分析輸電線路絕緣子防污閃對策以及應(yīng)用

摘 要：長期以來，輸電線路的正常運行會受到大氣污染和氣候條件的制約，在這樣的情況下，常常發(fā)生輸電線路污閃事故，進(jìn)而導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障，給輸電線路的正常運行帶來不利影響。本文從輸電線路絕緣子污閃事故發(fā)生的過程入手，分析輸電線路絕緣子污閃事故發(fā)生的主要原因，針對輸電線路絕緣子防污閃工作的重點，進(jìn)一步提出輸電線路絕緣子防污閃對策。

關(guān)鍵詞：輸電線路 絕緣子 污閃事故 防污閃對策

中圖分類號：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0115-02

據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，輸電線路因污閃造成的絕緣子閃絡(luò)事故，在當(dāng)前的電網(wǎng)事故中發(fā)生概率的排行已經(jīng)上升到第二位，而因污閃釀成的損失是僅次于第一位雷害事故損失的十倍左右。輸電線路絕緣子不論是在大氣過電壓，或是在內(nèi)部過電壓、長期運行電壓下都可以正常的運行，然而，沉積在輸電線路絕緣子表面上的固態(tài)、液態(tài)或是氣態(tài)污漬顆粒物，容易與天氣或氣候條件下的霧、冰、雪等發(fā)生作用，極大地降低了輸電線路絕緣子的電氣強度，導(dǎo)致輸電線路發(fā)生閃絡(luò)，甚至可能會引發(fā)停電事故。

1 輸電線路絕緣子污閃事故發(fā)生的過程

輸電線路絕緣子污閃的發(fā)生是因絕緣子表面積污引起的，絕緣子表面的積污會在惡劣的天氣或環(huán)境下發(fā)生潮解，是的絕緣子表面的泄漏電流增加，最終引發(fā)絕緣子閃絡(luò)，在通常情況下，絕緣子閃絡(luò)需要具備兩個調(diào)節(jié)，即絕緣子表面積污，絕緣子處于惡劣的環(huán)境下。輸電線路絕緣子污閃發(fā)生的過程主要分為四個階段，首先是輸電線路絕緣子表面積污，即污穢顆粒物積附在絕緣子表面；其次是絕緣子表面的積污在潮濕的天氣下受潮，積污受潮后為污閃的產(chǎn)生提供了有利條件；再者，絕緣子表面積污不均勻，有積污的部位潮濕，無積污的部位干燥，干燥部位需要承受更高的電壓，當(dāng)干燥部位電壓達(dá)到一定數(shù)值，便會產(chǎn)生局部電??；最后，當(dāng)局部電弧達(dá)到臨界點時，電弧就會貫穿兩級，引發(fā)閃絡(luò)。

2 輸電線路絕緣子污閃事故發(fā)生的主要原因

2.1 絕緣體自身存在缺陷

輸電線路絕緣子在生產(chǎn)時，因生產(chǎn)工藝的原因會導(dǎo)致絕緣子內(nèi)部的瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)不勻稱，在長時間的運行之后，絕緣子的機械性能會隨著運行時間的增長而逐漸下降。而在高電壓以機械符合的長時間相互作用下，絕緣子的擊穿電壓會下降，進(jìn)而引發(fā)絕緣子污閃。另外，在搬運或安裝絕緣子時，若不小心使絕緣子內(nèi)部瓷質(zhì)出現(xiàn)裂縫，或使絕緣子內(nèi)部瓷質(zhì)不完整等情況，絕緣子的擊穿電壓也會受到影響。

2.2 環(huán)境因素的影響

輸電線路在使用的過程中，絕緣子通常是暴露在大氣環(huán)境下的，時間久了之后，大氣環(huán)境中的微塵顆粒、工業(yè)廢氣、自然界鹽堿以及鳥類的糞便等便會附在絕緣子的表面上，使絕緣子擊穿電壓下降。自然環(huán)境下的溫度升降也會在一定程度上影響絕緣子的擊穿電壓。在天氣氣象方面，大霧、反潮或積雪融化等天氣，也會讓依附在絕緣子上的積污附潮滲水，進(jìn)而變成一層層的電解質(zhì)水膜，增加了絕緣子表面泄露電流情況發(fā)生的概率，導(dǎo)致閃絡(luò)發(fā)生[1]。

