絕緣子污閃現(xiàn)象及其防治措施

賀利兵

摘 要：我國(guó)高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)使各地區(qū)的工業(yè)水平不斷提高，工業(yè)發(fā)展使當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染愈加嚴(yán)重，電網(wǎng)的絕緣子污閃將會(huì)使絕緣子絕緣性能迅速下降，使電力系統(tǒng)跳閘故障頻發(fā)。絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生將會(huì)給一些類(lèi)似于電氣化鐵路的用電需求迫切企業(yè)造成嚴(yán)重的影響，因此，只有充分的分析導(dǎo)致污閃形成的環(huán)境，對(duì)具體的絕緣子污閃進(jìn)行分析，繼而提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：絕緣子 污閃 防治措施 清潔技術(shù) 涂料

中圖分類(lèi)號(hào)：TM216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）12-0-02

輸電線路絕緣子在大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓以及長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下運(yùn)行。在絕緣子長(zhǎng)久工作當(dāng)中，由于環(huán)境、氣候等因素的影響，絕緣子表面會(huì)聚集一定的污穢顆粒，大量的污穢顆粒聚集會(huì)導(dǎo)致絕緣子的電氣強(qiáng)度降低，從而而發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，這就稱之為絕緣子污閃現(xiàn)象。由于污穢引起的絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象可能導(dǎo)致大面積的停電事故發(fā)生，其在電網(wǎng)總事故當(dāng)中占有重要的比例，是電力企業(yè)穩(wěn)定供電以及保障各方面用電需求的主要待解決問(wèn)題。而污閃事故的發(fā)生造成的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷害事故，只有做好絕緣子污閃的防治處理工作，才能夠最大限度的發(fā)揮電力企業(yè)輸配電的優(yōu)勢(shì)，保障我國(guó)生產(chǎn)生活的穩(wěn)定供電。

一、絕緣子污閃的形成

造成絕緣子污閃發(fā)生的主要因素在于絕緣子表面的污穢集聚、污穢受潮濕潤(rùn)以及電壓作用。形成絕緣子污閃的原因主要有兩方面：

1.自然環(huán)境的影響

自然環(huán)境的影響在于海洋、沼澤、土壤等環(huán)境當(dāng)中水分和污物的影響，農(nóng)田塵土、空氣塵霧、鳥(niǎo)類(lèi)排泄物、鹽堿物質(zhì)以及空氣當(dāng)中特殊氣候形成的浮冰都會(huì)導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生。在氣候變化方面，干燥或者大雨天氣都不會(huì)導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生，而霧天由于空氣深度增強(qiáng)，污物無(wú)法被水分沖刷，導(dǎo)致絕緣子表面污物受潮，在絕緣子表面形成電解質(zhì)覆蓋膜，導(dǎo)致絕緣子的絕緣性嚴(yán)重下降，其表面泄露電流量增加，隨著泄露電流的增加，絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生幾率也大大增加。

2.工業(yè)生產(chǎn)的影響

工業(yè)生產(chǎn)的影響主要在于各項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)需要消耗煤、鐵等金屬礦物，其礦物的燃燒造大量粉塵聚集在空氣當(dāng)中，在相關(guān)電網(wǎng)當(dāng)中負(fù)荷到配電線路當(dāng)中，進(jìn)而造成絕緣子上污物聚集，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生。工業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生主要是一些污染較大的企業(yè)，例如火電廠、化肥廠、玻璃廠、造紙廠、水泥廠等企業(yè)，其企業(yè)排出的煙塵和廢氣普遍較大，加劇環(huán)境污染的同時(shí)也給絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生造成一定隱患。工廠排出的廢氣當(dāng)中酸、堿、鹽成分較高，其附著到絕緣子表面后一旦受潮，則絕緣性能降低，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的污閃現(xiàn)象發(fā)生[1]。

