淺淡絕緣子防污閃技術(shù)

【摘要】污閃是架空線路運行中常見的故障，通過對事故成因的分析，在此基礎(chǔ)上對污閃事故整理出的絕緣子污閃的防治方法。

1前言

架空線路一般分布較廣,長期露天運行,遭受塵土塵土 、鹽堿污穢 、海水鹽霧和鳥糞等自然污穢和在工業(yè)生產(chǎn)過程中由煙囪排出的氣體、液體和固體污穢的雙重影響,運行環(huán)境比較惡劣。隨著社會進(jìn)步和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)容量和電壓等級相應(yīng)提高,工農(nóng)業(yè)發(fā)展也使得部分地區(qū)的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備外絕緣的污閃事故所造成的危害也日益嚴(yán)重。我國跨市跨地區(qū)的電網(wǎng)污閃事故首先發(fā)生在20世紀(jì)70年代,據(jù)不完全統(tǒng)計,1971～1980年我國輸電線路發(fā)生的污閃事故1126 次,變電所設(shè)備的事故有761次,1981～1990年,輸電線路發(fā)生的污閃事故 1907次，變電所設(shè)備的事故達(dá)695次,20世紀(jì)90年代的1990年、1996年和 2001年發(fā)生了3次大面積電網(wǎng)污閃事故。污閃事故造成的直接電能損失以及對國民經(jīng)濟造成的損失是十分驚人的。1976 年2月上海閘北電廠一次事故,就減少發(fā)電1013萬 kW·h ,導(dǎo)致上海北部地區(qū)大面積停電。20世紀(jì) 90 年代,我國的華東、華中、華北、西北等地區(qū)發(fā)生的跨省市的大面積污閃事故,都造成地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的幾度解列。開展電力系統(tǒng)中污閃機理研究以及做好防污閃工作對確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有著重要意義。

2污閃的成因

在潮濕污穢的絕緣子表面，在電壓作用下，流經(jīng)絕緣子表面污穢層的泄漏電流使污層加熱。由于污染物在絕緣子表面的分布不均勻，也由于絕緣子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成了各部分電流密度不一樣，污層的加熱也是不平衡的。在電流密度最大且污層較薄的部分，水分迅速蒸發(fā)、變干，電阻也就增大，沿面電壓的分布隨之改變，大部分電壓降落在這些部分。結(jié)果這些部分就可能出現(xiàn)火花放電通道，形成局部電弧。由于火花放電通道的電阻低于原來干燥部分的表面電阻，使泄漏電流 增大，從而使污層進(jìn)一步干燥。與此同時，局部電弧根部附近的表面也迅速受熱變干，使電弧變長?？傊?，全部表面的干燥將使電阻增大泄漏電流減小，而局部電弧的伸長則使泄漏電流增大。如果總的結(jié)果是泄漏電流減小，則局部電弧將熄滅;如果總的結(jié)果是泄漏電流增大，則局部電弧將繼續(xù)伸長，發(fā)展到沿整個絕緣子表面的閃絡(luò)。

2污閃的種類

2.1氣體中沿固體表面的放電

高壓導(dǎo)體總是需要用固體絕緣材料來支撐或懸掛，這種絕緣材料稱絕緣子。

由于絕緣子的用途不同，生產(chǎn)了形態(tài)各異的固體絕緣子，但它們都處在電場之中，由于電場的作用在正常運行狀態(tài)下存在沿面放電，如電暈放電、細(xì)線狀輝光放電、滑閃放電等。

2.2污染絕緣子表面的沿面放電

眾所周知，戶外絕緣子會受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛塵等污染。在干燥情況下，絕緣子表面污層的電阻很大，對閃絡(luò)電壓沒有多大影響。但當(dāng)空氣濕度很高，或在毛毛雨、霧、露、雪等不利氣候條件下，絕緣子表面污層被濕潤，其表面電導(dǎo)劇增，使絕緣子泄漏電流急劇增加，絕緣子的閃絡(luò)電壓大大降低，甚至可能在工作 電壓下發(fā)生閃絡(luò)。

污閃是在工作電壓下發(fā)生的、常常會造成大面積和長時間的停電事故，石河子電網(wǎng)事故的60%是污閃造成的，而事故損失的80%是污閃造成的，可見污閃事故是對電力系統(tǒng)危害特別大的一種事故。

