淺談某核電站室外高壓電氣設備防污閃措施的實施與改進

孫士睿 李博 趙京京

摘要：國內核電站均建立在沿海地區，高濕度、多鹽霧的氣象因素對室外高壓電氣設備的絕緣水平帶來較大影響。本文通過介紹污閃原因，分析某核電站室外高壓電氣設備防污閃措施面臨的問題，并因地制宜地提出改進建議，以提高室外高壓電氣設備絕緣水平，降低污閃事件發生，保障核電站室外高壓電氣設備的安全運行。

關鍵詞：核電廠電氣設備絕緣污閃爬電比距長周期燃料循環

中圖分類號：TM854 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

目前，我國在運核電機組22臺和在建機組26臺大多分布在沿海地區。沿海地區存在多鹽霧、高濕度的氣象因素，這對核電站室外電氣設備的絕緣水平帶來較大影響，因此在設計上，500千伏和220千伏開關站配電裝置均采用室內GIS，以避免污閃事故的發生，但是在室外仍有少量電氣設備（主要是500千伏和220千伏架空線路、開關站出線側部分設備等）裸露在鹽分較重的空氣中，發生污閃故障時可能導致線路跳閘，引起機組甩負荷，甚至停堆停機。本文通過介紹沿海地區污閃發生的主要原因，分析某核電站室外高壓電氣設備防污閃措施面臨的問題，并提出解決問題的方法，以提高室外高壓電氣設備絕緣水平，降低污閃事件發生，保障核電站室外高壓電氣設備的安全運行。

1核電站室外高壓電氣設備污閃發生原因

長期露天運行的架空線路和變電站絕緣子其表面的污穢成分，按其導電特點分為非導體、電子導體和離子導體。其中，沿海核電站室外高壓電氣設備表面主要受海水污穢影響，以離子導體為主。即海邊空氣中含有的大量海水微粒隨風飄落到絕緣子上，形成污穢層，在潮濕的空氣中，含大量離子的微粒溶解后呈離子狀態，在電場作用下，帶不同電荷的離子向相反的方向流動，形成泄漏電流。隨著絕緣子表面污穢物的不斷增加，泄漏電源也不斷增加，使得呈容性阻抗的絕緣子串逐漸呈電阻性，并且絕緣電阻也逐漸變小。由于泄漏電流的作用，絕緣子表面形成局部干燥區，從局部打火演變為小短電弧、長電弧，直到擊穿整個絕緣子串，發生閃絡。海水污穢還有另外一種情況，即在一定不利氣象條件下，海水水滴或鹽粒構成霧核而形成鹽霧，使絕緣子表面濕潤，加劇污層的導電性，嚴重影響絕緣子的運行。

2某核電站室外高壓電氣設備防污閃措施

某核電站設置有500千伏和220千伏GIS開關站及出線裝置，于2003年完成安裝投入運行，均按照污穢等Ⅳ級設計，設備額定爬電比距31mm/kV。室外高壓電氣設備主要有：棒形支柱絕緣子、電容式電壓互感器、氧化鋅避雷器、GIS出線套管、盤形懸式絕緣子串等。

自室外高壓電氣設備投運以來，電站室外高壓電氣設備運行良好，未發生污閃故障。采取的防污閃措施是定期清掃，輔助監測措施包括紅外檢測、鹽密測試、絕緣預防性試驗等。

3 防污閃面臨的問題

a）根據2013年江蘇省電網污區分布圖，沿海地區的污區等級高于內陸地區，其中核電站處于e1級，相對應的變電設備污穢等級、額定爬電比距與實際爬電距離要求如下：

污穢等級名稱 額定爬電比距，mm/kV 不同電壓等級設備實際爬電距離（不小于）mm

500kV 220kV

e1 32 17600 8064

通過將核電站500千伏、220千伏室外高壓電氣設備實際防污等級和爬電距離與江蘇電網2013年防污閃要求對比，只有500千伏、220千伏電容式電壓互感器和盤形懸式絕緣子串滿足要求，其它設備爬電距離偏小。

b）目前該核電站正在向長周期燃料循環過渡，由初始設計的12個月停堆換料向18個月停堆換料過渡，燃料循環天數的增加使得500千伏出線停電檢修間隔變長，僅靠設備清掃來提高高壓電氣設備絕緣性能受到很大限制。

4改進建議

a） 通過PRTV涂料等材料增加絕緣子的爬電比矩

PRTV涂料材質為室溫硫化型硅橡膠，是以較低分子量的活性直鏈聚硅氧烷為基礎膠料，加入填料、硫化劑和顏料，在常溫下即可硫化的硅橡膠。它具有較強的憎水性和憎水遷移性，可以有效地抑制絕緣子外部表面的水膜形成，從而很好的對絕緣子的絕緣特性進行維持。

b） 室外高壓電氣設備區域設立空掛絕緣子串，用于定期測量該區域等值鹽密。對本地區設備外表面污穢物質的等值附鹽密度監測，是掌握戶外絕緣設備污閃特性的重要參考依據。目前電站鹽密測試采取停電時選取運行絕緣子串樣本運行，受停電窗口限制，取樣周期較長。

c） 在設備現場維護方面，必須遵守“逢停必掃”的原則。根據核電站長周期燃料循環過渡規劃、長周期燃料循環運行規劃，合理安排線路清掃周期，充分利用每次停電窗口進行設備清掃，保證每年至少清掃一次。

d） 增加紅外檢測、絕緣預防性試驗的頻次，及時發現設備隱患和缺陷，保持電氣設備正常的絕緣水平。

5結語

電氣設備的安全穩定運行成為核電站安全的重要保障之一。核電站室外高壓電氣設備受沿海地區大氣環境影響易發生污閃事故，因此在設計上需要提高電氣設備污閃等級，同時應加強運行期間防污閃措施的實施。以上提出的改進建議，能有力地增強電氣設備的絕緣性能，大大降低設備發生污閃的幾率，進一步提高核電站機組和電網的穩定性。

參考文獻：

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