劑由石油醚改為三氯乙烷,但三氯乙烷對環境有不良影響,從保護環境的理念出發,擬將三氯乙烷溶劑改為新型、環境友好型的MC-318復合溶劑。
  總之,一項新技術的推廣,將有很長的路要走,今后我們將付出巨大的努力,使這項技術更加成熟與完善,為電力系統的防污閃斗爭出力,為我國電力事業的大發展努力,為展現我國“十二五”的目標做貢獻。

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