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干冰清洁用于电力工业-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-08-19 0:20:00 * 浏览: 0
改进了改进的变电站绝缘子清洗方法,研究了安全高效清洗变电站绝缘子的方法,可以在无闪电事故的情况下进行充电和操作。研究了使用绝缘介质干冰去除绝缘体表面上的污垢的方法。在研究过程中,建立了一个模拟测试平台。首先,在不同参数下进行清洁试验,例如干冰射流距离,喷射角度,干冰流量和绝缘体表面污染。分析了各种参数对不同杂质和不同干冰绝缘子清洗的影响。通过清洁天然污垢并人工染色绝缘体来验证用干冰清洁的绝缘体的最佳参数范围。试验表明,干冰清洗方法可以很好地清洁绝缘子表面,去污效率高于其他方法。关键词:干冰清洗,干冰喷射,工业清洗。引言随着输电电压等级和电网容量的不断提高,输变电设备外绝缘污染闪络带来的危害越来越严重。目前,国内外采取的防污措施主要包括“爬,扫,涂,加”四种类型,即采用合成绝缘子或防污绝缘子调整电气设备的爬电比,清洗设备表面和涂层RTV涂层。加一条伞裙。去除绝缘子表面的污垢对于防止绝缘子意外闪络,保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。用干冰清洗的介质是固体二氧化碳颗粒(二氧化碳在-74.6°C时为固体),在清洁过程中升华为绝缘二氧化碳气体,干冰清洁技术用于清洁电气外部绝缘和污染,这可以有效避免污染事故的发生。 20世纪80年代后期,干冰清洁技术开始应用于美国的国内工业领域。经过多年的发展,该技术已广泛应用于美国,德国,日本和加拿大的汽车制造,航空,核电工业和食品工业。加工等领域。该技术主要用于中国模具,生产线,汽轮机,电路板等精密设备的清洗,具有不损坏设备,无二次污染的优点。目前,没有关于干冰清洁技术在绝缘子清洁中应用的文献报道。该技术在其他工业领域具有理想的应用效果。与其他清洗方法相比,它具有很大的优势,在清洗绝缘子方面具有很大的发展空间。为了使干冰清洁技术能够在变电站运行中实现机械化,一套完整的设备用于清洁圆柱形表面[6-7]的塔架柱绝缘子,直径约2米,直径约225通过实验开发并确定mm。清洁支柱绝缘子的最佳参数和影响去污效果的因素。本文对干冰清洗用于绝缘子的实验研究进行了分析和总结。通过比较和分析不同条件下的清洁效果,获得最佳清洁参数。 1干冰清洁的特点干冰清洁技术是将干冰制成一定形状和大小的颗粒,干冰通过洗衣机与压缩空气混合并喷洒到待清洁物体的表面上。清洁原理是利用固体干冰颗粒高速运动产生的冲击力,结合干冰本身的极低温度,引起裂纹的热膨胀和升华,并迅速去除物体表面上的水垢,油和残留杂质。干冰清洁绝缘子表面污染的原理表现在以下三个方面:1固体干冰部分cles以非常快的速度撞击绝缘子表面,产生大的冲击力F = mv2 / 2,其中m和v分别是干冰的质量和速度。 2,由于干冰清洗过程中的“温差效应”或“低温裂纹原理”,氧化皮层表面急剧冷却,表面层和绝缘体表面具有不同的热膨胀系数,并且附着力差。它们之间的显着减少,这更容易达到去污的目的。 3,一旦干冰颗粒进入水垢层的裂缝,干冰热吸收升华体积膨胀约800倍。由于裂缝空间非常小,裂缝的每单位面积的压力急剧增加,并且污染物容易剥落。干冰去污的热力学性质和“微爆效应”都是独特的现象。