二、造成絕緣子污穢聚集的重要因素

1.氣候環(huán)境的影響

氣候環(huán)境對(duì)絕緣子污穢聚集的影響主要是惡劣天氣導(dǎo)致污穢物水分增加，污穢層濕潤(rùn)導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象頻發(fā)。大霧天氣容易導(dǎo)致大量絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生，霧天空氣當(dāng)中含水量的多少和絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的幾率有著直接關(guān)系，其霧天的持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，絕緣子污穢的濕潤(rùn)程度也就越強(qiáng)，進(jìn)而使得污層當(dāng)中的電解質(zhì)被溶解，霧天不同于雨天，其無(wú)法沖刷絕緣子的污穢層，導(dǎo)致絕緣子表面形成一層導(dǎo)電膜，其導(dǎo)電型增強(qiáng)，致使輸配電當(dāng)中的相關(guān)設(shè)備易發(fā)生嚴(yán)重的絕緣子污閃事故。而雨天雨水可以沖刷絕緣子污穢層，使絕緣子本身的絕緣性有一定上升，污閃現(xiàn)象得到一定控制。下表1以我國(guó)某省的電業(yè)局對(duì)不同的氣候環(huán)境對(duì)絕緣子頻閃跳閘現(xiàn)象做出分析。

2.絕緣子本身型式對(duì)污穢集聚的影響

不同的絕緣子型式對(duì)污穢集聚的影響也并不相同。對(duì)于普通型的絕緣子，其表面容易附著污物，污物集聚嚴(yán)重，且這種普通的絕緣子本身耐污水平較低，導(dǎo)致絕緣子污閃現(xiàn)象頻發(fā)。對(duì)于雙層傘防污型的絕緣子，其邊緣呈現(xiàn)出開(kāi)放形，且這種絕緣子表面較光滑，不易附著污物，其耐污水平較高，對(duì)污物的積聚量較少，相應(yīng)的防污效果較好，絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生幾率較小。

表1

氣象變化 跳閘次數(shù)百分率（%）

霧天 55

霜露 15

小雨 8

雨夾雪 7

大雨 1.5

陰天 3.3

3.季節(jié)變化對(duì)絕緣子污閃現(xiàn)象的影響

季節(jié)變化往往表現(xiàn)在每年的九月份之后，雨季到來(lái)之前的絕緣子積污現(xiàn)象最為嚴(yán)重，隨著雨季的到來(lái)，雨天可以實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子表面污物的沖刷清洗，降低絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生。雨季結(jié)束后進(jìn)入秋季，干燥的天氣導(dǎo)致空氣當(dāng)中粉塵增多，絕緣子污閃線現(xiàn)象發(fā)生開(kāi)始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[2]。

三、造成絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的主要原因

1.絕緣子表面積污嚴(yán)重

絕緣子表面積污嚴(yán)重是造成絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的主要因素。自然環(huán)境當(dāng)中風(fēng)力作用以及電場(chǎng)力的作用使得空氣當(dāng)中的粉塵顆粒狀污物極容易附著到絕緣子表面，并不斷的在絕緣子表面沉積。對(duì)絕緣子本身而言，其材質(zhì)和外形也對(duì)積污現(xiàn)象有著明顯的影響，其中普通的絕緣子外形和材質(zhì)沒(méi)有對(duì)污物的積聚進(jìn)行特殊處理，導(dǎo)致污物容易在絕緣子表面長(zhǎng)期積聚，導(dǎo)致雨天對(duì)絕緣子表面污物的沖刷清洗受到一定影響，其自清洗力度較差。

2.受空氣中水分濕潤(rùn)影響

受潮是導(dǎo)致絕緣子污閃發(fā)生的主要原因之一，絕緣子表面的污物在干燥的情況下不會(huì)導(dǎo)電的，但是其受潮之后導(dǎo)電性能大大增加，將造成絕緣子污閃現(xiàn)象頻發(fā)。大量的降雨在增加污物的導(dǎo)電性的同時(shí)強(qiáng)降雨會(huì)沖刷絕緣子表面的污物，進(jìn)而控制絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生，但是一些毛毛雨或者霧天空氣中濕度較大，其濕潤(rùn)絕緣子表面的污物后無(wú)法及時(shí)清洗污物，進(jìn)而導(dǎo)致污閃的發(fā)生。

