Электрическая изоляция в районах с загрязненной атмосферой - Уход за изоляторами

V. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ. РАСПОЛОЖЕННЫХ В РАЙОНАХ С ЗАГРЯЗНЕННОЙ АТМОСФЕРОЙ
Основным способом обеспечения безаварийной работы изоляции ЛЭП и РУ, расположенных в районах с загрязненной атмосферой, является усиление изоляции. Вместе с тем усиление изоляции не исключает периодической очистки ее от загрязнений. Усиление изоляции во многих случаях лишь удлиняет период между чистками. Какое-либо единое нормирование периодичности чисток невозможно. Периодичность чисток зависит от характера загрязнений и погодных условий. Лишь на основе местных условий для каждой установки в отдельности может быть определена периодичность планово-предупредительных чисток.
Самоочистка изоляции возможна при большой интенсивности дождей, если осадки на изоляторе не носят характера сцементировавшихся отложений.
Обычным средством ухода за загрязненными изоляторами в настоящее время все же является протирка их вручную тряпками, ветошью и т. д. Такой способ очистки, помимо его трудоемкости, требует отключения оборудования на время чистки, снижая надежность электроустановок.
Для облегчения удаления поверхностных загрязнений с изолятора при чистке тряпки смачиваются:
слабой соляной кислотой (теплый 10%-ный раствор с температурой 50—60°С) для удаления цементной пыли, подвергшейся схватыванию;
тринатрийфосфатом или бензином для смолистых или жирных отложений;
водой с присадкой моющих средств или паст, используемых в быту;
водой с отмученной глиной и с присадкой для усиления воздействия 15 — 20% раствора соляной кислоты для механического стирания корки загрязнителя.
В некоторых странах при обтирках используется изопропиловый спирт, четыреххлористый углерод и т. д.
Не могут быть рекомендованы для очистки бытовые пасты и моющие средства, в состав которых входят наполнители (например, пемза, песок), которые могут повредить глазурь. Такие пасты наносят из глазури не видимые глазом царапины, в которых в дальнейшем может скапливаться грязь и они в последующем будут служить дорожками для разряда. С этой же стороны отмучивание глины должно производиться с большой тщательностью в двух-трех водах.
После чистки изоляторов электропроводными составами обязательно тщательное удаление их обмывкой и протиркой, что должно исключить перекрытия.
Многократные попытки найти решения по механизации очистки изоляторов от загрязнений не дали положительных результатов. Так, в свое время разрабатывавшиеся конструкции подвижных щеток, укрепляемых на изолирующей штанге и приводимых вручную или пневматическим двигателем, не дали возможности решить вопрос, поскольку конфигурация изоляторов весьма разнообразна и сложна.
Также не оправдали себя щетки, связанные с пылесосом, поскольку у изоляторов имеются труднодоступные места и т. п.
Отдельные энергосистемы из-за сильно цементирующихся отложений применяют периодический демонтаж изоляторов, с тем чтобы их обрабатывать в стационарных мастерских. Для улучшения работы изоляторов в загрязняемых районах предлагались способы, повышающие разрядные характеристики их на больший срок, чем у обычных. К таким способам относятся обогрев, гидрофобные покрытия и т. д., опыт применения которых освещен в разделе II.
Основным недостатком всяких консистентных гидрофобных паст, на основе солидола, вазелина, церезина и т. д. является то, что после испарения из них растворителей большие трудности представляет последующее их удаление, после того как они перестают быть эффективными из-за поверхностного и объемного загрязнения.
При удалении паст пользуются растворителями — бензином, скипидаром и т- д., но это трудоемкая работа, и при большой высоте изолятора, например, 220 кВ требуются меры, обеспечивающие безопасность персонала, так как лазание по скользкому фарфору, обработанному жирами, весьма опасно.

Как наиболее доступный во многих случаях способ принудительной очистки изоляторов от загрязнений еще с 1930 г. начал применяться и применяется до сегодняшнего дня — обмывка их водой пол напряжением. Если в первоначальный период внедрения этого метода он получил широкое применение, то в дальнейшем значение этого способа несколько уменьшилось. Это было вызвано следующими причинами: необходимостью применять ряд мер, обеспечивающих личную безопасность персонала, производящего обмывку, от поражения током, наличием условий возникновения перекрытия обмываемого изолятора и, наконец, необходимостью подавать относительно большое количество воды и дренировать его с территории ОРУ. Существующее основное опасение о попадании воды на части, находящиеся под напряжением, является необоснованным.
Опыт показал, что струя воды из шланга после какого-то критического расстояния разбивается на мелкие брызги. Поэтому ток, протекающий через струю, Направленную на части, находящиеся под напряжением, после известного предела расстояния, весьма незначителен (рис. 16). Подобные опыты производились во многих странах в связи с решением вопросов обмывки и пожаротушения в электрических установках и позволяют сказать, что электропроводность воды для рассматриваемых случаев не имеет того значения, которое ей придавалось ранее.

Рис. 16. Зависимость тока утечки водяной струи через ствол между проводом и брандспойтом. Сопротивление воды 600 мксим, Р=4 ат. Цифры у кривых — диаметр наконечника брандспойта (журнал «Электрицетцвиртшафт»).

