CN103923768B - 一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂 - Google Patents

Abstract

一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，由以下重量份的原料组成：有机溶剂85‑95份，稳定剂5‑15份，所述有机溶剂按百分重量比计：精制油20‑40％、阻燃剂15‑25％、清洗剂20‑40％、乳化渗透剂5‑10％和分散剂5‑15％。本发明应用范围广，能清洗各种电压等级的瓷绝缘电器设备，清洗洁净度高、快速彻底，该复合阻燃有机去污剂为中性，无毒、无害，在接触空气后短时间内即全部挥发干净，不留残液，因而对设备无腐蚀性，对人体无害，对环境无污染。

Description

一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂

技术领域

本发明属于电网维护领域，具体是用于变电站内中高压设备外表面、开关柜和二次线端子排、带油设备及变压器套管清洗的复合阻燃有机去污剂。

背景技术

目前，我国电力设备污闪事故时有发生，在东北和华北地区就曾发生过多次大面积污闪，每次污闪都会造成重大损失。据分析，污秽（垢）对电力设备的危害主要有以下几个原因：

1、环境中的微尘沉积在外绝缘表面形成一层污秽物，污层中包含金属微粒、油、尘土和受潮能溶的盐、酸、碱类等物质，当遇到雾、露和毛毛雨等潮湿条件时，污秽层受潮，电导增大，绝缘性能下降。

2、裸露的金属表面受空气中氧的作用，会生成一层氧化物，这些氧化物绝缘阻值较大，致使触点电阻上升，进而引起触点温度升高并加剧氧化，到了一定程度就容易产生闪络现象。

3、设备附近因静电作用，使微尘极化甚至电离，吸附在带电体表面，极化微尘伸延到一定程度，就容易引起放电。

4、触点受灰尘或其他污染造成电阻升高，焦耳热增大，严重时引起火灾。

目前电力系统中的输变电设备多安装在露天环境中，这些暴露在外界环境中的电力设备在一定的条件下，聚集在其上的污秽（垢）就有引起事故的危险，因此必须定期对它们进行清扫或清洗。

在中国高压电力设备的带电绝缘清洗、清扫技术发展经过三个不同的阶段：第一阶段从一九八六年至一九九三年，在这个阶段，在广大技术工作者的支持配合下，许多企业了解带电绝缘清洗技术的概念。但这个阶段，带电清洗作为新的概念和技术，还没有被人们接受，带电清洗还面临着转变一种固有意识的过程，所以，这个阶段的带电清洗、清扫技术大都在停电清洗清扫的操作中，并没有实质性的进行带电清洗。第二阶段是从一九九四年的元月至一九九七年，当时在武汉高压研究所对南阳电厂首次进行了高压带电绝缘清洗，这个阶段，带电清洗试验使用的清洗剂为去离子水，现场带电试验也是小范围内进行。第三阶段则是一九九八至二OO五年，各地都开展了带电清洗试验，这时期应用的清洗剂仍然是去离子水进行清洗，各地的试验时设备跳闸经常发生。这阶段的带电绝缘清洗试验积累了经验，但是试验结果是不理想的。

传统清洗/扫办法不足，带电清扫（洗）是清理高压设备外绝缘的主要手段。以往的带电清扫（洗）方法主要有如下三种：干清扫、气吹及水冲洗。然而，这三种方法都存在着明显的局限性：

干清扫：对电力系统高压电力设备及线路进行带电抹擦瓷瓶、变压器渗油、电器电柜等的清扫方式，称为干清扫。这种方法存在着以下缺点：⑴劳动强度大，操作难度高，效率低。特别是高压电器设备的清扫，需要投入大量的人力、物力和时间。⑵清扫效果差。只能清除表面浮灰、部分盐份和金属粉尘，却无法清除静电附着物、油渍以及某些腐蚀设备的有害物质等等，对馈线端子排等较密集的结点或死角的污垢则无法清除。

气吹：这是一种用压缩空气吹扫电器开关柜、馈线端子排等以及用压缩空气将锯沫等绝缘介质喷到被清洗物上，将污垢清除从而达到清扫目的的清扫方式。后者主要用于户外设备或线路上的绝缘子的清扫，其局限性表现在：⑴清扫效果差。由于操作不便以及喷洗设备的局限，造成大量死角无法清扫到，因此清扫不彻底。此外，锯沫作为一种清扫介质，靠的完全是机械冲力，对粘附力较大的油污等则无法清除干净。⑵用锯沫清扫的设备庞大，操作麻烦、难度高，清扫效率低。只适用于部分电压等级的户外绝缘清扫。⑶造成环境污染和人体危害。用压缩空气吹扫时，灰尘浮扬，造成环境污染，特别是在有冶金、化工等企业存在的地域作业，有害粉尘的浮扬将会直接危害操作人员的身体健康。