3.局部放電產(chǎn)生

在絕緣子表面的電流密度較大的部位形成干燥帶后，絕緣子表面的電壓也受到不同程度的影響，其電壓的分布呈現(xiàn)出不均勻的特點(diǎn)，其干燥部位程度更多的電壓，在電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)輝光放電的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生局部電弧，隨著局部電弧的不斷發(fā)生，就會(huì)出現(xiàn)貫穿兩極的現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生閃絡(luò)。

四、絕緣子污閃的相關(guān)防治措施

絕緣子污閃的防治工作理念主要在于加大絕緣子的爬電距離和選用更好的材質(zhì)，在防污型設(shè)備上投入大量精力，通過(guò)機(jī)械和人工結(jié)合的清掃工作實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子表面污物的合理控制。在絕緣子自身的防污操作上，主要防治理念是在戶外的絕緣子設(shè)備上涂上憎水性的涂料，減少水分在絕緣子表面的聚集，提高相關(guān)電力設(shè)備的抗污閃性能。

1.增加絕緣子數(shù)量和質(zhì)量

對(duì)于增加絕緣子數(shù)量和質(zhì)量的問(wèn)題，其主要在于利用大量的絕緣子數(shù)量以增加絕緣子表面泄露距離和最大工作線電壓的比值，以防污型絕緣子替換傳統(tǒng)的絕緣子，提供絕緣子本身的質(zhì)量。表2對(duì)各級(jí)污穢區(qū)泄漏的比距進(jìn)行標(biāo)注：

表2

污穢水平 清潔區(qū) 輕污穢區(qū) 重污穢區(qū) 嚴(yán)重污穢區(qū)

泄漏比距（cm/KV） 1.15---1.44 1.72---2.01 2.30---2.88 >3.45

2.對(duì)絕緣子本身進(jìn)行調(diào)整

2.1對(duì)絕緣子本身進(jìn)行調(diào)整首先要保證絕緣子本身的機(jī)械強(qiáng)度不受影響，在絕緣子的支柱上盡量減小支柱的直徑，增加瓷裙的截面，通過(guò)控制絕緣子支柱的直徑，加大瓷裙界面實(shí)現(xiàn)爬電距離的增加。

2.2絕緣子本身尺寸定型后，要設(shè)計(jì)出更加合理的均壓環(huán)，用科學(xué)的安裝方式安裝均壓環(huán)，使支柱絕緣子電場(chǎng)分布更加均勻，進(jìn)而提高絕緣子本身的起暈電壓。

3.對(duì)絕緣子相關(guān)設(shè)備及時(shí)清潔管理

3.1人工清掃

人工清掃只能在相關(guān)設(shè)備線路斷電后開(kāi)展。人工清掃主要是電力企業(yè)的相關(guān)維護(hù)人員爬到支柱的絕緣子附近，對(duì)每一個(gè)瓷裙進(jìn)行人工方式的清掃，主要針對(duì)瓷裙上的殘留的惡劣污物進(jìn)行清掃。清掃的過(guò)程當(dāng)中，要求工作人員要有強(qiáng)烈的安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。

（1）安全意識(shí)。電力企業(yè)的相關(guān)維護(hù)人員爬到支柱上的絕緣子處，本身屬于高空作業(yè)，要有足夠的安全意識(shí)，在清掃工作當(dāng)中佩戴一定的安全保護(hù)措施，同時(shí)作業(yè)工程當(dāng)中要謹(jǐn)慎，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)終止工作到安全位置后聯(lián)系相關(guān)電力部門(mén)詢問(wèn)情況，在作業(yè)過(guò)程當(dāng)中務(wù)必保證自身的人身安全[3]。

（2）責(zé)任意識(shí)。對(duì)絕緣子瓷裙的清理工作是控制絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的重要措施，因此維護(hù)人員在作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中要保證對(duì)每一個(gè)瓷裙清理的徹底性。在清理工作當(dāng)中對(duì)于瓷裙上頑固的污物要細(xì)心處理，確保對(duì)絕緣子瓷裙的清理質(zhì)量，避免由于維護(hù)人員的疏忽瓷裙的清理質(zhì)量不到位，不僅對(duì)絕緣子污閃現(xiàn)象的控制效果較小，甚至還需要對(duì)絕緣子進(jìn)行二次清理。

