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1、自然污穢與人工涂污絕緣子清洗效果比較
1. 1自然污穢絕緣子的清洗效果試驗(yàn)
自然污穢絕緣子的清洗效果試驗(yàn)分為重污穢絕緣子和輕污穢絕緣子兩部分進(jìn)行。
1.1.1重污穢懸式絕緣子試驗(yàn)
9組自然污穢盤形懸式絕緣子取自武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所變電站，對(duì)絕緣子的鹽密和等值灰密進(jìn)行測量，得到其等值鹽密值為0.1703mg/cm2，等值灰密值為2. 6077 mg/cm2。
在20、30、40cm的3種清洗距離下，分別以50°、65°、80°這3個(gè)清洗角(噴嘴與絕緣子徑向線形成的夾角)對(duì)這9組絕緣子的上下表面進(jìn)行清洗，其他參數(shù)見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表7。
由表7可知，清洗后的等值鹽密值為0.0156mg/cm2，為初始值的9.16%；等值灰密值為0.3071mg/cm2，為初始值的11. 78 %，清洗效果均理想，改變清洗角度和清洗參數(shù)對(duì)清洗效果沒有影響。
在這9種參數(shù)組合下， 干冰清洗效果都很好，說明在此參數(shù)組合下，用干冰對(duì)此類自然污穢絕緣子的清洗效果很好，改變清洗角度和清洗參數(shù)對(duì)清洗效果影響不大。
1.1.2輕污穢懸式絕緣子試驗(yàn)
輕污穢懸式絕緣子試驗(yàn)用的9組自然污穢盤形懸式絕緣子取自湖北電網(wǎng)220 kV線路青花線一三回#14, #16桿塔，處于自然積污較輕，基本無工業(yè)粉塵的地區(qū)。對(duì)絕緣子的鹽密和等值灰密進(jìn)行測量仁川，得到其等值鹽密值為0.0122 mg/cm2，等值灰密值為0. 8372 mg/cm2。
在20, 30, 40 cm的3種清洗距離下，分別以50°、65°、80°共3個(gè)清洗角進(jìn)行自然污穢的清洗，9組絕緣子的清潔面積都達(dá)到了100%，清洗后的等值鹽密值為0.0010 mg/cm2，為初始值的8.2%;灰密值為0. 0717 mg/cm2，為初始值的8.56%，清洗效果均理想，改變清洗角度和清洗參數(shù)對(duì)清洗效果沒有影響。
1.1.3輕污穢自然污穢支柱絕緣子
為能觀察裝置工作時(shí)對(duì)支柱絕緣子下表面的清洗效果，對(duì)9組輕污穢自然污穢支柱絕緣子進(jìn)行清洗試驗(yàn)，清洗參數(shù)見表1，清洗效果見表8。
從清洗效果來看，在表8所列的各種參數(shù)下，上下表面的清洗效果均理想，除第1組外清潔面積都達(dá)到了100%。
1. 2人工污穢絕緣子的清洗效果試驗(yàn)
采用等量涂刷法涂刷9組盤形懸式瓷絕緣子，使其等值灰密為4.0 mg/cm2，等值鹽密為0.30
mg/cm2。在20、30、40cm的3種清洗距離下，分別以50°、65°、80°共3個(gè)清洗角(噴嘴與絕緣子徑向線形成的夾角)對(duì)這9組絕緣子的上下表面進(jìn)行清洗，其他參數(shù)見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表9。
人工污穢懸式絕緣子噴頭在不同角度與距離下對(duì)盤形懸式瓷絕緣子上下表面的清洗效果見表9,清洗后的平均等值鹽密為0. 04 mg/cm2，約為初始值的13.3%;等值灰密為0. 9 mg/cm2，約為初始值的22.5%，下表面清洗效果與上表面相同。
由表9可以看出，在50°～80°角度范圍和20～40cm距離范圍內(nèi)清洗效果均在60%以上，效果較為理想。
在50°～80°角度范圍和20～40cm距離范圍內(nèi)，在同一清洗角度下，隨著清洗距離的增大，干凈面的面積逐漸增大，清洗效果逐漸變好;在同一清洗距離下，隨著清洗角度的增大，干凈面的面積逐漸增大，清洗效果逐漸變好。
2干冰清洗效果討論
從干冰清洗絕緣子的參數(shù)分析來看，絕緣子表面的絕緣子表面污穢層的粘結(jié)力、等值灰密、干冰流量及噴頭移動(dòng)速度對(duì)干冰清洗效果有較大影響;而鹽密對(duì)干冰清洗效果影響不明顯。
2. 1被清洗物的參數(shù)對(duì)清洗效果的影響
由絕緣子表面鹽密對(duì)絕緣子清洗效果的影響試驗(yàn)可知，污穢等級(jí)主要反映絕緣子污穢中可溶性鹽類的數(shù)量，在不同污穢等級(jí)下絕緣子的清洗效果基本相同，說明絕緣子表面的鹽密對(duì)干冰清洗效果影響不明顯。Al、A2、A3、A4這4組絕緣子清洗效果都不理想，干凈面的面積都約為40%，是因?yàn)闉榭刂魄逑葱Ч�，防止清洗面積過大不利于比較，在涂污時(shí)添加了0.5 mg/cm2的糊精大大增強(qiáng)了污穢層的粘結(jié)力。