水冲洗：水冲洗是电力系统以水为介质对部分高压设备带电清洗的一种方法。这种方法虽然在一定程度上可作为一种有效的防污手段，但无论从电特性，还是从化学特性来看，水介质都不可能是一种理想的清洗介质。这种方法同样存在着一些难以克服的缺点：

（1）用范围窄。只适用于66kv电压等级的电力设备，水冲洗难以进行，对电器开关柜馈线端子排则不能用水作介质冲洗。

（2）技术要求高、操作困难。为了避免在清洗时发生冲闪现象，用水冲洗时必需满足如下条件：

被水冲洗外绝缘表面的盐密必须限制在一定范围内，因此每次水冲洗前必须测盐密；对冲洗用水的水阻有一定的要求；冲洗时通常采用双枪跟踪冲洗法；周围环境空气的湿度和风力必须满足一定的要求。

另外，由于水的电阻率约为10³欧/厘米数量级，用水作清洗介质时就必须保持相当长的水柱；电压等级越高，水柱要求越长，这就给实际操作带来很大的困难。

（3）设备和操作人员的安全难以得到充分保障。电气设备上的污秽一经水湿润，其绝缘强度大幅度下降。因此，在实际操作时，难以完全避免冲闪和邻相闪络的发生，事实上水冲洗在应用过程中已发生过多起人身及设备事故。

⑷清洗效果不理想。从化学特性来看，用水不冲洗污垢，依靠的仅仅是水的机械冲击力将外绝缘上的灰尘、金属粉尘等冲走，但对粘附在设备上的油膜及氧化膜却无能为力。从冲洗工艺来看，必须保持足够长的水柱，容易死角，使冲洗不彻底。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中干清扫和气吹清扫效果差及水冲洗应用范围窄等问题，提供一种清洁度高、应用范围广的用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，由以下重量份的原料组成：有机溶剂85-95份，稳定剂5-15份，所述有机溶剂按百分重量比计：精制油20-40％、阻燃剂15-25％、清洗剂20-40％、乳化渗透剂5-10％和分散剂5-15％。

所述有机溶剂92份，稳定剂8份，所述有机溶剂按百分重量比计：精制油30％、阻燃剂20％、清洗剂30％、乳化渗透剂8％和分散剂12％。

所述稳定剂为叔丁基对苯二酚或1,3-二甲基脲。

所述阻燃剂为氯蜡-52、氯蜡-40、十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯或六溴环十二烷。

所述精制油经脱硫处理，成份为8-10C的饱和烷烃及不饱和烷烃。

所述乳化渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述的清洗剂为非水系清洗剂。

所述的非水系清洗剂为烃类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂或烃类溶剂与醇类溶剂的混合溶剂。

所述的醇类溶剂为C12-C16的椰子油醇。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：1、应用范围广，适用于500kV及以下带电设备，在强电场中高压设备不停电条件下，去除变电站内中高压设备外表面、开关柜和二次线端子排、带油设备及变压器套管等的油污、盐灰等，本发明的PH值为中性，对铝、铜等导电材料，瓷绝缘、硅橡胶、EICS、硅油、硅脂、地脂等绝缘材料无腐蚀；脂肪醇聚氧乙烯（7）醚、C12-C16的椰子油醇及精制油具有良好的润滑性、发泡性、去污力和乳化力；有较高的去脂能力—抗硬水力；对极性、非极性物质的油污和盐灰都有很好的溶解、清洗能力。

2、操作简便快捷。对液泵及液柱长度无特殊要求，当电压等级较低如10kv电压等级时，只要喷枪口及操作人员与带电体的距离不小于最小安全距离就可进行清洗。该复合阻燃有机去污剂既可用于变电设备清洗，亦可用于线路清洗及用户配电设备的清洗。对于已经喷涂PRTV的设备可以进行清洗，对其物理化学特性无影响。

3、清洗的安全性与外绝缘的污秽程度无关，工频耐压试验时，无闪络，无击穿，无发热，泄漏电流不大于绝缘空管泄漏电流，因而可清洗各种盐密及不同污秽程度的污垢，清洗时不会引起邻相闪络。

4、清洗洁净度高、快速彻底。该复合阻燃有机去污剂去油能力特强，可快速溶解粘附在电气设备上的油膜、油泥，进而彻底地去除粘附在油膜上的各种盐份、极化微尘，金属粉尘等有害物质。另外由于使用了绝缘清洗枪，可保持枪口与外绝缘在最佳清洗距离下进行喷洗，且没有死角，所以清洗效果良好。

