潮州局500kV韓汕乙線污閃跳閘的分析和思考

盧煜

摘? 要：2019年11月24日，潮州500kV韓汕乙線N134塔發(fā)生2次污閃跳閘。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，本次污閃跳閘的原因與當(dāng)年的長(zhǎng)期干旱氣候、局部濕度增大以及線路附近污源點(diǎn)的變化密切相關(guān)。造成本次污閃跳閘的污穢類(lèi)型為A類(lèi)污穢，由于絕緣子類(lèi)型為深棱型、且是直線塔，絕緣子的自清潔效果較差。本文總結(jié)了污閃的原因，同時(shí)對(duì)防污對(duì)策及后期研究工作進(jìn)行了思考，提出了紫外無(wú)人機(jī)、噴涂PRTV等措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路;污穢閃絡(luò);高濕度;A類(lèi)污穢;防治措施

0 污閃概況

2019年11月13-24日，廣東電網(wǎng)公司粵東地區(qū)500kV線路共發(fā)生7次污閃跳閘，這7次跳閘均重合成功，共涉及到4回線路。11月24日潮州500kV韓汕乙線N134塔發(fā)生2次跳閘，分別為A相、C相，發(fā)生跳閘的故障桿為直線塔，絕緣子采用LXHY-300玻璃絕緣子，絕緣子片數(shù)為25片，其絕緣配置符合南網(wǎng)最新版污區(qū)分布圖。對(duì)此，南方電網(wǎng)公司及下屬的廣東電網(wǎng)、各地市局均高度重視，組織人員開(kāi)展技術(shù)督查，修編新版污區(qū)圖，落實(shí)防污工作，有效防止污閃跳閘再次發(fā)生。

1 造成絕緣子污穢閃絡(luò)的原因分析

普查廣東地區(qū)污閃事故的氣象要素發(fā)現(xiàn)累計(jì)30、40和60d的積污日期是發(fā)生污閃的前提條件，污閃前1-3d以下氣象要素為誘發(fā)條件：地面有輕霧、霧或濃霧，平均相對(duì)濕度高于80%，平均氣溫18-20℃，溫度在10-24℃之間。通過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，潮州局本次污閃也符合以上前提條件和誘發(fā)條件，同時(shí)也有其他原因。

1.1 氣象因素

2019年9月至11月10日，潮州部分市縣平均降雨量較常年同期偏少超80%。潮州達(dá)到了最高界別的特大氣象干旱程度，且潮州部分地區(qū)這一時(shí)期無(wú)降水。截止到11月12日，潮州市積污期高達(dá)70天。根據(jù)廣東電網(wǎng)的積污計(jì)算算法，電網(wǎng)的積污期指日降水小于10mm的連續(xù)累計(jì)日數(shù)[1]。受長(zhǎng)期干旱少雨氣候影響，絕緣子表面污穢不斷累積，無(wú)法被沖刷，造成絕緣子積污較為嚴(yán)重。

1.2 跳閘時(shí)高濕度

據(jù)廣東省氣候中心記錄顯示，2019年11月23日夜間-24日，受海上偏東氣流、高空槽和24日起逐漸南下的中等強(qiáng)度冷空氣共同影響，粵東地區(qū)有一次小到中雨降水過(guò)程，導(dǎo)致局部地區(qū)濕度高。距離500kV韓汕乙線N134塔最近的汕頭氣象站測(cè)得，線路跳閘時(shí)該區(qū)域的濕度達(dá)到99%。結(jié)合運(yùn)維班組開(kāi)展故障巡視的現(xiàn)場(chǎng)照片，可以發(fā)現(xiàn)500kV韓汕乙線N110-N140段區(qū)域有大霧籠罩，能見(jiàn)度低。并且N134塔海拔380米，整基桿塔更是云霧繚繞，如圖1所示。

1.3 污穢及污源因素

2021年12月19日，現(xiàn)場(chǎng)檢查500kV韓汕甲線 N134桿塔更換下來(lái)的絕緣子（放置在現(xiàn)場(chǎng)塔基處），發(fā)現(xiàn)玻璃絕緣子內(nèi)表面積污嚴(yán)重，并且污穢與玻璃絕緣子粘結(jié)緊密，極難清除，如圖2所示。N134塔屬于直線塔，絕緣子下表面基本無(wú)法靠自然雨水沖刷而自清潔，另一方面采用了深棱的鐘罩型玻璃絕緣子，綜合導(dǎo)致了線路絕緣子積污嚴(yán)重。