3影響絕緣子污閃放電的因素及對策

3.1 大氣污染

隨著城鄉(xiāng)工業(yè)的迅速發(fā)展大氣污染越來越嚴(yán)重，氣象條件越來越惡劣，特別是火電廠、水泥廠、鋼鐵廠、化工廠及礦山等工業(yè)排出的大量氣、液、固態(tài)污染物，隨著氣壓、風(fēng)速、溫度等條件的變化形成嚴(yán)重的污染源。由于絕緣子表面長期遭受工業(yè)和自然污穢物的污染和積污，當(dāng)其表面污穢層受潮后，絕緣電阻下降，泄漏電流增加，從而導(dǎo)致閃絡(luò)事故發(fā)生。所以一方面政府部門必須強化環(huán)境保護(hù)，依法科學(xué)治理污染源，從根本上解決大氣污染，造福子孫后代。另一方面，供電部門必須強化輸變電設(shè)備管理，采取停電定期清掃、帶電作業(yè)清掃、水清洗和采用新技術(shù)、RTV涂料等新材料技術(shù)措施有效的防止污閃事故的發(fā)生。

3.2 鳥糞污染

雖然鳥糞污穢的鹽密度不高，但是由于鳥在排糞時，其糞便極易造成短路或縮短絕緣子的有效爬距，使絕緣子在正常工作電壓下發(fā)生污閃事故。所以鳥糞污染是不可忽視的因素，目前國內(nèi)供電部門采取夜間驅(qū)趕、捅鳥窩、桿塔放置防鳥器和安裝防著落筑巢設(shè)施等避免鳥糞對絕緣子所造成的污閃事故。

3.3海拔高度的影響

由于在高海拔環(huán)境下大氣壓強較低，所以極易發(fā)生放電現(xiàn)象，并且電弧較粗，在交流過零后，電路極易發(fā)生放電現(xiàn)象，電弧容易發(fā)生重燃，較難熄滅。所以在高海拔、低氣壓下運行的輸變電設(shè)備應(yīng)加強其絕緣。在進(jìn)行絕緣配合計算時必須充分考慮其影響，適當(dāng)提高其污閃電壓，一般情況下在海拔3000 m以上時，污閃電壓數(shù)值相應(yīng)考慮提高25%左右。

3.4絕緣子覆冰、覆雪的影響

絕緣子覆冰、覆雪對污閃電壓有不同的影響，經(jīng)過有關(guān)科研部門的試驗研究，絕緣子先污染后結(jié)冰時在相同的鹽密下，無論在凍結(jié)狀態(tài)還是在融化狀態(tài)下其污 閃電壓可提高，若冰在充分融化時其耐受電壓不變。通常情況下由于冰雪在空氣中往往是受到污染后凍結(jié)在絕緣子上，這時其耐受電壓值最低，極易發(fā)生閃絡(luò)事故。

3.5酸雨、酸霧影響

由于地理環(huán)境的不同，大氣污染造成個別地區(qū)不同程度的存在酸雨、酸霧現(xiàn)象，由于酸性污穢物的電導(dǎo)率隨pH值的減少而增大，從而大大降低絕緣子的閃絡(luò)電壓。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，電網(wǎng)受大氣污染的形勢更加嚴(yán)峻，所以必須提高環(huán)保意識，加大執(zhí)法力度，同時采取技術(shù)措施，強化輸變電設(shè)備管理，避免閃絡(luò)事故的發(fā)生。

3.6絕緣爬距、結(jié)構(gòu)、材料的影響

絕緣子爬距、結(jié)構(gòu)及材料與污閃電壓密切相關(guān)，一般情況下，污閃電壓隨爬距的增大而增加。絕緣子的結(jié)構(gòu)形狀直接影響絕緣子的防污性能，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其表面光滑，不易形成渦流，積污量較小，提高了污閃電壓。采用高分子有機復(fù)合材料，由于其形狀系數(shù)大，表面電阻大且有良好的憎水性，防污性能好。因此在絕緣子選型時，必須根據(jù)具體情況合理選擇其幾何爬距和結(jié)構(gòu)，采用新技術(shù)，積極推廣使用復(fù)合絕緣子。

3.7絕緣串長度的影響

一般情況下，絕緣串長度與污閃電壓成線性關(guān)系，但是由于受絕緣子串同桿塔架構(gòu)距離的影響而產(chǎn)生的鄰近效應(yīng)，所以絕緣子串長與污閃電壓之間在高電壓下存在飽和現(xiàn)象。在實際工程設(shè)計和施工中，為了提高其閃絡(luò)電壓，應(yīng)根據(jù)計算適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，但在桿塔架構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)注意和考慮與絕緣串之間的距離。

3.8雷電和操作過電壓的影響

由于雷電和電氣操作所產(chǎn)生的過電壓容易使污穢絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，所以部分閃絡(luò)的發(fā)生來源于雷電和操作過電壓。為此在進(jìn)行輸變電設(shè)計時應(yīng)注意做好設(shè)備的防雷和防操作過電壓的技術(shù)措施。

4結(jié)論

絕緣子的污閃雖說以現(xiàn)在的技術(shù)水平不能達(dá)到完解決的效果，但是以現(xiàn)在的技術(shù)水平可以通過改善線路運行環(huán)境和彩用新技術(shù)的手段來提高線路運行的穩(wěn)定性。