当干冰和压缩空气混合物喷射到绝缘体的表面上时,氧化皮层的表面急剧冷却并变脆。另外,由于不同的表面热膨胀系数,氧化皮层和绝缘体具有不同程度的收缩变形,从而在氧化皮层中产生裂缝。在与绝缘体表面接触的几毫秒内,干冰颗粒在吸热升华体积中膨胀近800倍。一旦干冰颗粒进入氧化皮层的裂缝,裂缝的每单位面积的压力急剧增加并产生气体以剥离污垢。气流沿着绝缘体的表面扩散以带走剥离的污染物,并且由于污渍在低温下的脆性,它不会粘附到附近的其他设备上。干冰清洗技术具有以下特点:1,干冰清洗和去污类型,效果好,2清洗介质干冰颗粒作为绝缘介质,不会造成污染,清洗设备的闪蒸事故,3清洗过程中干冰挥发工艺,避免环境二次污染,4干冰颗粒不磨损,可延长设备的使用寿命,5干冰清洗不损坏电线,控制元件,开关,是安全的。 2不同参数对干冰清洗效果的影响采用控制变量法。通过改变干冰清洁过程中的一些参数并观察清洁效果的变化,确定这些参数是否对干冰清洁效果及其如何影响有影响。当在脏的绝缘体上进行干绝缘体清洁测试时,通过控制干冰清洁喷嘴的垂直角度和喷嘴沿绝缘体表面的圆周运动来实现清洁绝缘体的目的。在涂抹绝缘体之前,涂抹后和用干冰清洗后,清洁后表面清洁无污染。用湿纸巾擦拭后,纸张上没有明显污垢的部分可以判断为清洁表面,否则会变脏。在试验中,不同参数下的清洗效果是当前常见的受污染绝缘子状态的特征,如盐密度和等效灰密度,并提出了测试特性的新标准。项目,清洁表面。区域Sc除以总面积S,即清洁效果可表示为η= SSc×100%。 (1)在该测试中使用清洁表面区域的优点是易于判断和掌握。当操作清洁装置以清洁安装在变电站中的支柱绝缘子时,只能完全调用清洁表面的区域。立即监控并反映。当测量绝缘体表面上的等效盐密度时,用刷子清洁绝缘体表面,将污垢收集在干净的烧杯中并充分搅拌,并通过电导率仪测量脏液的电导率δ。 。然后,绝缘体表面的盐密度值可以表示为1k×S3。 (2)在公式ρSDD=(25δ.6)中,k是转换指数,它是通过查找脏液的电导率δ的差值得到的,S是绝缘体的表面积[11]]。测量绝缘子表面的等效灰度,将脏液过滤并用滤纸干燥,用天平称量质量,绝缘子表面的灰度密度值表示为ρNSDD = 1000×(SM2-M1)。在式(2)中,m2是在干燥条件下含有污渍的滤纸的质量,m1是在干燥条件下滤纸的质量[12]。干冰清洁效果由许多参数决定,其中任何参数都会影响干冰清洁的效果。清洁参数大致可分为三类:第一类是清洁装置的参数,例如干冰洗衣机的位移和压力,干冰流等。第二类是参数。要清洁的物体[13],如绝缘子的类型。绝缘子表面脏污,第三类是工艺参数[14],如干冰洗衣机喷嘴相对于待清洁表面的清洁角度,清洁距离和移动速度。喷嘴。工艺参数的最佳控制是干冰清洁研究中的重要问题之一。 2.1盐密度对绝缘子表面的影响清洁效果在我国目前的抗污染工作中,绝缘子表面的盐密度是表征污染的最重要的基本参数之一。它指的是每cm2附着在绝缘体表面的污垢中的导电性。 NaCl的质量,相当于物质的质量,用于表征污垢层中可溶性物质的电导率,并在视觉上反映绝缘子的污染程度[15]。采用等涂法对四组圆盘形悬浮瓷绝缘子进行涂层[16],采用固相层法涂抹硅藻土混合物,使污染程度达到4,I,II,III和IV。相对于图1的等级。绝缘子的清洁度图1:清洁度差的标准应该等于0.05,0.1,0.2,0.3mg / cm2 [17],编号为A1,A2,A3,A4。施加时,绝缘体表面的灰密度为1mg / cm2。