带电清洗及工艺简述

带电清洗的起源：

中国带电清洗起源于二十世纪八十年代，带电清洗源于许多电子电器电力设备24小时不能停电而又长期饱受环境污染、形成隐患并产生故障。

带电清洗的目的：

开展输变电设备带电清洗是恢复设备原有绝缘水平、防止污闪事故发生、保证电网安全运行。

带电清洗的新旧技术概念：

旧方式：

一：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、电器电柜等之清扫方式，称为干清扫。这种方法存在着以下缺点：

1 ）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。

2 ）清洗效果差。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。

二：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末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：

1 ）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，因此清扫不够彻底。此外，锯末作为一种清扫介质，靠的完全是机械冲力，对黏附力较大的油污则无法清除干净。

2 ）用锯末清扫的设备庞大，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。

3 ）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。

新方式：

一：带电化学清洗剂清洗

产品特性：目前电力系统中使用的供、变电设备大多是以空气作为绝缘介质，如果没有外来污染物的影响，这些设备在空气中都可以安全运行，不会发生相间短路或对地短路现象。如果能找到一种清洗介质，其绝缘值和耐压值都比空气高得多，而且不同程度积污的绝缘子在表面被清洗剂湿润的条件下，外绝缘的电气强度不下降，那么，当用这种介质清洗在线运行的电气设备时，不会出现外绝缘击穿现象。围绕这一设想，近年来国外已经开发出相应的带电清洗产品，国内少数厂家通过引进国外技术也已经相应生产出具备以上性能的带电清洗产品。该类产品一般具有以下特点：

1 ）根据GB/T25097-2010《绝缘体带电清洗剂》，其介电强度达到12KV/mm(或12000KV/m)，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，绝缘子的电气强度基本不下降，有些情况下反而略有提高，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。

2 ）清洗剂液柱耐压及泄漏电流测量结果表明：当喷枪口与带电设备距离达到人身与设备最小安全距离时，沿清洗剂液柱的泄漏电流极小，属于安全范围内；另外，由于清洗剂的绝缘强度远比空气高，当喷枪与带电体间距为0.6m时，即使电压升高到200KV仍未导致闪络，因此清洗时不会降低周围空气的绝缘强度，从而保证了清洗过程中操作人员的安全。

带电清洗作业对象主要分为四大类：

一、网络设备：包括交换机、路由器、防火墙、服务器、小型机、磁盘整列等；

二、通信设备：交换机房、传输机房、基站设备、数据设备等；

三、电力设备：指一次设备、二次设备。包括电厂、变电站、传输线路、电网、一般企业配电房等。主要清洗的对象有发电机、电动机、绝缘子、配电柜、避雷器、CT、PT、开关、断路器、变压器、高低压配电柜等；

四、精密仪器：自动化控制设备、电子医疗设备、影像设备等。

带电清洗技术：

带电清洗技术是指对运行中的电子设备在不停电、不停止运行的前提下，利用高绝缘、不燃烧、易挥发、．环保型等特性的清洗剂。由专业技术人员使用专业仪器、工具遵循专业操作规程作业，迅速彻底清除电路表面及深层的各种静电、灰尘、油污、潮气、盐份、炭渍、酸碱气体等污垢的清洗维护技术。

由于污物的性质主要分为：极性水溶性残留物、非极性水溶性残留物、非极性非水溶性残留物。所以使用含有极性和非极性溶剂的清洗剂，对极性水溶性、非极性水溶性、非极性非水溶性的各类污物都能很好地溶解，使清洗达到满意的效果。清洗剂具有稳定的分子结构，能够分解和包裹污染物，并迅速挥发或冲走，从而使设备达到清洁效果，并且在设备表面形成无电极的保护膜，使设备在较长时间内保持无污染的良好工作状态。目前采用经高度提炼的非芳香族溶剂来替代对臭氧层有破坏作用的氯化碳氢化合物溶剂该溶剂无毒、无味、溶解力强，干燥速度快并且不产生冷凝水，具有卓越的除脂、清洗性能。