5、在接触空气后短时间内即全部挥发干净，不留残液；在空气温度大的时候，该清洗剂可迅速排除电气设备上的潮气。

6、复合阻燃有机去污剂经过毒性试验，无毒、无害，对环境无污染。

具体实施方式

实施例1

一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，由以下重量份的原料组成：有机溶剂85-95份，稳定剂5-15份，所述有机溶剂按百分重量比计：精制油20-40％、阻燃剂15-25％、清洗剂20-40％、乳化渗透剂5-10％和分散剂5-15％。

稳定剂为叔丁基对苯二酚或1,3-二甲基脲；阻燃剂为氯蜡-52、氯蜡-40、十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯或六溴环十二烷；精制油经脱硫处理，成份为8-10C的饱和烷烃及不饱和烷烃；清洗剂为非水系清洗剂，可以为烃类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂或烃类溶剂与醇类溶剂的混合溶剂；乳化渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

实施例2

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂92份，稳定剂8份，有机溶剂按百分重量比计：精制油30％、阻燃剂20％、清洗剂30％、乳化渗透剂8％和分散剂12％。精制油经脱硫处理，成份为8-10C的饱和烷烃及不饱和烷烃，乳化渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，稳定剂为叔丁基对苯二酚，阻燃剂为六溴环十二烷，清洗剂为C12-C16的椰子油醇。

该复合阻燃有机去污剂进行如下测试：

测试设备与条件：1）电导率测试仪；2）工频试验变压器1000KV；

3）据国标规定，绝缘子耐受试验电压如下表：

表1为绝缘子耐受试验电压

2试验电压波形与频率

工频试验电压应为频率50Hz的交流电压。试验电压值是指其峰值除以2。

3试验室的环境条件

试品在试验大厅放置120小时后进行试验，试品温度达到环境温度。

温度：23℃

压力：bo=998kpa

湿度：ho=40%

测试结果：1、外观及物理稳定性

目测观察复合阻燃有机去污剂均匀一致、透明，无沉淀、杂质或分层等异常现象。

用振动的方法使复合阻燃有机去污剂充分搅动，取25ml放入试管，放入冷冻箱冷却到5摄氏度，保持1小时；

经查在此条件下复合阻燃有机去污剂无结晶、分层、沉淀等异常现象，保持透明澄清的单一液态。

2、测定相对密度

经过测量，复合阻燃有机去污剂相对密度为1.07g/L,大于水的密度，符合绝缘清洗需要。

3、蒸发速度和残留量测定

将复合阻燃有机去污剂5g置于平底玻璃器皿内40h，其残留量为1.1×10-5g/cm²，结论:挥发性能良好，无残留物。

4、耐电压性能试验

将复合阻燃有机去污剂放置在标准油杯中，按绝缘油试验方法进行试验，其击穿电压大于36kV，液柱的闪络电压为350kV/m。

5、电导率的测量

用电导仪测量，其电极为双圆筒钛合金电极，经测试，复合阻燃有机去污剂的电导率为0.007μS/cm

6、耐高温试验

复合阻燃有机去污剂在600℃燃烧，闪点68℃，故复合阻燃有机去污剂不能在有明火的场所使用。

7、绝缘清洗剂的介质损耗角正切值的测试

介质损耗角正切值不大于0.5％。

8、腐蚀性测量

PH值为6.8，为中性；以标准面积1.5cm*1.5cm的铁、铜、铝片浸泡在绝缘清洗剂中72小时，表面无变化，金属片重量无变化，经过试验说明对电力常用金属物无腐蚀作用。

9、清洗效果

采用重量法进行试验，在瓷件表面涂抹人工污垢，人工污垢用凡士林、碳酸钙、硫酸镁、氯化钠、硅藻土粉末组成。试验结果污垢清除率在95%以上，清洗能力强。

10、简易绝缘电阻对比测量

用2500V的兆欧表进行测量，表笔开距2mm，绝缘电阻无穷大。对瓷瓶附着污秽物饱和水溶液与复合阻燃有机去污剂饱和溶液对比，复合阻燃有机去污剂饱和溶液的绝缘电阻无穷大，去离子水污秽饱和溶液绝缘电阻为零。

11、复合阻燃有机去污剂毒性试验

用医用小白鼠分3组用不同剂量观察48小时：

表2为第一组小白鼠的测试结果

表3为第二组小白鼠的测试结果

表4为第三组小白鼠的测试结果

从上三组试验结果来看，试品毒性微小。

实施例3

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂90份，稳定剂10份，有机溶剂按百分重量比计：精制油32％、阻燃剂25％、清洗剂30％、乳化渗透剂6％和分散剂7％。其他同实施例1。

对该复合阻燃有机去污剂对绝缘子进行工频闪络电压试验，试验说明：试验时，先施加约75%的规定闪络电压，然后以每秒约2%试验电压的速率上升至闪络，闪络电压以5个连续测定的闪络值的算术平均值计算。