此外,为了增强污垢层的附着力,不同的盐密封绝缘子的清洁效果差异更明显,每组绝缘子都使用0.5 mg / cm2的糊精[18]。通过调整清洁喷嘴支架和清洁测试平台的转盘,清洁角度,距离和转速等参数均在最佳范围内,调整空压机和干冰清洗机等其他清洗参数,如气压和干冰质量流量如表1所示。结果如表2所示。从表2可以看出,在不同污染程度下,绝缘子的清洗效果基本相同,因为表面 - 涂层糊精大大提高了污垢层的附着力,清洁表面的面积约为40%,而绝缘体表面的盐对致密剂对干冰清洁效果的影响不明显。 2.2绝缘子表面对清洁效果的影响绝缘子的灰色表面主要反映不溶性污垢的影响。大量的测试结果及其分析表明,受污染的绝缘体的闪络电压与等效盐的密度和水不溶性惰性材料的密度有关[19]。采用固相层法对五组圆盘状悬浮瓷绝缘子涂硅藻土混合物,其等效灰分密度分别为0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 mg / cm2,盐密度为0.1 mg / cm2 。 。它们编号为B1,B2,B3,B4和B5。其他清洗参数如表1所示,试验结果如表3所示。从表3可以看出,随着绝缘子表面的增加,清洁表面的面积逐渐减小,清洁效果也越来越明显。逐渐恶化。绝缘子表面的灰色尺寸对干冰的清洁效果有很大影响。 2.3附着力对绝缘子清洁效果的影响在相同的污染等级和灰色绝缘子中,由于不同的类型和性质在表面污染方面,污染层在绝缘体表面上的附着力不同,干冰清洁的效果也可能很大。在该实验中,差异在于将不同水平的糊精添加到硅藻土混合物中以模拟污垢层的不同粘附。根据糊精与硅藻土的质量比,n组2:1,1:1,1:2,1:3和1:4分别涂有5组绝缘体,编号为C1,C2,C3, C4,C5。盐密度值为0.1mg / cm 2,灰密度值为1mg / cm 2。其他清洗参数如表1所示,试验结果如表4所示。从表4可以看出,随着糊精和硅藻土的混合比例的减少,清洁表面的面积逐渐增大,清洁效果逐渐变得更好,并且污渍层的附着力对干冰清洁的效果有更大的影响。表1测试过程的其他参数Tab.1Otherparametersthroughexperiments参数数值参数值清洁距离/ cm30空气压力/ MPa0.5清洁角度/(°)65排气量/(m3·min-1)4.5干冰流量/(kg ·min -1)2喷嘴速度/(r·min-1)15表2不同等效盐封绝缘子清洗效果表2受影响的半导体不同ρSDD数污染等级ρSDD/(mg·cm-2)η/%A1I0.0538.7A2II0.141.2 A3III0 .237.5A4IV0.340.4表3不同灰色绝缘子的清洁效果表3受影响的半导体不同ρNSDD编号ρNSDD/(mg·cm-2)η/%B10.598.2B21.090.4B32.083.1B43.080.7B54.078.52.4绝缘子清洁效果的影响在干冰清洁测试平台上,可以通过调节转盘的转速来调节喷嘴的移动速度。在实际清洁中,清洁装置的喷嘴的移动速度直接影响清洁效果和成本。如果喷嘴的移动速度太大,则可能造成严重污染并且难以清洁。如果喷嘴的移动速度太小,则干冰的浪费可能导致清洁成本。高[20]。为了通过实验判断喷嘴移动速度的最佳范围,使用水泥和土壤质量比为1:15的混合物来模拟强附着力,并应用五组悬浮绝缘子并根据表5中喷嘴的移动速度。它们编号为D1,D2,D3,D4和D5。除了喷嘴移动速度之外的其他参数如表1所示。测试结果如表5所示。