110kV輸電線路出現(xiàn)污閃的原因分析

彭海洋

摘 要：造成線路跳閘的主要原因之一是污閃。架空輸電線路由于其分布廣泛的原因，經(jīng)常受到各種各樣的地理環(huán)境和氣候環(huán)境影響，因此難免會(huì)導(dǎo)致線路運(yùn)行出現(xiàn)故障，以及各種線路危險(xiǎn)問(wèn)題的發(fā)生。文章對(duì)高海拔、重污穢地區(qū)某110kV輸電線路的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)分析，并通過(guò)對(duì)污穢測(cè)量、絕緣試驗(yàn)以及高海拔地區(qū)絕緣子統(tǒng)一爬電比距進(jìn)行修正計(jì)算等的綜合分析，得出線路污閃跳閘的主要是因?yàn)榄h(huán)境污穢加重，線路跳閘桿塔絕緣子絕緣配置不滿要求而導(dǎo)致，并提出采用調(diào)爬、及時(shí)清掃、涂PRTV防污涂料、采用復(fù)合絕緣子等措施來(lái)防止污閃跳閘發(fā)生。

關(guān)鍵詞：高海拔；重污穢；輸電線路；污閃

高壓輸電線路作為高壓電網(wǎng)的骨架，在電網(wǎng)中起著不可忽視的作用，但隨著石油、化工、冶金、煤礦等行業(yè)的迅猛發(fā)展，一方面，其排放的污染物越來(lái)越多，導(dǎo)致輸電線路周邊的環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，使得輸電線污閃事故頻繁出現(xiàn)；另一方面，隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，輸電線路的污穢區(qū)劃分卻不能跟上客觀環(huán)境的變化，致使輸電線路設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)人員不能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握污穢區(qū)等級(jí)和程度。近年來(lái)這一趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重大威脅。

1 污閃事故的特點(diǎn)

（1）較強(qiáng)的地域性：經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多點(diǎn)跳閘，而且重合跳閘率高。（2）天氣潮濕：污閃事故都是發(fā)生在潮濕的天氣環(huán)境里，濕度在90-100度之間，溫度在-3-7度之間。（3）有一定的季節(jié)性規(guī)律：90%以上的污閃事故都發(fā)生在每年的11月份至次年3月份之間，因?yàn)樵谶@段時(shí)間內(nèi)降水量少，濃霧、融冰等潮濕天氣經(jīng)常發(fā)生，加上冬天需要供暖的緣故，用電量較大，空氣污染嚴(yán)重。（4）有一定的時(shí)間段性：根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)資料顯示，70%以上的污閃事故都發(fā)生在后半夜和清晨，原因是這段時(shí)間負(fù)荷較輕，運(yùn)行電壓高，同時(shí)此階段也是濃霧高、露、雪等易發(fā)生的階段。（5）污閃地點(diǎn)的絕緣子泄漏比距小于污區(qū)圖的要求。

2 污閃事故的原因

污穢是污閃網(wǎng)絡(luò)的根本原因，污穢絕緣子在受潮濕后，含在污穢層中的可溶性物質(zhì)便逐漸溶解于水中，這種物質(zhì)我們稱為電解質(zhì)，在絕緣子表面上形成一種很薄的導(dǎo)電薄膜，由于污穢物的化學(xué)程度和濕度不同，所以導(dǎo)電膜的導(dǎo)電率不是一成不變的，在濕潤(rùn)飽和的狀態(tài)下，污層的表面電阻甚至能降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)，絕緣子的泄漏電流也隨之劇增，在直徑最小的鐵腳附近，由于電流密度最大，發(fā)熱最為嚴(yán)重，當(dāng)絕緣子處于垂直下掛的狀態(tài)時(shí)，該處又處在瓷群遮擋的下方，很難直接受到雨雪較強(qiáng)烈的滋潤(rùn)，于是該處的表面就會(huì)被直接風(fēng)干。先是靠在鐵腳的某處出現(xiàn)局部的風(fēng)干，而由于被風(fēng)干的緣故，該區(qū)表面的電阻率增大，大大加快的這些濕膜的風(fēng)干過(guò)程，如此下去，在鐵腳的四周便會(huì)形成一個(gè)環(huán)形烘干帶，其時(shí)間非?？欤娓蓭Ь哂泻艽蟮碾娮?，這就導(dǎo)致了所分擔(dān)的電壓劇增，夾在紅烘干帶上的某處的場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)臨界值，該處就會(huì)發(fā)生局部的延面放電（在此我們稱其為閃爍放電，因?yàn)檫@種放電現(xiàn)象具有不穩(wěn)定性，而且時(shí)斷時(shí)續(xù)），于是，大部分的泄漏電從泄漏電流閃爍放電的通道流過(guò)，閃爍放電通道的外端附近比較濕潤(rùn)的表面處電流密度要比其兩側(cè)大，這就促使烘干區(qū)域徑向擴(kuò)散。另一方面，由于閃爍放電通道的存在，等于使烘干帶短路，致使兩側(cè)烘干帶中流過(guò)的泄漏電流降到很小，而此時(shí)這些區(qū)域中的烘干作用就很微弱了，大氣中的水分不斷使這些區(qū)域表面變得濕潤(rùn)，致使表面的電導(dǎo)增大，同時(shí)對(duì)閃爍電流的通道造成分流，從而減少閃爍放電通道中的電流，更嚴(yán)重的話將導(dǎo)致閃爍放電熄滅。通道中原有電流轉(zhuǎn)移到兩側(cè)的濕潤(rùn)區(qū)，是該區(qū)再烘干，同時(shí)觸發(fā)新的閃爍放電，這樣一來(lái)，閃爍放電的路徑便向徑向橫向轉(zhuǎn)移，總趨勢(shì)使環(huán)形烘干帶的寬度逐漸增大，閃爍放電的長(zhǎng)度也隨之增長(zhǎng)。