3.2帶電的沖洗作業(yè)

帶電的沖洗作業(yè)主要指的是利用專(zhuān)用的沖洗設(shè)備在線路或設(shè)備帶電情況下對(duì)絕緣子進(jìn)行沖洗，帶電的沖洗作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)絕緣子表面長(zhǎng)期穩(wěn)定的控制，其能夠及時(shí)清理絕緣子表面的污物，達(dá)到控制污閃的目的。帶電的沖洗作業(yè)包含了四部分的內(nèi)容。

（1）帶電高壓水沖洗技術(shù)。帶電高壓水沖洗技術(shù)正如字面意思所示，主要是通過(guò)高壓水槍對(duì)絕緣子表面污物進(jìn)行沖洗，達(dá)到清潔絕緣子的目的。這種操作方式本身安全性能較差，容易發(fā)生觸電短路的現(xiàn)象，且這種高壓水沖洗的方式由于絕緣子本身建設(shè)位置和沖洗人員沖洗位置的特殊性使得一些隱蔽區(qū)域的污物不能得到很好的清理，絕緣子本身的污物度超過(guò)一定限度后，這種清理方法的效果也并不明顯。對(duì)于500KV以下的絕緣子相關(guān)設(shè)備，這種高壓水清洗的方式能夠使用其防污治理的工作。

（2）機(jī)械設(shè)備帶電清洗技術(shù)

機(jī)械設(shè)備帶電清洗技術(shù)主要指的是利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，運(yùn)用機(jī)械手臂或者智能機(jī)器人帶電操作。這種機(jī)械設(shè)備帶電清洗技術(shù)以機(jī)械代替人工的方式減少了維護(hù)工作人員在實(shí)際的污物清理工作面臨的安全隱患，同時(shí)能夠滿足一些迫切需要對(duì)絕緣子進(jìn)行污物清理的工作開(kāi)展需求。這種利用機(jī)械設(shè)備完成絕緣子的污物清理工作不需要其他特殊的形式介質(zhì)，且這種技術(shù)沒(méi)有二次污染的問(wèn)題，是一項(xiàng)先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)。但是這種先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備帶電清洗技術(shù)本身機(jī)械設(shè)備的占地面積較大，機(jī)械設(shè)備較笨重，在一些較為密集的變電站當(dāng)中使用不便，可以使用帶電清掃設(shè)備在電廠的500KV變電站的支柱絕緣子污閃治理當(dāng)中充分運(yùn)用這種機(jī)械設(shè)備帶電清洗技術(shù)對(duì)其絕緣子進(jìn)行高效清洗，保障輸配電工作的穩(wěn)定開(kāi)展。

1. 干劑清洗技術(shù)

對(duì)于干劑清洗技術(shù)，利用干劑清洗可以很好的保證絕緣子表面的污物得到清洗，這種清洗技術(shù)對(duì)污物的清洗較徹底。但是這種干劑清洗技術(shù)在風(fēng)力較大的環(huán)境下干劑不能很好的附著于污物上，在大風(fēng)環(huán)境下作業(yè)干劑易流失到空中，因此在使用干劑清洗方式時(shí)要避免大風(fēng)天氣下作業(yè)。

2. 對(duì)絕緣子的清掃工作

對(duì)絕緣子的清掃工作也是防止絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的一種重要措施。其相比于其他措施這種對(duì)絕緣子的清掃工作不需要大量的資金投入且能夠有效的控制絕緣子污閃的發(fā)生。但是這種清掃絕緣子的方式受電力企業(yè)生產(chǎn)和氣候變化的限制較大，其中各個(gè)地區(qū)如果不能夠?qū)η鍜叩臅r(shí)間和周期進(jìn)行分析，其實(shí)際的清掃周期和時(shí)間缺乏科學(xué)性將會(huì)大大下降清掃絕緣子對(duì)于控制絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生的質(zhì)量[4]。對(duì)絕緣子的清掃工作雖然較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但是隨著我國(guó)電力企業(yè)的不斷擴(kuò)大發(fā)展，相應(yīng)的絕緣子清掃任務(wù)量較大，單獨(dú)使用這一種方法進(jìn)行絕緣子污閃現(xiàn)象的控制是不現(xiàn)實(shí)的，需要聯(lián)合其他方式一同開(kāi)展清理清掃工作。

