除冰點可在10秒內(nèi)升溫至60℃以上。 周鵬程 供圖

　　一雙小履帶，身材長又方，“頭”上長座伸縮式小尖塔，“口”里噗呲噗呲吐蒸汽……近日，云南電網(wǎng)公司曲靖供電局抗冰、融冰再添利器——該局研發(fā)出的變電站戶外蒸氣熱源帶電除冰裝置在500千伏喜平變電站、220千伏尖山變電站融冰工作中首戰(zhàn)告捷，約30分鐘即解決直流融冰裝置隔離開關(guān)因覆冰嚴(yán)重?zé)o法分合的難題。

　　據(jù)悉，目前，該項目已獲得授權(quán)實用新型專利3項，受理實用新型專利2項，正在申報發(fā)明專利2項。

　　只為工作“七更”

　　“變電站一次設(shè)備大多運行于室外，當(dāng)?shù)蜏乇鶅鎏鞖鈺r受環(huán)境影響，絕緣支柱設(shè)備覆冰較重時傘群形成冰橋，使絕緣強度降低，容易導(dǎo)致冰閃跳閘事故。隔離開關(guān)設(shè)備覆冰較重時會造成拉合困難，影響電網(wǎng)的運行操作。而當(dāng)輸電線路覆冰較重時還會導(dǎo)致直流融冰系統(tǒng)無法接入，從而造成輸電線路倒桿斷線等重大電力事故。”位于云南省東北部的曲靖市，由于地理位置特殊，時常遭受冰雪侵襲，因此，針對冰雪天氣下保障變電一次設(shè)備現(xiàn)場應(yīng)急除冰設(shè)備的研究很有必要且重要，于是，兩年前，曲靖供電局帶電作業(yè)中心輸電二班張義煒和團隊啟動了該項目的研究。

　　據(jù)張義煒介紹，目前變電一次設(shè)備除冰主要有三種方式。

　　第一種常用的是人力機械除冰，即靠人借助簡單工具將絕緣子與設(shè)備上的覆冰機械敲打清除，操作簡單但勞動強度大、效率低、風(fēng)險高，容易造成設(shè)備損壞。

　　第二種涂料除冰法是應(yīng)用憎冰性固體涂料對變電站設(shè)備進行防冰處理。由于涂料的老化問題，需在每次覆冰季節(jié)來臨前重新噴涂，使用復(fù)雜，成本高，還需停電以保障安全。

　　帶電熱源除冰是第三種方式。其熱源分為熱風(fēng)、熱水和蒸汽三種。熱風(fēng)除冰適用于低矮處設(shè)備，但站內(nèi)設(shè)備大多高于4米，故使用范圍有限且效率偏低;熱水除冰方式效率較高，但操作復(fù)雜，能耗較大，且純水加熱后水電阻率大幅下降,帶電除冰存在安全隱患;蒸汽除冰方式此前未見研究與應(yīng)用。

　　為了讓工作更安全、更高效、更經(jīng)濟、更環(huán)保、更健康、更實用、更通用。張義煒在內(nèi)的研發(fā)團隊對3種熱源進行了除冰效率、能耗的理論計算及安全性分析，認(rèn)為采用過熱蒸汽除冰綜合性能最佳。隨后，還通過西安高壓電器試驗研究院對過熱蒸汽進行了電氣試驗，其絕緣性能、除冰效率均滿足帶電除冰安全要求。

　　帶電除冰機器人本領(lǐng)大

　　此套帶電除冰裝置采用超純水過熱蒸汽，溫度約230℃，壓力值4兆帕，絕緣性能佳。適用于35千伏至220千伏變電站，覆蓋全站一次戶外設(shè)備。

　　為滿足變電站復(fù)雜的工況，“帶電除冰機器人”采用了電池組件及伺服電機為動力源驅(qū)動履帶式行走機構(gòu)，具備30厘米的越障能力，爬坡能力可達40度，可在鋪裝路面、碎石路面、草坪、臺階、電纜溝等工況條件下順利通行。

　　同時，前端平衡機構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)需求，具備一鍵自動平衡功能，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場實際情況，可實現(xiàn)任意支腿手動平衡調(diào)整功能，同時具備一鍵快速收回功能。

　　“頭”上的絕緣伸縮裝置作為除冰前端的主要承載設(shè)備，采用的是玻璃纖維管，負(fù)責(zé)將前端除冰支架及高壓蒸汽管、氣吹管路運送到指定位置進行除冰，同時在電場承載主絕緣作用。為了便于在變電一次設(shè)備構(gòu)架間通行及車輛運輸，可根據(jù)需要進行放倒與豎立。

　　為了防止冰災(zāi)環(huán)境下伸縮裝置結(jié)冰導(dǎo)致伸縮失敗，研發(fā)團隊給它集成了高壓氣動系統(tǒng)作為動力，同時增加了高壓氣體加熱裝置，在伸縮裝置工作時玻璃纖維氣缸內(nèi)可保持一定溫度。此外，為防止作業(yè)時散落的冰水中含有污穢物形成連線，還給它增加了防雨罩。

　　根據(jù)不同設(shè)備的除冰需求，前端共設(shè)計了隔離開關(guān)、絕緣支柱、手持除冰前端三種款式。其中前兩款可銜接于絕緣伸縮裝置的上方。隔離開關(guān)除冰前端最高除冰高度可達12米，可根據(jù)需要進行360度旋轉(zhuǎn)操作。絕緣支柱除冰前端則可根據(jù)不同絕緣支柱的盤徑進行前后、上下調(diào)節(jié)，設(shè)有雙風(fēng)口,既可熱力除冰又可將下流的污水打斷，確保絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。手持除冰前端則主要可實現(xiàn)對低矮、密集區(qū)設(shè)備快速除冰，其型號分手持組合和伸縮式除冰前端兩種，可根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備高度靈活組合使用。

　　本裝置設(shè)有移動控制終端和后臺控制終端，通過抗干擾通訊系統(tǒng)與前端各分子系統(tǒng)進行通訊，實現(xiàn)除冰前端設(shè)備的行走控制、平衡控制、旋轉(zhuǎn)控制、伸縮控制、蒸汽熱源控制、氣動系統(tǒng)控制、液壓系統(tǒng)控制、除冰前端操作控制等的多系統(tǒng)遠程集中控制。 (阮松萍 周鵬程)