清洗剂的选型：

清洗剂的绝缘值是保证带电清洗安全的关键指标。绝缘值可分为静态绝缘值和工作绝缘值两种。静态绝缘值是指清洗剂本身所具有的绝缘值。根据GB9491的要求，清洗剂在全浸入时，其静态绝缘电阻应大于1×10 ¹⁰ Ω。工作绝缘值是指带电清洗剂在作业中的绝缘值清洗剂在清洗过程中，清洗剂和清洗对象发生作用后，改变了自身的绝缘性能，造成自身的绝缘性能下降清洗剂挥发时会带走热量，造成电路板内出现局部凝露。出现水和污染物形成游离离子的溶液。从而降低清洗对象电路的绝缘值。为了确保工作绝缘值，首先清洗剂本身的化学性质必须是惰性的，依靠络合大分子团来包裹污染物，不和污染物发生化学反应。其次，清洗剂有一种憎水性的成分，在清洗剂喷射到清洗对象表面时，会自动形成一层憎水层保护膜，阻止空气中的水份向电路板里渗透，这层保护膜在清洗剂挥发后，也随之挥发。从而保证工作绝缘值基本与静态绝缘值相同。

清洗剂的挥发速度是决定其性能的重要指标。挥发速度快，清洗速度也快。但清洗剂挥发速度过快会带走大量的热量，使被清洗部位迅速降温。特别是一些高温工作器件，如大功率管、电源接头、开关电源等极易出现凝露现象，甚至出现冰晶场效应，从而大大影响清洗过程的工作绝缘值。挥发速度过慢，导致污染物再次沉积，清洗就达不到理想效果。一般来说，在25℃时其挥发速度介于0．001～0.15 mg／cm ² ·s之间的清洗剂比较满足要求。

由于我国已遵守国际《消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的规定，从2006年起全面禁止使用含ODS物质的清洗剂。目前使用以高闪点碳氢化合物为主体的清洗剂，大都是采用烷、烃、醇、醚、脂等有机原料合成的，这些原料都有一定的化学腐蚀性。为了确保清洗过程不对通信设备印刷电路板上的金属材料如铜及合金、铝及合金、元器件管脚、金属镀件等以及橡胶、涂层及塑料等产生腐蚀，清洗剂应为中性，测试清洗剂的酸碱度(pH值)应介于6～8之间。清洗剂的卤素含量应小于0.05％。对清洗剂进行相容性测试，将电路板经清洗剂浸泡24h后，用放大镜观察电路板上的涂敷层、IC芯片、各类金属元器件、塑料及金属管壳等均无明显的被腐蚀现象。对清洗剂进行铜镜腐蚀测试，应无变色、无穿透性腐蚀现象。

清洗剂在大气中的寿命：＜10年

臭氧耗减潜能值（ODP）≤0.03

全球变暖潜能值（GWP）≤0.1

带电清洗剂：

电子带电清洗剂是不含CFC和HCFC的阻燃精密电子清洁剂。具有低表面张力、低粘度等特点。优良的渗透性，能有效的清洗各种材质的电气设备，特有的自然干燥性，适用于火电、水电检修时现场清洗。

使用方法：

可采用喷洗或浸泡方法。选用喷洗时，用专用喷枪吸入清洗剂进行喷洗。如遇脏污特别严重的设备，需要进行反复喷洗。清洗后要快速干燥，可使用干燥空气吹干，帮助清洗剂迅速挥发。对于小型电气设备或零件，可直接浸泡数分钟后捞出即可。