从表5的结果可以看出,随着喷嘴移动速度的增加,清洁表面的面积随着绝缘子逐渐减小,清洁效果逐渐恶化,喷嘴的移动速度对干冰的清洁效果影响很大。 2.5干冰质量流量对绝缘子清洁效果的影响通过调节干冰洗涤机的质量流量控制,可以改变从干冰空气混合物喷射的干冰流量。干冰清洁技术的原理表明,固体干冰颗粒是完成绝缘子表面清洁的关键。干冰质量流量可能对绝缘体清洁效果具有更大的影响。采用水泥土质量比1:15的混合物施加5套悬浮绝缘子,在0.5,1.0,1.5,2.0和2.5 kg / min的不同干冰质量流速下观察清洗效果,分别编号为E1和E2。 E3,E4,E5。除干冰质量流量外的其他参数如表1所示。试验结果如表6所示。从表6可以看出,随着干冰质量流量的增加,绝缘子是干净的。增加,清洁效果越来越好,干冰质量流量对干冰清洁效果有很大影响。当干冰质量流量≤1.0kg/ min时,清洗效果不明显。 3自然污染和人工涂抹绝缘子的清洁效果比较3.1天然污染绝缘子的清洁效果自然污染绝缘子的清洁效果分为两部分:重污染绝缘子和光污染绝缘子。 3.1.1重污染悬挂绝缘子试验9套自然污垢圆盘形悬挂绝缘子取自高压标签研究所的变电站对武汉大学的电子绝缘技术和绝缘子的盐密度和等效灰密度进行了测量[15],得到了它们。盐密度值的值为0.1703mg / cm 2,灰度值的当量值为2.6077mg / cm 2。在20,30和40厘米的三个清洁距离下,九组绝缘子的上下表面以50°,65°和80°的三个清洁角度(由喷嘴和喷嘴形成的角度)进行清洁。绝缘子的径向方向)。其他参数如表1所示。试验结果如表7所示。从表7可以看出,洗涤后的当量盐密度值为0.0156mg / cm2,为初始值的9.16%,等效值。灰度密度值为0.3071。表4不同粘附绝缘子清洗效果表4,不同粘附绝缘子清洗效果表4,不同粘接剂应力数量nη/%C12:10C21:111.2C31:238.6C41:356.7C51:478.2表5不同喷嘴移动速度下的绝缘子清洗效果表5,半导体工作效率差异转速#转速不同自然角度和距离不同污染悬浮绝缘子清洗效果表7。非人工污染的受限制,不同角度和距离清洗距离/ cmm /%清洗角= 50°清洗角= 65°清洗角= 80°2082.684.686.23083.987.788.54090.389.690.3mg / cm2,这是初始值11.78%,清洁效果理想,改变清洁角度和清洁参数进行清洁效果无效。在这九个参数的组合下,干冰清洁效果非常好,表明在这种参数组合下,这种天然脏污绝缘子对干冰的清洁效果非常好。改变清洁角度和清洁参数对清洁效果几乎没有影响。 3.1.2光污染秽悬浮绝缘子试验9组自然污染盘式悬浮绝缘子用于试验。从湖北电网的220kV线路,蓝白线,13至16塔,在自然污染轻,基本区域没有工业粉尘。测量绝缘体的盐密度和等效灰度密度[14],当量盐密度值为0.0122mg / cm2,等效灰度密度值为0.8372mg / cm2。在20,30和40cm的三个清洁距离下,分别以50°,65°和80°的三个清洁角度清洁自然污染物。清洗后,9组绝缘子的清洗面积达到100%。盐密度值为0.0010 mg / cm2,为初始值的8.2%,灰度密度值为0.0717 mg / cm2,这是初始值的8.56%。清洁效果非常理想。更改清洁角度和清洁参数对清洁效果没有影响。 3.1.3光污染秽污染自然污染柱绝缘子用于观察设备工作时绝缘子下表面的清洁效果。对9套光污染自然污染的绝缘子进行了清洁试验。