С учетом того, что проводимость воды может колебаться в широких пределах, длина струи определяется крайне неточно и предельное значение тока, не требующее дополнительных мер безопасности, составляет 0,2 — 0,3 мА в Инструкции по тушению пожаров и в правилах безопасности были установлены следующие минимальные длины струи воды:

В целях дальнейшего обеспечения безопасности работ по очистке изоляторов ОРГРЭС (инж. М. П. Федотов) было предложено производить обмывку не сплошной струей, а прерывистой, для чего был сконструирован специальный роторный         прерыватель (рис. 17).
В жестяном кожухе 1 свободно вращается ротор механизма, основной частью которого являются ножи 2.
Вода из водопроводной сети подается в главный ствол 3, из которого вырывается в виде сплошной компактной струи.
Струя воды, попадая на острие ножа, раздваивается. Вода меняет направление своего движения, отбрасывается внутрь кожуха и, ударяясь о специальные отражатели, отводится вниз в сливное отверстие 4.

Рис. 17. Прерыватель струи воды для обмывки изоляторов.
Под давлением воды ножи приходят в движение, а ротор начинает вращаться. Ножи опускаются вниз и открывают свободный доступ воде к выходному отверстию 5. В последующий момент ножи снова поднимаются вверх и закрывают доступ воде к выходному отверстию и т. д. В пространстве за кожухом возникает прерывистая струя воды. По дальности вылета она не уступает обычной струе, создаваемой стволом.
Турбинка 6 и вспомогательный ствол 7 служат для того, чтобы в начальный момент пуска механизма вывести ротор из «мертвого» положения.
Во время работы аппарат опирается на штатив, который является одновременно водоотводной трубой.
Работники Донбассэнерго разработали модификацию прерывателя, позволяющего исключить неэффективный слив воды, получающийся в цикле перерыва струи.
Согласно установленным правилам обмывку изоляции разрешается производить при температуре выше 0° С и небольшой скорости ветра — не более 5 м/сек, т. е. когда не может быть льдообразования и относа струи в сторону. Согласно принятым нормам длина струи от прерывателя до обмываемого изолятора, (находящегося под напряжением, должна быть не менее:

Техника обмывки (количество персонала, допуск его к месту работ и порядок работ) регламентирована правилами безопасности работ. Все же в целях экономии воды следует считать, что основным способом очистки изоляторов является обмывка их без напряжения.
(При обмывке не следует направлять струю воды на те части подстанции, которые могут быть ею повреждены механически.
До обмывки оборудования электрических устройств водой под напряжением составляется программа или используется типовая, в которой должен содержаться план работ по времени, перечень необходимых подготовительных работ в части переключений схемы и изменения защит и, наконец, мер безопасности.
В целях предотвращения перекрытий обмывку изоляции при всех способах необходимо проводить следующим образом:
горизонтальную изоляцию (гирлянды) начинают обмывать от провода;
вертикальные изоляторы (вводы, подвесные гирлянды и т. д ) начинают обмывать с нижних элементов, что должно исключить разряд по потоку грязи.
Обмывку производят медленно, перемещая равномерно струю по высоте изолятора. При обмывке следят, чтобы струя воды не попадала на рядом расположенные, еще не обмытые изоляторы.
Изоляторы большого диаметра (более 300 — 400 мм) рекомендуется обмывать одновременно из двух стволов, которые должны давать параллельные струи на одно и то же ребро изолятора с диаметрально противоположных сторон. Обе струи должны охватывать около 80% периметра ребра.
При обмывке обязателен непрерывный контроль давления воды, для чего должен иметься манометр, расстояние от которого до ствола не должно превышать 20 — 30 м.
Длительность обмывки обычно определяется по виду и характеру разрядов на изоляторе, при этом не следует добиваться абсолютно чистой поверхности.
Расход воды на обмывку весьма велик и, конечно, зависит от характера и вида осадка и легкости его удаления, высоты расположения изолятора, давления на выходе струи и т. д., а поэтому этот способ очистки не получил применения для ЛЭП в связи с трудностями доставки воды и создания давления. Правда, в аварийных случаях приходится прибегать и к такому способу предотвращения перекрытий.
Во всяком случае из опыта известно, что на обмывку одного разъединителя 110 кВ от слабо уплотнившихся осадков грязи необходимо до 1 000—1 500 л воды, на гирлянду линейных изоляторов 110 кВ — порядка 100 — 400 л с чистым временем работ 40—60 мин на одном аппарате.
Недостаточная эффективность обмывки при малом давлении воды и большом диаметре струи побудила осуществлять обмывку при большом избыточном давлении—за рубежом до 50 ат и в Союзе до 30 ат, но при малом диаметре струи на выходе из сопла (3 — 6 мм). По предварительным опытам в этих случаях расход воды на обмывку одной гирлянды 110 кВ, загрязненной солончаковой пылью, может составить около 50 л, время работ 10 — 20 мин; опасность обмывки подобным образом заключается в возможности механических разрушений фарфора от удара струи.
Можно указать, что в зарубежной литературе имеются описания стационарных устройств для периодической обмывки изоляторов с помощью сопл, располагаемых у каждого изолятора ОРУ. Помимо большой стоимости подобных установок они малоэффективны и хлопотны в эксплуатации хотя бы из-за необходимости предотвращения коррозии труб и т. д.