选用试品：悬式瓶 型号XP70

试验变压器：1000kV

为试验变压器电压升压过程计量准确，将试品5个为一串，共计3串。

试验过程与结果：

（1）复合阻燃有机去污剂清洗前的绝缘子外绝缘水平

表5复合阻燃有机去污剂清洗前进行干闪试验(单位kV)：

折算为一片70

（2）复合阻燃有机去污剂清洗绝缘子后绝缘子外绝缘水平：

表6清洗剂清洗后进行干闪试验(单位kV)：

折算为一片70

（3）绝缘子人工污秽情况下外绝缘的绝缘水平

表7人工污秽工频闪络试验(单位kV)：

试品按照标准0.1mg的盐密、1.0mg的灰密进行人污秽涂覆

折算为一片50

（4）复合阻燃有机去污剂与去离子水清洗人工污秽绝缘子后，绝缘子外表面绝缘水平。

表8复合阻燃有机去污剂及去离子水清洗清扫后的工频闪络试验(单位kV)

折算为一片71

从上述试验结果来看，该复合阻燃有机去污剂不降低绝缘子外表面的绝缘性能。

实施例4

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂89份，稳定剂11份，其他同实施例1。

模拟实际情况下支柱绝缘子自然饱和盐密对比耐压试验，试验过程与结果：

1、饱和污秽支柱绝缘子对比试验

将被试品编号1，2，3，4。分成2组，每组两柱，用金属导体连接对比耐压试验。每组试品首先进行5次工频耐压试验，记录平均火花（起弧）电压。

然后对双数组人工浇淋复合阻燃有机去污剂，进行5次工频耐压试验，记录每组瓷瓶平均火花（起弧）电压。

表9饱和污秽支柱绝缘子对比试验

2、支柱绝缘子清擦/清洗清扫后对比起弧试验

对试品完全清洗清扫后的工频耐压试验。然后进行5次工频火花（起弧）试验，记录每次的火花（起弧）电压值。

表10饱和污秽支柱绝缘子对比试验

实施例5

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂95份，稳定剂5份，有机溶剂按百分重量比计：精制油20％、阻燃剂25％、清洗剂40％、乳化渗透剂10％和分散剂5％。其他同实施例1。

实施例6

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂85份，稳定剂15份，有机溶剂按百分重量比计：精制油40％、阻燃剂15％、清洗剂30％、乳化渗透剂5％和分散剂10％。其他同实施例1。

实施例7

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂92份，稳定剂8份，其它同实施例3。

实施例8

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂92份，稳定剂8份，其它同实施例2。

表11复合阻燃有机去污剂对220kv绝缘子串（13片）耐压试验

通过对以上分析我们可以看到：复合阻燃有机去污剂的绝缘强度达到14.2kv/mm，是空气介质绝缘强度的6.7倍，不同程度积污的单片绝缘子在表面被清洗剂湿润的条件下，绝缘子的电气强度没有下降，部分情况下反而略有提高；220kv绝缘子串在表面洁净及表面涂1mg/0.3mg污层并经复合阻燃有机去污剂饱和湿润后通过495kV一分钟工频耐受，这就保证了220kv及以下电压等级带电绝缘清洗时电气设备的安全。

实施例9

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂87份，稳定剂13份，有机溶剂按百分重量比计：精制油25％、阻燃剂25％、清洗剂35％、乳化渗透剂5％和分散剂10％。其他同实施例1。

实施例10

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂88份，稳定剂12份，有机溶剂按百分重量比计：精制油35％、阻燃剂15％、清洗剂30％、乳化渗透剂8％和分散剂12％。其他同实施例1。

实施例11

用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，有机溶剂93份，稳定剂7份，有机溶剂按百分重量比计：精制油40％、阻燃剂15％、清洗剂30％、乳化渗透剂5％和分散剂10％。其他同实施例1。

Claims (1)

1.一种用于带电绝缘设备的复合阻燃有机去污剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：有机溶剂92份，稳定剂8份，所述有机溶剂按百分重量比计：精制油30％、阻燃剂20％、清洗剂30％、乳化渗透剂8％和分散剂12％；

所述稳定剂为叔丁基对苯二酚或1,3-二甲基脲；

所述阻燃剂为氯蜡-52、氯蜡-40、十溴二苯醚、四溴双酚A、五溴甲苯或六溴环十二烷；

所述精制油经脱硫处理，成份为8-10C的饱和烷烃及不饱和烷烃；

所述乳化渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述的清洗剂为非水系清洗剂，所述的非水系清洗剂为烃类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂或烃类溶剂与醇类溶剂的混合溶剂，所述的醇类溶剂为C12-C16的椰子油醇。