清洁参数如表1所示,清洁效果如图2所示。从清洁效果的角度来看,在表8中列出的各种参数下,上下表面的清洁效果是理想的,除了第一组,清洁面积已达到100%。 3.2人工污秽绝缘子的清洗效果采用等涂法制作9套圆盘状悬浮瓷绝缘子,使等效灰密度为4.0mg / cm2,当量盐密度为0.30mg / cm2 [17]。在20,30和40厘米的三个清洁距离下,九组绝缘子的上表面和下表面通过三个清洁角度(由喷嘴形成的角度和绝缘体的径向)在50°下清洁,分别为65°和80°。其他参数如表1所示。测试结果如表9所示。人工污染悬浮绝缘子在不同角度和距离的圆盘悬浮瓷绝缘子上下表面的清洁效果如表9所示。清洗后的平均当量盐密度为0.04mg / cm2,约为初始值的13.3%。等效灰度密度为0.9mg / cm 2,约为初始值的22.5%,并且表面清洁效果较低ect与上表面的相同。从表9可以看出,清洁效果在50°至80°的范围内是60%以上,并且在20至40cm的范围内,并且效果是理想的。在50°~80°和20~40cm的范围内,在相同的清洁角度下,随着清洁距离的增加,清洁表面的面积逐渐增大,清洁效果逐渐变好。在相同的清洁距离下,随着清洁角度的增加,清洁表面的面积逐渐增大,清洁效果逐渐变好。 4讨论从干冰清洗绝缘子的参数分析,污垢层在绝缘子表面的附着力,相当的灰色密集,干冰流图2天然脏柱绝缘子的清洗效果图2天然污染绝缘子的清洗效果表8下不同的角度和距离自然污染柱绝缘子清洁效果表8,非人工污染的柱子,不同的角度和距离清洁距离/ cmm /%清洁角度= 50°清洁角度= 6​​5°清洁角度= 80°20981001003010010010040100100100表9不同角度和距离的人工污染悬挂绝缘子清洁效果Tab.9Washingeofartificlypollutedsuspensioninsulatorsindifferentangleanddistance清洁距离/cmη/%清洁角度= 50°清洁角度= 6​​5°清洁角度= 80°2065.672.079.63074.075.778.14082.680.982.3喷嘴移动速度对干冰清洁有很大影响效果,而盐密度清洁干冰。效果效果不明显。 4.1待清洗物参数对清洗效果的影响绝缘子表面盐密度对绝缘子清洗效果的影响表明,污染程度主要反映了绝缘子中可溶性盐的含量污染。在不同的污染水平下,绝缘子的清洁效果基本相同。结果表明,绝缘子表面的盐密度对干冰的清洗效果无明显影响。四组绝缘子A1,A2,A3和A4的清洁效果不令人满意。清洁表面的面积约为40%。这是因为比较控制清洁效果并防止清洁区域太大是不利的。 mg / cm2糊精极大地增强了着色层的粘附性。从绝缘子灰色表面对绝缘子清洁效果的影响可以看出。当B1组表面的等效灰度密度为0.5mg / cm2时,清洗效果为98.2%,这是理想的,当B5组为灰色时,当密度增加到4.0mg / cm2时,清洗效果从B1组到B5组,清洗效果值随着等效灰密度的增加而单调下降。等效灰度密度反映了污染物中不溶物质的含量,等效灰度密度越大,绝缘体表面上不溶性杂质的质量越大,从绝缘体表面除去氧化皮层所需的能量越大,因此其他参数在恒定的情况下,等效灰度密度逐渐增加清洁效果。可以看出绝缘体表面的粘附性对绝缘体的清洁效果的影响。当C1组表面上糊精与硅藻土的质量比为2:1时,清洁效果为0,几乎没有清洁效果。