4.使用涂料提高絕緣子質(zhì)量

使用恰當(dāng)?shù)耐苛峡梢蕴岣呓^緣子的實(shí)際質(zhì)量。

4.1 RTV材料

以RTV涂料為例，其在變電站上的運(yùn)用主要在輸電線路上防治輸電線路受到過(guò)多的污物污染集聚。這種RTV材料價(jià)格低廉、產(chǎn)品質(zhì)量有保障，其自身強(qiáng)烈的憎水性使得RTV運(yùn)用到絕緣子上能夠使落到絕緣子上方的水凝結(jié)成水珠而不是形成水膜附著在絕緣子表面，這種分散性的水珠使得電力設(shè)備的抗污閃能力得到顯著提高。RTV適用于-50-100℃的環(huán)境溫度，因此對(duì)于許多電力企業(yè)當(dāng)中的絕緣子，對(duì)于不同電壓等級(jí)、污物條件RTV都可以發(fā)揮自身的作用。這種RTV其實(shí)際運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，其維護(hù)工作較簡(jiǎn)單，長(zhǎng)時(shí)間的使用當(dāng)中不需要對(duì)其進(jìn)行防污閃的專(zhuān)業(yè)化管理。在220KV的電路當(dāng)中，通過(guò)涂抹RTV材料可以有效的控制電路當(dāng)中的絕緣子污閃現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 PRTV防污涂料

PRTV材料是對(duì)RTV材料的改善和完善。其中PRTV的憎水性要強(qiáng)于RTV，且PRTV的憎油性以及不粘性是RTV所沒(méi)有的。這種PRTV材料能夠大幅度的提高電力企業(yè)當(dāng)中輸配電設(shè)備的外部絕緣子污閃電壓，提高污閃電壓進(jìn)而保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。PRTV是一種長(zhǎng)效性的防污閃材料，其涂在絕緣子上對(duì)于會(huì)空氣當(dāng)中的一些雜物附著到絕緣子上有一定控制，可以減少油性物質(zhì)在絕緣子上的附著，且其可以將污閃電壓提高到200%，促進(jìn)電力企業(yè)當(dāng)中各項(xiàng)工作的穩(wěn)定開(kāi)展，保障電氣企業(yè)正常供電。

4.3納米T1O2清潔技術(shù)

納米T1O2清潔技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)支持下的一種先進(jìn)的絕緣子清潔技術(shù)，其本身具有光催化的作用，在陽(yáng)光下可以發(fā)生反應(yīng)釋放出負(fù)氧離子分解有機(jī)物，使絕緣子表面的灰塵失去其自身的粘合力，進(jìn)而容易受外界因素影響及時(shí)去除。這種納米T1O2清潔技術(shù)在不被陽(yáng)光照射下表現(xiàn)出理想的憎水性，在涂層的表面控制水膜的生成，是泄露電流處在安全的可控范圍內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)閃絡(luò)現(xiàn)象的控制。

綜上所述，對(duì)于絕緣子的污閃現(xiàn)象，其污閃的發(fā)生是在電力企業(yè)輸配電相關(guān)工作電壓下發(fā)生的，污閃現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間的停電，給我國(guó)相關(guān)生產(chǎn)生活發(fā)展造成嚴(yán)重的阻礙。因此，要在實(shí)際工作的基礎(chǔ)上積極研究針對(duì)絕緣子污閃現(xiàn)象的防治措施，將理論和實(shí)際工作相結(jié)合，在各項(xiàng)防治措施的支持下采用多種措施共同投入工作、合理配合的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子的污閃現(xiàn)象的控制，進(jìn)而保證電力企業(yè)的供電穩(wěn)定，為我國(guó)各項(xiàng)生產(chǎn)生活提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)支持。

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