經(jīng)調(diào)查，500kV韓汕乙線污閃跳閘故障塔N134位于潮州、汕頭、揭陽(yáng)三市交界。故障桿塔3km范圍內(nèi)新增垃圾焚燒發(fā)電廠等工業(yè)污染源多處。其中，較大的污染源有五個(gè)，如表1所示。

據(jù)調(diào)查，潮州深能環(huán)保有限公司設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理生活垃圾1200噸，建設(shè)3條處理能力為400噸/日的垃圾焚燒處理生產(chǎn)線。汕頭雷打石環(huán)保電廠，建設(shè)規(guī)模為日處理生活垃圾1200噸，其中包括2臺(tái)日處理600噸的機(jī)械爐排焚燒爐，2臺(tái)15MW發(fā)電機(jī)組以及相關(guān)配套設(shè)施。垃圾焚燒排放的廢氣主要來(lái)自于焚燒過(guò)程所產(chǎn)生的煙氣，其主要污染物為粉塵、氯化氫（HCl）、二氧化硫（SO2）、 氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、有機(jī)污染物、二噁英及重金屬等。

除垃圾焚燒以外，在500kV韓汕乙線N134塔5kM范圍內(nèi)，有兩處大型項(xiàng)目的土建工程正在工，東山湖現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園及潮安特色產(chǎn)業(yè)分園項(xiàng)目開(kāi)發(fā)總面積約6100畝，如圖3所示。

1.4 污穢度測(cè)試情況

500kV韓汕乙線于2009年10月14日投運(yùn)，建設(shè)時(shí)N134塔所處污區(qū)為c級(jí)，絕緣子爬距按照c級(jí)上限配置，絕緣子型號(hào)為L(zhǎng)XHY-300（爬距550mm，結(jié)構(gòu)高度195mm），配置25片，統(tǒng)一爬電比距38.9mm/kV（考慮了爬距有效系數(shù)K取0.9），滿足絕緣配置的要求[2]。查閱2018版污區(qū)圖，故障桿塔N134所處污區(qū)等級(jí)為c級(jí)。

將500kV韓汕甲線N134塔更換下、位于塔基周?chē)ＡЫ^緣子下表面積污嚴(yán)重處的污穢取樣[3]，送至電科院進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2所示。測(cè)試結(jié)果表明，500kV韓汕乙線N134塔測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)污穢等級(jí)分別達(dá)到了d級(jí)、e級(jí)，超出其所在的污區(qū)等級(jí)c級(jí)。

國(guó)標(biāo)[4]把電力系統(tǒng)污穢分為A類(lèi)污穢和B類(lèi)污穢。A類(lèi)污穢即沉積在絕緣子表面上的有不溶成分的固體污穢，A類(lèi)污穢常見(jiàn)于內(nèi)陸地區(qū)、荒漠地區(qū)或工業(yè)污穢地區(qū)。B類(lèi)污穢為可溶性的鹽霧。由此可見(jiàn)，500kV韓汕乙線N134塔所處的區(qū)域?qū)儆诠I(yè)型環(huán)境，污穢主要成分為A類(lèi)污穢。

1.5 運(yùn)維因素

現(xiàn)場(chǎng)停電清掃工作實(shí)施困難。絕緣子清掃是線路維護(hù)的一個(gè)重要方面。但由于輸電線路通常量多面廣，在申請(qǐng)停電以及實(shí)施清掃方面難以及時(shí)實(shí)施。以500kV韓汕甲乙線為例，該線路為關(guān)鍵重要線路，在申請(qǐng)停電方面通常較為困難。而清掃方面，全線有151基塔，1032串（28368片）玻璃絕緣子，清掃勞動(dòng)強(qiáng)度大，按目前的人力、物力配置，掃質(zhì)量和數(shù)量難以得到保證。桿塔所處的地理環(huán)境又進(jìn)一步加大了清掃實(shí)施難度，例如500kV韓汕乙線N134塔，清掃人員從下車(chē)點(diǎn)到塔位需要走近三小時(shí)的山路，大大增加清掃的時(shí)間成本，難以在有限時(shí)間內(nèi)保證清掃的質(zhì)量。然而，線路設(shè)計(jì)階段污區(qū)等級(jí)的劃分及防污絕緣配置是按一年一次清掃的前提來(lái)配置的，如果污穢清掃沒(méi)有落實(shí)，而絕緣配置又沒(méi)有增加裕度，相當(dāng)于減弱了電網(wǎng)抗污閃的能力。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，依靠清掃來(lái)維持電網(wǎng)防污閃能力已不足，較為合適的辦法是增加絕緣裕度或引用防污閃性能好且自潔性能好的絕緣子。且應(yīng)減少使用防污型（深棱型）、鐘罩型玻璃絕緣子，這種類(lèi)型絕緣子本身自潔性能差。