当C5组中糊精与硅藻土的质量比为1:4时,清洗效果提高到78.2%,从B1组到B5组,随着糊精与硅藻土的质量比降低,清洗效果价值是单调上涨。当涂抹时,改变糊精与硅藻土的质量比不会影响其他参数,例如等效盐密度,等效灰度密度,并且仅改变绝缘体表面的粘附性。当土壤污染增加时,从绝缘体表面除去氧化皮层所需的能量也增加。因此,当其他参数恒定时,污染物的附着力增加,从而清洁效果逐渐恶化。 4.2参数的影响从表5可以看出清洁装置的清洁效果,当D1组清洁装置的喷嘴移动速度为2r / min时,清洁效果为83.8%,当D3组喷嘴的移动速度为增加到10r / min,清洁效果降低到63.8%。从D1组到D3组,随着喷嘴移动速度的增加,绝缘子表面每单位面积的时间减少,干冰量也减少,清洁效果逐渐恶化,而来自D3组。在D5组中,移动速度从10r / min增加到20r / min,并且清洁效果保持在约63%。喷嘴移动速度的增加不影响清洁效果。从表6可以看出,当E1组干冰质量流量为0.5kg / min时,清洗效果为0,当E5组干冰质量流量增加到2.5kg / min时, E1组的清洁效果提高到72.9%。在E5组中,随着干冰质量流量的增加,每单位时间作用于绝缘子表面的干冰质量和压缩空气质量增加,导致冲击力,温度应力,压缩空气阻力和“微爆效应” ”。两者都增加,使清洁效果更好。干冰清洁器的排气体积流量和压力通常受装置本身的限制并且不易改变。 4.3工艺参数对清洁效果的影响使用线性喷嘴清洁时,喷洒干冰的区域为扇形。如果待清洁表面与喷嘴之间的距离太近,则待清洁表面的范围太小而不会影响清洁效果。如果表面和喷嘴之间的距离太远,则干冰颗粒不会升华,清洁表面也不会达到清洁效果。在测试之后,当待清洁表面与喷嘴之间的距离在20至40cm的范围内时,清洁区域基本上覆盖绝缘体表面,并且干冰颗粒不会被预先升华。类似地,当清洁角度太小时,干冰颗粒不能与待清洁表面充分接触,清洁效果不令人满意,而当清洁角度太大时,清洁区域太小。在测试之后,当清洁角度在50°至80°的范围内时,干冰颗粒与待清洁表面充分接触,并且清洁区域基本上覆盖绝缘体表面。在实际清洗过程中,将220kV变电站支柱绝缘子[21-23]长度约为2m,清洗3.5min,实际冰量为10kg。根据目前市场干冰价格16元/公斤,干燥220kV保温柱的清洗费用约为160元。 5结论1)干冰清洗技术的特点是固体干冰高速运动产生的冲击力,干冰低温引起的冷缩差异和“微爆效应”的联合作用去除清洁表面上的水垢,油和残留杂质。因此,它可以很好地应用于绝缘体的清洁。 2)污染绝缘子清洗试验表明,当干冰清洗角度为50°~80°时,距离为20~40cm,喷嘴移动速度为10~20r / min,干冰质量流量为2kg / min,干冰清洁技术适用于脏绝缘子。清洁可以达到预期的效果。 3)与现有的去污方法相比,干冰清洗技术在变电站绝缘和污染表面处理方面具有很大的优势。干冰清洁技术提高了去污效率,可实现电气清洁。它的应用可以成为确保电力安全生产和确保电力供应的有力措施,从而大大提高社会和经济效益。在研究过程中,建立了一个模拟测试平台。首先,在不同参数下进行清洁试验,例如干冰射流距离,喷射角度,干冰流量和绝缘体表面污染。分析了各种参数对不同杂质和不同干冰绝缘子清洗的影响。验证了用干冰清洁绝缘子的最佳参数范围通过清洁天然污垢和人工染色绝缘子。试验表明,干冰清洗方法可以很好地清洁绝缘子表面,去污效率高于其他方法。致谢技术提供TCM-v2干冰清洁剂作为测试应用。 2018年5月29日