2.3 海拔高度的影響

大氣壓強與海拔高度成反比，即海拔高度增高，則大氣壓強會隨之降低，因此，在海拔越高的地區(qū)，放電現(xiàn)象越容易發(fā)生。而因放電電弧相對比較粗，待交流達(dá)到零后，輸電線路就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，電弧很容易重燃，重燃后很難熄滅。

2.4 絕緣爬距和結(jié)構(gòu)形狀的影響

輸電線路絕緣子污閃和絕緣爬距、絕緣材料以及結(jié)構(gòu)形狀也有一定的關(guān)系。通常，絕緣子污閃電壓會隨著絕緣爬距的增大而增大，而污閃電壓越高，絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的概率就越低；絕緣材料會影響污閃，一般情況下，玻璃的擊穿電壓高，且性能穩(wěn)定，具有性價比高的特點，因此輸電線路絕緣子大多由玻璃材料做成；絕緣子的形狀結(jié)構(gòu)也會影響污閃，由于絕緣子的形狀結(jié)構(gòu)多是螺紋狀，可以增大爬距，進(jìn)而提升污閃電壓，同時，螺紋狀的絕緣子具有耐臟的特點，不容易形成積污。

3 輸電線路絕緣子防污閃措施

3.1 輸電線路絕緣子防污閃工作的重點

根據(jù)國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，開展飽和鹽度或灰度測試，當(dāng)前有的單位防污閃工作存在的不足主要有：污穢測量不足，監(jiān)測點設(shè)置不合理，測試的數(shù)據(jù)不夠可靠，灰度測試少，記錄信息不足等。針對這些問題，當(dāng)前輸電線路絕緣子防污閃工作的重點是調(diào)爬，主要針對現(xiàn)有的外絕緣配置和污穢水平不匹配的輸電設(shè)備。考慮電網(wǎng)和設(shè)備的重要程度，進(jìn)行調(diào)爬，特別是對過去存在污閃或在惡劣天氣下出現(xiàn)異常放電的地區(qū)，需要開展調(diào)爬工作[2]。

3.2 輸電線路絕緣體防污閃對策

（1）定期或不定期對絕緣子清污。

為了盡可能的消除輸電線路絕緣子閃絡(luò)產(chǎn)生的條件，提升外絕緣子的抗污能力，需要定期或者不定期的對絕緣子進(jìn)行清污工作，清污后可以有效避免設(shè)備外絕緣出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。對于比較容易產(chǎn)生污穢的地區(qū)，必須每半年對輸電線路絕緣子開展一次清污工作。值得注意的是，絕緣子的清污工作僅僅是消除輸電線路絕緣子污閃的一項輔助手段，輸電線路絕緣子在每次完成清污工作后都會出現(xiàn)短時的停電，進(jìn)而會導(dǎo)致電量損失嚴(yán)重，因此，通過清污手段防污閃并不能作為長久之計，還需要運用其他的技術(shù)手段提升絕緣子的防污閃水平。

（2）增大爬電比距。

通常，絕緣子的爬電距離越長，其耐污閃的能力也越高，在發(fā)生過多次大面積污閃后，可采取調(diào)整爬距的方法對輸電線路進(jìn)行改進(jìn)，在已有的絕緣子串的基礎(chǔ)上，再添加1-2片絕緣子，不僅可以增大絕緣子表面的實際泄漏距離，還能有效控制泄露電流，提高閃絡(luò)電壓，但是，在調(diào)整爬距時不允許存在遺漏[3]。增大爬距的方法主要有增加絕緣子片數(shù)，增大傘棱或者增大盤徑，使用耐污絕緣子等途徑，另外，在已經(jīng)投入運行的設(shè)備瓷件表面使用硅橡膠增加爬距，能夠提升輸電線路的防污閃能力，是避免污閃的有效方法。