傳統(tǒng)巡視手段難以滿足特殊情況下的防污巡視工作。對(duì)于線路防污工作，按照運(yùn)維策略開(kāi)展特巡夜巡工作也是極為重要。污閃發(fā)生前，潮州局運(yùn)維單位按照省公司防污閃特巡工作要求，于2019年11月14日開(kāi)始對(duì)500kV韓汕甲、乙線進(jìn)行防污閃特巡工作，且在19日至22日對(duì)500kV韓汕甲、乙線N80-N120段進(jìn)行夜間巡視及測(cè)溫，特巡和夜巡中均未發(fā)現(xiàn)絕緣子閃絡(luò)或發(fā)熱等異常情況。由于N120-N135段處于山頂，24日前未有開(kāi)展夜巡測(cè)溫，原計(jì)劃于25日起按省公司預(yù)警繼續(xù)對(duì)N121-N148段進(jìn)行特巡。之所以未能全線開(kāi)展巡視，一方面是線路長(zhǎng)度大、桿塔夜間到位難度大導(dǎo)致巡視時(shí)間耗時(shí)較長(zhǎng)，另一方面是運(yùn)維人員缺乏防污方面的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化未能及時(shí)開(kāi)展動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，進(jìn)行有效的差異化運(yùn)維。再者是缺乏有效的巡視手段及設(shè)備，在當(dāng)時(shí)僅能依靠傳統(tǒng)的人巡結(jié)合手持式紅外測(cè)溫。多方面原因造成未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣子的爬電缺陷。

在2019年11月汕頭、潮州相繼出現(xiàn)污閃跳閘之前，廣東電網(wǎng)已近14年未出現(xiàn)污閃跳閘，追溯上一次大面積污閃事件是發(fā)生在2005年[5]。這在一定程度上滋生了麻痹大意的思想，特別是長(zhǎng)期無(wú)事故的地區(qū)，容易放松管理，忽視防污工作。以上是導(dǎo)致污閃發(fā)生的主觀原因。

2 防污閃的對(duì)策措施思考

為了有效應(yīng)對(duì)上述原因?qū)е碌奈坶W調(diào)整，在此對(duì)以下幾種對(duì)策及措施進(jìn)行探討：

2.1 絕緣子清掃難度大

目前清掃仍是比較普遍的防污措施，但是如前面所述，清掃需要耗費(fèi)較大的人力物力，且清掃的質(zhì)量較難把控，有些施工隊(duì)為了投機(jī)取巧，對(duì)于到位困難的桿塔漏掉不掃，這在運(yùn)維過(guò)程也遇到過(guò)。并且目前清掃還是以停電清掃為主，因區(qū)域斷面等影響，某些線路停電申請(qǐng)難以通過(guò)。并且?guī)щ娗鍜邔?duì)設(shè)備要求高、操作難度大，帶電水沖洗又局限于平原及交通方便地區(qū)，500kV的帶電水沖洗的工藝尚不成熟，無(wú)法普遍應(yīng)用。

2.2 使用復(fù)合絕緣子

復(fù)合絕緣子已在多次的污閃事件中證明其耐污能力強(qiáng)于其他類(lèi)型的絕緣子。在污穢較重的區(qū)域積極采用復(fù)合絕緣子，在需調(diào)爬而因桿塔間隙限制已無(wú)法增加爬距的線路改用復(fù)合絕緣子。特別是d、e級(jí)污區(qū)，懸垂串采用復(fù)合絕緣子，在需調(diào)爬而因桿塔間隙限制已無(wú)法增加爬距的線路一律改用復(fù)合絕緣子。但復(fù)合絕緣子采用有機(jī)材料制備，存在老化斷裂問(wèn)題。為了提前發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子的發(fā)熱缺陷，需要在運(yùn)維方面也應(yīng)加強(qiáng)紅外測(cè)溫，這增大了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的工作量。

2.3 玻璃絕緣子的選型

在選用玻璃絕緣子時(shí)，應(yīng)盡量采用外傘型玻璃絕緣子，此類(lèi)玻璃絕緣子自潔能力較強(qiáng)，污穢易被風(fēng)雨沖刷。并且相對(duì)于防污型（深棱型）、鐘罩型玻璃絕緣子，在人工清掃時(shí)方便清掃下表面污穢，清掃死角更小。但是外傘型絕緣子的單片爬距較小，更換時(shí)應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)高度、片數(shù)及桿塔橫擔(dān)間隙是否滿足安裝要求。