1 、使用前和使用过程中充分摇匀。

2 、使用过程中始终保持喷罐直立。

3 、在清洁环境湿度较大或设备表面潮湿时，应实施断电清洁。

4 、喷口距离目标15--30cm均匀喷射，按动压力阀，直接喷于待处理物表面。

5 、使用间歇喷涂方式，以松解并祛除顽固污垢，并使余液流下。

6 、对于精确喷涂或使用于难以接触的区域，可使用加长细管。

注意事项：

1 、对异常的发热部位和严重的污垢，不宜带电清洗。

2 、不宜用于不耐溶剂的塑料部件或精密仪器。

3 、使用环境应通风良好、远离火源。

带电清洗的清洗工艺：

清洗工艺一般采用以下的方法：

(1) 面点面清洗法：适用于污染严重的设备，先用雾状喷洗方法全面浸润污垢，使污垢微粒间相互绝缘，悬浮灰尘不再飞起，再以柱状喷洗方法彻底清洗。

(2) 自上而下清洗法：适用于轻度污染状况的情况。

(3) 自下而上清洗法：适用于中度污染状况下的清洗，可避免污染物自上而下的堆积。

(4) 窄缝隙清洗法：在喷枪或喷雾罐口加接延伸管并通过全程数据监控仪观察和把握整个清洗过程。

(5) 无缝隙清洗法：采取模块倒换拆出一些空导模块，给清洗机柜内部污染留出足够空间。

(6) 电位喷洗法：

A 、首先接好喷洗的各个接口，顺序如下：喷嘴→绝缘枪杆→手柄开关→导液管→清洗机→清洗剂。

B 、清洗机接电源。

C 、其次，安全性最重要，要求作业人员穿好屏蔽服，戴上绝缘手套、穿上绝缘靴，与用户单位调度或值班人员联系，工作负责人宣读工作分工、流程及注意事项。

D 、然后，按动电动开关，开始试喷、试压。

E 、最后，清洗人员对准设备表面污秽喷洗，先从下往上，再从上往下，并变换方位，污秽严重的部位先喷一次，等挥发后再喷洗次，直到干净为止。

F 、必要时配合绝缘刷子进行擦刷。

工程实例：

带电清洗某通信机房。

采用物理除尘、静电消除、带电清洗等多种清洗工艺对设备进行了全面的清洗。步骤如下：

(1) 使用进口多功能吹吸枪逐一清除机柜顶部和横梁、散热口、模块与模块间隙处、走线槽、电缆、线缆接头、裸露接插件及机柜死角部位的灰尘。除尘方式从机柜顶部自上而下逐一清除回收灰尘。

(2) 使用静电测试仪对设备的静电电压值进行测试。并对有静电电压的设备采用无尘离子风枪进行静电消除。

(3) 使用电动喷枪加载带电清洗剂对设备先进行 自上而下 的雾状喷淋，让清洗剂充分浸润和乳化污垢，使灰尘相互绝缘悬浮不再飞起。而对于设备的窄缝隙和深层部位，采用专用喷枪延伸管进入线路板间进行双向侧面的清洗；对于设备面板无缝隙者，将专用喷枪延伸管自机柜层间隙或机柜背面适当空间进入电路板间，进行双向侧面清洗，再以柱状喷射对设备彻底清洗。清洗过程中全程数据监控，用红外测温仪进行温度测试，采取同温补偿的方式将温差控制在5～l0℃之间。

(4) 用表面清洗剂对机柜内外进行全面清洁，防止机柜上的灰尘等污染物对设备造成再次沾染。

在清洗的全过程中，在机柜层问和底部插入防静电回收纸，使每一层清洗的污染物落在其上，最后抽走。清洗的距离、压力及温差控制在表1所示的范围之内。部分插件清洗前后效果对比见图1、图2。

表1 清洗的压力、距离和温差控制范围

带电清洗工作应注意的几个问题：

(1) 在清洗过程中实施全程监控，特别要注意电路板上是否出现结晶、凝露、局部温度不正常升高等现象。如发现设备出现不稳定等异常情况应立即终止清洗工作，并进行相应处理。

(2) 对板卡中一些接插件装置、缆线连接头、光纤连接端子等部位进行清洗时，要顺着连接方向进行清洗。如采用喷枪或压力罐高压清洗，会导致污物被冲洗进接头之间引起接触不良，光衰耗增加。

(3) 通信配线系统在长期运行过程中累积了大量主要由灰尘组成的污物。配线系统是无源设备，不产生热量并有大量的窄缝存在。如清洗工作在冬季进行，部分清洗剂可能进入窄缝而难以挥发，长期滞留在配线模块中造成一定的腐蚀。所以对无源设备的清洗最好安排在夏季．使用挥发速度较大的清洗剂进行清洗工作。在条件许可的情况下，采用风力辅助来加快清洗剂的挥发速度。

(4) 根据拟清洗设备的的不同材质、不同工作温度、不同的运动特性(如设备风扇)，采取不同的清洗方案，并对各类方案制定标准化作业指导书。在指导书中确定清洗工序流程，明确每步工序中存在的危险点，使作业人员和监护人员按预定的流程开展工作。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2021年12月15日。