（3）選用合適的絕緣子。

當(dāng)前，被使用比較廣泛的絕緣子主要有普通型、鐘罩型、雙傘型和流線型等類型，由于絕緣子的外觀結(jié)構(gòu)也會對積污產(chǎn)生影響，因此在選用絕緣子類型上需要選擇符合絕緣子自身要求的。輸電線路絕緣子的外形結(jié)構(gòu)和周圍空氣的流動速度會直接影響絕緣子周圍的氣流特性，光滑的絕緣子表面不容易形成渦流，可以減少積污，而粗糙的絕緣子表面容易形成渦流，進(jìn)而影響周圍的氣流速度，使絕緣子氣流低的部位積污。雙傘型防污絕緣子時目前國內(nèi)使用較多的絕緣子類型，其外表光滑，裙邊較為傾斜，形成的渦流小，不容易積污。

（4）在絕緣子上噴涂防污閃材料。

通過在輸電線路絕緣子上噴涂防污閃材料，可以解決絕緣子污閃問題，在通常情況下，防污閃涂料具有很強的憎水性和憎水遷移性，噴涂時方便快捷，可以減少和預(yù)防污層濕潤，擁有高效的防污閃效果，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛運用于輸電線路絕緣子防污閃工作中。由于絕緣子的電瓷表面是高能面，有親水性，當(dāng)處于潮濕的環(huán)境下時，絕緣子電瓷表面的水分便會形成導(dǎo)電水膜，而在絕緣子表面噴涂憎水性材料后，水分便會聚集成大顆的水珠，無法形成導(dǎo)電水膜，從而增大絕緣子表面的電阻。限制泄露電流增大，最終實現(xiàn)防污閃效果[4]。

（5）使用絕緣子監(jiān)測技術(shù)。

低值絕緣子與零值絕緣子是直接影響絕緣子閃絡(luò)的主要因素，按照完好絕緣子和不完好絕緣子分類，兩者在絕緣子串中電壓分布不相同，可以根據(jù)這一原理研究火花間隙法、音響脈沖法以及靜電電壓法，對絕緣子進(jìn)行監(jiān)測。按照絕緣子表面會因泄露電流產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象的原理，可以通過變色涂料法、紅外線測溫法監(jiān)測絕緣子。另外，通過紅外熱像儀把絕緣子表面的溫度分布轉(zhuǎn)化成圖像，能夠更加直觀的觀察絕緣子熱圖，從而更快捷的監(jiān)測出不良絕緣子。

近幾年，隨我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展創(chuàng)新，絕緣子在線監(jiān)測技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。一方面，絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)通過將傳感器和絕緣子互相連接，同時在絕緣子頂端安裝主保護(hù)單元，將主保護(hù)單元與傳感器連接；另一方面，通過將太陽能電池盒數(shù)據(jù)采集器安裝于輸電線路鐵塔上，使用連接線連接，此時，傳感器監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)將會傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)采集器中，相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器再通過GPRS系統(tǒng)或者GSM系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂平K端，控制終端再運用相關(guān)的診斷儀器對絕緣子局部放電強度、泄露電流等數(shù)值判斷和分析，并通過分析結(jié)果得出絕緣子附鹽值密度，實時反饋絕緣子的積污情況，方便相關(guān)工作人員及時處理[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，輸電線路絕緣子污閃事故發(fā)生的主要原因包括絕緣體自身存在缺陷、環(huán)境因素的影響、海拔高度的影響、絕緣爬距和結(jié)構(gòu)形狀的影響等方面，在對輸電線路絕緣子進(jìn)行防污閃工作時，需要從絕緣子防污閃工作的重點出發(fā)，通過定期或不定期對絕緣子清污，增大爬電比距，選用合適的絕緣子，在絕緣子上噴涂防污材料，使用絕緣子檢測技術(shù)等途徑，有效開展輸電線路絕緣子的防污閃工作，防止污閃現(xiàn)象引發(fā)的電路故障。

參考文獻(xiàn)

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