2.4 玻璃絕緣子噴涂PRTV

對(duì)玻璃絕緣子進(jìn)行噴涂PRTV，也是500kV韓汕甲、乙線采用的主要防污調(diào)爬措施。噴涂PRTV兼具了復(fù)合絕緣子及玻璃絕緣子的優(yōu)點(diǎn)，具有復(fù)合材料良好憎水性能、又有玻璃絕緣子良好的機(jī)械性能。但是噴涂PRTV之后，涂層的憎水性能能維持多長(zhǎng)時(shí)間，涂層老化的速率目前也難以掌握，缺少較為有效的檢測(cè)手段。且噴涂過(guò)后無(wú)法進(jìn)行清掃，達(dá)到積污期時(shí)也會(huì)增加運(yùn)行壓力。按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，壽命須達(dá)15年，但是實(shí)際運(yùn)行情況與運(yùn)行環(huán)境密切相關(guān)，在高溫高濕等地區(qū)運(yùn)行3-5年即出現(xiàn)起皮老化現(xiàn)象。對(duì)于老化的PRTV涂料，應(yīng)清除表面涂料后重新復(fù)涂，或直接更換，后期施工難度及經(jīng)濟(jì)性也須考慮。

2.5 建議采用紫外測(cè)試儀開(kāi)展巡視

在運(yùn)維過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，紫外測(cè)試儀相比于紅外成像儀，操作更簡(jiǎn)便，更能直觀有效反應(yīng)絕緣子的爬電、電暈跡象。目前運(yùn)維反饋使用效果較好，測(cè)試結(jié)果明顯優(yōu)于紅外檢測(cè)及肉眼觀測(cè)。方便提前對(duì)存在爬電缺陷的絕緣子進(jìn)行排查。

3 防污工作相關(guān)課題研究思考

在線監(jiān)測(cè)方面的研究。目前絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)的手段有可見(jiàn)光監(jiān)測(cè)及泄露電流監(jiān)測(cè)等，但目前使用的準(zhǔn)確率不高，或可從污穢導(dǎo)電率及濕度監(jiān)測(cè)方面研究，或帶紫外成像的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。

新型巡視裝備的研究。目前僅有無(wú)人機(jī)搭載紅外成像儀的設(shè)備，因紫外成像儀應(yīng)用較晚，目前手持式紫外成像儀攜帶登山不方便，設(shè)備集成度不夠，尚可改進(jìn)，包括研發(fā)搭載紫外成像鏡頭的無(wú)人機(jī)。

新型絕緣材料的研究。通過(guò)改進(jìn)復(fù)合絕緣子的材料性能，以提高老化性能和憎水性能;研究改進(jìn)絕緣子表面材料及結(jié)構(gòu)造型以提高自潔性和防污閃性;研究新型防污涂料以提高其長(zhǎng)效性。

復(fù)合絕緣子的可靠性提升。研究機(jī)械性能更好的復(fù)合絕緣子，包括改進(jìn)復(fù)合絕緣子芯棒及外護(hù)套的成分，提高抗老化性能及機(jī)械性能。改進(jìn)施工工藝，提高密封性及質(zhì)量可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

潮州局500kV韓汕乙線污閃跳閘的原因與當(dāng)年的長(zhǎng)期干旱氣候、局部濕度增大以及線路附近污源點(diǎn)的變化密切相關(guān)。同時(shí)運(yùn)維單位麻痹大意也是導(dǎo)致此次污閃的主觀原因。為防止污閃的再次發(fā)生，應(yīng)在設(shè)備運(yùn)行中應(yīng)及時(shí)對(duì)線路進(jìn)行排查，對(duì)不滿足新規(guī)要求或新版污區(qū)圖等級(jí)劃分的，要及時(shí)調(diào)爬，盡量按高一級(jí)污區(qū)等級(jí)配置或按本級(jí)的上限配置，有針對(duì)性開(kāi)展防污夜巡特巡，積極采用紫外測(cè)試儀、無(wú)人機(jī)紅外測(cè)溫及安裝在線監(jiān)測(cè)裝置等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)減負(fù)增效。同時(shí)應(yīng)按照實(shí)際需求對(duì)絕緣子進(jìn)行改造，噴涂PRTV等措施來(lái)增加抗污能力。

參考文獻(xiàn)：

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