戶外絕緣子污穢閃絡(luò)分析及改善方法

楊明　吳斌

【摘要】絕緣子的污穢閃絡(luò)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。分析了戶外絕緣子污穢閃絡(luò)的原理和影響因素，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了變電站內(nèi)針對(duì)戶外絕緣子污穢閃絡(luò)的改善方法。

【關(guān)鍵詞】戶外絕緣子 污穢閃絡(luò) 酸堿物沉積 改善方法

據(jù)統(tǒng)計(jì)，霧天的污閃事故占電力線路事故的21%。污閃事故往往造成大面積的停電，檢修恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，因此影響嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，污閃事故造成的電量損失為雷害事故的9.3倍

1 污穢閃絡(luò)的原理

絕緣子是用來支持和固定母線與帶電導(dǎo)體、并使帶電導(dǎo)體間或?qū)w與大地之間有足夠的距離和絕緣，是各種輸變電設(shè)備中的主要絕緣件。

在電網(wǎng)運(yùn)行中的戶外絕緣子，會(huì)受到二氧化硫、氮氧化物以及顆粒性塵埃等大氣環(huán)境的影響，在其表面逐漸沉積了一層污穢物。在天氣干燥的情況下，這些表面帶有污穢物的絕緣子保持著較高的絕緣水平，其放電電壓和干燥潔凈狀態(tài)時(shí)接近。然而，當(dāng)遇有霧、露、以及梅雨等潮濕天氣時(shí)，絕緣子表面污穢物吸收水分，使污層中的電解質(zhì)溶解、電離，導(dǎo)致污層電導(dǎo)增加。這時(shí)，絕緣子的表面泄漏電流就會(huì)增加。由于絕緣子的形狀、結(jié)構(gòu)尺寸的影響以及絕緣子表面污層分布不均和潮濕程度不同等因素，使絕緣于表面各部位的電流密度不同，其結(jié)果在電流密度比較大的部位形成了干燥帶，例如棒式支柱絕緣子裙和芯棒交接處。干燥帶的形成促使絕緣子表面電壓分布更加不均勻，干燥帶承擔(dān)較高的電壓。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，將產(chǎn)生輝光放電，繼而產(chǎn)生局部電弧。這時(shí)，染污介質(zhì)的表面放電模型，相當(dāng)于表面局部電弧串聯(lián)著一段電阻。此時(shí)局部電弧有可能熄滅，也有可能發(fā)展。當(dāng)局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達(dá)到和超過臨界狀態(tài)時(shí)，電弧貫穿兩極，完成閃絡(luò)。

故絕緣子污穢閃絡(luò)形成原理為：表面積污、污層潮濕、干層形成、局部電弧、電弧貫穿。

2 影響污穢閃絡(luò)的因素

臟污表面沿面放電過程中，污層泄露電流的大小是起主導(dǎo)作用的因素，而這個(gè)電流的大小與污層電導(dǎo)，大氣濕度，介質(zhì)表面形狀和極間距離有關(guān)。

絕緣子表面的污穢沉積物多種多樣，使閃絡(luò)電壓降低最顯著的是含有大量可溶性鹽類或酸、堿的積塵。這種污穢通常是由化工、冶煉等企業(yè)排出的廢氣或海邊鹽霧珠集積在絕緣子表面形成的。受潮時(shí)污層中所含可溶性鹽類及酸堿等成分溶解于水中，使表面電導(dǎo)驟增，泄漏電流增加，大大降低閃絡(luò)電壓。我司陳家港變電站柱式絕緣子出現(xiàn)污穢閃絡(luò)現(xiàn)象的主要影響因素就是工業(yè)鹽類及酸堿物沉積在絕緣子表面。

大氣濕度絕緣子污閃事故都發(fā)生在霧、露、融雪和毛毛雨等高濕度的天氣。因?yàn)檫@種條件下，積塵中水溶性的鹽類溶解，使污層成為半導(dǎo)體層，大大增加泄漏電流，降低閃絡(luò)電壓。但是大雨時(shí)，絕緣子表面集積的污穢，特別是水溶性導(dǎo)電物質(zhì)很易被雨水沖掉，表面仍有較高的電阻，所以在雷雨季節(jié)，污穢地區(qū)絕緣的絕緣水平并不降低。

在同樣的污染和受潮條件下，介質(zhì)表面形狀、兩極間的沿面最短距離即爬電距離是影響污層電阻，因而也是影響污閃電壓的重要因素。

爬電距離增加，污閃電壓也增加（爬電距離：沿絕緣表面測(cè)得的兩個(gè)導(dǎo)電零部件之間，在不同的使用情況下，由于導(dǎo)體周圍的絕緣材料被電極化，導(dǎo)致絕緣材料呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象，此帶電區(qū)的半徑即為爬電距離）。這是因?yàn)榕离娋嚯x大，要形成閃絡(luò)，局部電弧長(zhǎng)度必然要大，而要使較長(zhǎng)的電弧不熄滅，就要求較大的泄漏電流和較高的電壓。

同樣的污染、受潮情況下，盡管爬電距離相同，但直徑大的絕緣子的表面電阻小，因而污閃電壓也會(huì)低一些。對(duì)大直徑的電器瓷套等類絕緣子，應(yīng)考慮污閃電壓隨絕緣子直徑增加而下降的因素。

3 戶外絕緣子污穢閃絡(luò)的改善方法

定期清掃絕緣子。每年在污閃事故多發(fā)季節(jié)到來之前，必須對(duì)絕緣子進(jìn)行一次普遍清掃。在污穢嚴(yán)重地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)增加清掃次數(shù)。

增加爬電距離，提高絕緣水平。如增加污穢地區(qū)的絕緣子片數(shù)，或采用防塵絕緣子。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在嚴(yán)重污穢地段，采用防塵絕緣子，防污效果較好。

在絕緣子表面涂一層憎水性的防塵涂料，使塵埃不易形成連續(xù)污層。在潮濕氣候下，表面凝聚的水滴也不易形成連續(xù)水膜，這樣表面電阻大，泄漏電流小，放電不易發(fā)展，閃絡(luò)電壓就不會(huì)顯著降低。常用的涂料有有機(jī)硅油、有機(jī)硅脂、地蠟等，提高絕緣子的抗污能力。

采用復(fù)合材料絕緣子，高溫硫化硅橡膠傘裙不容易老化，耐漏電痕跡及電蝕均相對(duì)比較好，在其表面積污后仍呈現(xiàn)良好的憎水性，即硅橡膠的憎水性會(huì)遷移到污層表面，具有突出的防污閃作用而著稱。

【參考文獻(xiàn)】

[1]淺析絕緣子污閃的成因及對(duì)策，王珂 趙星 《中國(guó)外資》2010年第11期

[2] 污穢絕緣子閃絡(luò)機(jī)理研究綜述，張志勁 蔣興良 《電網(wǎng)技術(shù)》2008年第16期

[3] 絕緣子污閃的分析及對(duì)策，李康 《新科教》2011年第12期

[4]絕緣子污穢閃絡(luò)的現(xiàn)狀及改善建議，趙琪金麒《上海電力》2013年第4期