如果在絕緣子的爬距較小，且污穢較嚴(yán)重的情況下，放電通道就會(huì)呈黃色編織狀，而且非常粗，通道中的溫度也隨之增高，達(dá)到熱游離的程度，通道所需場(chǎng)強(qiáng)變小，而閃爍通道上的電壓可以維持很長(zhǎng)的一部分電弧不被熄滅，慢慢會(huì)發(fā)展成整個(gè)絕緣子的沿面閃絡(luò)。

上述是單個(gè)的絕緣子情況，相對(duì)于多個(gè)或一串絕緣子來(lái)說(shuō)，污閃的基本過(guò)程和上面所解釋的一樣，但不同的是，分布在各絕緣子上的電壓是由整串絕緣子在該時(shí)的狀態(tài)決定的，而不是由各絕緣子在自身狀態(tài)時(shí)決定的。每個(gè)絕緣子在一整串絕緣子中的大氣環(huán)境是相同的，各絕緣子的濕潤(rùn)程度、放電過(guò)程以及烘干的發(fā)展都是差不多的，除了在時(shí)間上有些差別外，程度的強(qiáng)弱也會(huì)相互影響，過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。污穢絕緣子在大雨中一般不會(huì)發(fā)生污閃，這是因?yàn)榻^緣子表面在淋上雨水之后，雨水會(huì)形成連續(xù)的導(dǎo)電層，泄漏相當(dāng)一部分的電流，使電壓降低。而且大雨也會(huì)把污穢沖掉一部分。其次，由于在濕潤(rùn)的環(huán)境下，很難形成烘干，所以局部電弧將不會(huì)被引起。

3 防范措施

3.1 調(diào)爬

對(duì)所有桿塔處的污穢等級(jí)要做好準(zhǔn)確的把握，以及線路通過(guò)地區(qū)的空氣污染狀況和污穢程度，對(duì)于各污穢區(qū)的劃分也要認(rèn)真對(duì)待。對(duì)于不滿足標(biāo)準(zhǔn)的桿塔要及時(shí)進(jìn)行調(diào)爬改造，使其達(dá)到規(guī)定的防污標(biāo)準(zhǔn)，其次，加大對(duì)絕緣子的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)不打標(biāo)準(zhǔn)的要及時(shí)進(jìn)行替換。

3.2 清掃到位

線路防污的一項(xiàng)基本手段是清掃絕緣子，這樣可以有效提高設(shè)備的實(shí)際抗污染能力。高海拔的地區(qū)像新疆、西藏等地，風(fēng)沙較大，絕緣子上面污穢積累較快，而同時(shí)設(shè)備的清潔能力下降，導(dǎo)致積累污穢越來(lái)越嚴(yán)重，如果再遇上持續(xù)不斷的雨、雪、霧等惡劣天氣，則極其容易受到污閃，所以，在這種季節(jié)來(lái)臨之際，應(yīng)該清掃絕緣子，出去其表面的污穢，清掃方法一般是在每年的雨季來(lái)臨之前清掃一次，用比較干的或者濕的布均可，蘸汽油后效果會(huì)更好。

3.3 涂抹pptv防污涂料

pptv涂料有以下幾個(gè)特點(diǎn)：耐污能力強(qiáng)，噴涂工藝簡(jiǎn)單，施工所用時(shí)間短，涂抹之后不用維護(hù)等，因此受到了許多發(fā)電、供電企業(yè)的喜歡，經(jīng)實(shí)踐證明，表面涂覆憎水性較強(qiáng)的PRTV防污涂料可顯著提高絕緣子的耐污閃能力，在重污穢地區(qū)，將瓷絕緣子表面涂上 PRTV可以有效抑制污閃發(fā)生。

3.4 使用復(fù)合絕緣子

復(fù)合絕緣子的材料是硅橡膠，從而構(gòu)成了一個(gè)整體耐壓層，復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、具有高耐污性能和免維護(hù)的特性，對(duì)于污穢較為嚴(yán)重的地區(qū)，更好的方法是將瓷絕緣子更換為復(fù)合絕緣子。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)化日益發(fā)達(dá)的今天，用電量增大，輸電環(huán)境越來(lái)越惡劣，都會(huì)導(dǎo)致線路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題，從而影響生產(chǎn)，因此相關(guān)的維護(hù)單位應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员Ｗo(hù)，加強(qiáng)對(duì)污穢的測(cè)量工作，對(duì)污穢等級(jí)有明確的掌握，以及對(duì)發(fā)生輸電線路的地方及時(shí)改造。

參考文獻(xiàn)

[1]楊雪峰.高壓電力設(shè)備外絕緣的耐污穢設(shè)計(jì)研究[J].電瓷避雷器， 2001.

[2]宿志一，范建斌，楊迎建，等.GDW152-2006.電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[3]劉振亞.高海拔外絕緣配置技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2010.