由絕緣子表面灰密對(duì)絕緣子清洗效果的影響試驗(yàn)可以看出，B1組被清洗絕緣子表面的等值灰密為0. 5 mg/cm2時(shí)，清洗效果為98. 2%，非常理想;而當(dāng)B5組等值灰密增大到4. 0 mg/cm2時(shí)，清洗效果減少到78.5%;且從B1組到B5組，隨著等值灰密的增加，清洗效果數(shù)值是單調(diào)下降的。等值灰密反映污穢中不溶物的含量，等值灰密越大，絕緣子表面不溶污穢物的質(zhì)量越大，將該垢層從絕緣子面清除掉所需要的能量也越大，故在其他參數(shù)不變的情況下，等值灰密增大使得清洗效果逐漸變差。
由絕緣子表面污穢粘結(jié)力對(duì)絕緣子清洗效果的影響試驗(yàn)可以看出，C1組被清洗絕緣子表面的糊精與硅藻土質(zhì)量比為2:1時(shí)，清洗效果為0，幾乎沒有清洗效果;而當(dāng)C5組糊精與硅藻土質(zhì)量比為1：4時(shí)，清洗效果增加到78.2%;且從B1組到B5組，隨著糊精與硅藻土質(zhì)量比的減小，清洗效果數(shù)值是單調(diào)上升的。涂污時(shí)，改變糊精與硅藻土質(zhì)量比，不影響等值鹽密、等值灰密等其他參數(shù)，只改變了絕緣子表面污穢的粘結(jié)力大小。污穢的粘結(jié)力增大，則將該垢層從絕緣子面清除掉所需要的能量也增大，故在其他參數(shù)不變的情況下，污穢的粘結(jié)力增大使得清洗效果逐漸變差。
2. 2清洗裝置的參數(shù)對(duì)清洗效果的影響
由表5可以看出，D1組清洗裝置噴頭移動(dòng)速度為2 r/min時(shí)，清洗效果為83.8%;而當(dāng)D3組噴頭移動(dòng)速度增加到10 r/min時(shí)，清洗效果減少到63.8%;從D1組到D3組，隨著噴頭移動(dòng)速度的增大，作用在絕緣子表面單位面積的時(shí)間減少，作用干冰的量也減少，清洗效果逐漸變差;而從D3組到D5組，移動(dòng)速度從10 r/min增加到20 r/min，清洗效果卻維持在63%左右，噴頭移動(dòng)速度的增大已經(jīng)不對(duì)清洗效果構(gòu)成影響。
由表6可以看出，E1組干冰質(zhì)量流量為0. 5kg/min時(shí)，清洗效果為0;而當(dāng)E5組干冰質(zhì)量流量增加到2.5 kg/min時(shí)，清洗效果增大到72.9%;從E1組到E5組，隨著干冰質(zhì)量流量的增大，單位時(shí)間內(nèi)作用在絕緣子面的干冰質(zhì)量和壓縮空氣質(zhì)量均增大，從而使得沖擊力、溫度應(yīng)力、壓縮空氣的曳力和“微爆炸效應(yīng)”均增大，使得清洗效果變好。
2. 3過程參數(shù)對(duì)清洗效果的影響
采用線性噴頭清洗時(shí)，噴出干冰的區(qū)域呈扇形。被清洗面與噴頭距離過近，會(huì)使被清洗面的范圍過小而影響清洗效果;與噴頭距離過遠(yuǎn)，則干冰顆粒未達(dá)到清洗表面就已經(jīng)升華而達(dá)不到清洗效果。經(jīng)過試驗(yàn)，當(dāng)被清洗面與噴頭距離在20-40cm范圍內(nèi)，清洗面積基本覆蓋絕緣子面，干冰顆粒也不會(huì)提前升華。
同樣，清洗角過小時(shí)，干冰顆粒與被清洗面接觸不充分，清洗效果不理想;清洗角過大時(shí)，清洗面積過小。經(jīng)過試驗(yàn)，當(dāng)被清洗角在50°～80°范圍內(nèi)，干冰顆粒與被清洗面接觸充分，且清洗面積基本覆蓋絕緣子面。
實(shí)際清洗時(shí)，清洗1根長度約為2 m的220 kV變電站支柱絕緣子，用時(shí)3.5 min，實(shí)際用冰質(zhì)量10 kg。根據(jù)目前市場干冰價(jià)格16元/kg計(jì)算，清洗一根220 kV絕緣支柱的干冰費(fèi)用約為160元。
3結(jié)論
1>使用干冰清洗機(jī)（干冰噴射清洗機(jī)、干冰噴射器、 干冰噴射機(jī)、洗模機(jī)、 模具清洗機(jī)）清洗的特點(diǎn)是利用 干冰制造機(jī)（干冰造粒機(jī)、 干冰制粒機(jī)）制備的固體干冰顆粒配合干冰清洗機(jī)和空壓機(jī)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力、干冰的低溫產(chǎn)生的差異冷收縮效果以及“微爆炸效應(yīng)”綜合作用可剝離清除清洗表面的結(jié)垢、油污、殘留雜質(zhì)，因而能夠很好地應(yīng)用于絕緣子的清洗。
2>污穢絕緣子清洗試驗(yàn)表明，當(dāng)干冰清洗角度取50°～80°，距離取20～40 cm,噴頭移動(dòng)速度為10～20 r/min，干冰質(zhì)量流量為2 kg/min時(shí)，干冰清洗技術(shù)對(duì)污穢絕緣子的清洗能達(dá)到理想效果。
3)與現(xiàn)有除污方法相比，干冰清洗技術(shù)應(yīng)用于變電站絕緣污穢表面的處理時(shí)有著較大的優(yōu)勢。干冰清洗技術(shù)提高了除污效率，可以實(shí)現(xiàn)帶電清洗，其應(yīng)用可以成為保證電力安全生產(chǎn)、保障電力供應(yīng)的有力措施，因此大大提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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