提高輸電線路污閃電壓的方法研究

盛江

深圳供電局有限公司 廣東深圳 518000

摘要：絕緣子污閃是輸電線路最主要的事故原因之一，嚴重影響電力系統的安全穩定運行。如何提高輸電線路污閃電壓，降低污閃事故率，是一項亟需解決的重要問題。國內外專家對于污閃放電進行了長達近百年的研究，但是由于污閃放電分散性大，影響污閃特性的因素較多，因此目前仍沒有得到高度統一的結論和措施，還存在許多需要解決和研究的問題。本文在國內外相關研究成果的基礎上，以提高輸電線路污閃電壓為出發點和落腳點，分別進行了絕緣子污閃機理、影響污閃放電的相關因素以及提高污閃電壓的方法等相關研究分析

關鍵詞：絕緣子串；污閃電壓；輸電線路；復合絕緣子

一、前言

隨著經濟的迅速發展，環境惡化不斷加劇，工農業等各種污穢不斷加重，電網發生污閃事故的次數急劇增加。同時，隨著電網容量的增大和電力系統電壓等級的不斷升高，電網污穢閃絡跳閘事故的持續時間更長、波及范圍更廣、破壞性更大，這嚴重威脅著電力系統的安全穩定運行，也給工農業生產和人民生活帶來嚴重的損失。如果遇到連續的惡劣氣象條件，比如毛毛雨、霧、露等，絕緣子發生污閃的概率急劇增加，再加上污閃跳閘事故的重合閘成功率比較低，極其容易造成永久性停電事故。同時，由于長期運行在戶外環境中，雷電、冰雪、紫外線等的長期影響使得掛網絕緣子的性能受到破壞，對應的絕緣水平有所下降，甚至在工作電壓下也有可能發生閃絡。因此，如何提高絕緣子的抗污閃能力，對于提高輸電線路的污閃電壓，減少污閃事故的發生具有很大的意義。

二、污閃放電過程

污閃放電是一種局部電弧逐步延伸過程，其放電過程大致分為[1]：

（1） 污穢的沉積；

（2） 污穢的潮濕；

（3） 局部電弧的形成；

（4） 局部電弧發展至完全閃絡；

對于絕緣子污閃放電，積污和受潮是兩個必要的條件和過程，也是導致污閃電壓下降的兩個很大的影響因素，控制這兩個過程的發展對于防污閃很有益。

三、影響污閃電壓的因素

絕緣子污閃放電是一個復雜的過程，影響其放電的因素很多，主要包括：污穢性質、大氣污染、鳥糞污染、海拔高度、絕緣子爬距形狀結構、絕緣子串長、雷電及操作沖擊等因素。

四、提高輸電線路污閃電壓的方法研究

（1）加強絕緣子污穢清掃

絕緣子積污是發生污穢閃絡的必要條件，隨著環境污染加劇，絕緣子積污程度加深，是近年來污閃事故發生率增加的主要原因之一，因此，通過開展對絕緣子的清掃工作，減小絕緣子積污，是減少污閃事故發生的有力措施。

目前常用的絕緣子清掃方式主要包括：停電人工清掃、帶電氣吹清掃、帶電水沖洗和帶電機械干清洗。

（2）選擇性能優良的絕緣子材料

目前我國電網掛網運行的絕緣子主要有三種：瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子及有機復合絕緣子。不同材料的絕緣子，由于其化學成分和結構不同，電氣性能及機械性能都有差別，因此在使用過程中具有不同的優缺點。深刻認識到不同材料絕緣子性能上的優缺點，根據不同環境和性能要求，合理選擇絕緣子的種類，能有效減少污穢閃絡事故的發生，從而降低電網停電損失。

以有機硅橡膠為主的復合絕緣子因為其表面具有優良的憎水性和憎水遷移性，防污閃能力較瓷絕緣子和玻璃絕緣子相比，防污閃性能有很大的提高。所以對于污穢嚴重或者空氣濕度大的地方，優先考慮使用復合絕緣子[2]。

（3）合理選擇絕緣子串的安裝結構

目前電網運行中的絕緣子主要有三種安裝結構：單串懸垂串、雙串并聯懸垂串、V形串。不同的安裝結構下，絕緣子的自清洗效果不同，積污程度不同，污閃電壓也就有差別；更主要的是，不同的安裝結構對應著不同的放電發展途徑，這在很大程度上影響污閃電壓的大小。試驗及經驗表明，V形串絕緣子清洗效果較I串懸垂串更好，積污程度更輕，所以其污閃電壓更高，實際的耐污能力較懸垂串更好。

因此在進行輸電線路外絕緣子配置時，我們應該根據實際情況，合理選擇絕緣子的安裝結構，逐漸完成由主要是I串結構向I串與V串并重的轉變；除了在特殊情況外，盡量避免使用雙串懸垂串的安裝結構，即使在使用時，也要合理選擇其串間距D的大小，以免其污閃電壓下降過多而造成污閃事故[3]。

（4）優化絕緣子的選型工作

絕緣子的污閃電壓并不僅僅與其爬電距離有關，同時還與絕緣子的形狀系數有很大的關系。有時絕緣子的結構和形狀不合理，雖然爬電距離增加了，但其污閃電壓仍然會有所下降，因此做好絕緣子的選型工作，對于提高輸電線路的污閃電壓意義很大。

目前輸電線路上掛網運行的絕緣子主要是三種：盤形懸式瓷絕緣子、盤形懸式玻璃絕緣子和棒形懸式復合絕緣子，其中瓷絕緣子又分為普通型和防污型，而防污型瓷絕緣子又分為雙傘型、三傘型、鐘罩型和空氣動力型。外傘型絕緣子（包括雙傘和三傘型絕緣子）具有良好的空氣動力學特性，自清潔能力比較強，污穢不易在其表面沉積，因此其污閃電壓較其他型式絕緣子都要高，在風沙大或較干燥的地區使用可以起到很好的防污效果[4]；鐘罩型絕緣子下表面的深棱能夠在一定程度上抑制電弧的發展，可以提高有效爬電距離，同時其下表面不易受潮，缺點是污穢容易在下表面沉積，清掃工作也不方便進行，因此適宜在空氣潮濕、多鹽霧的沿海地區使用。

（5）加涂RTV防污閃涂料

目前廣泛使用的有機復合絕緣子相對于傳統的瓷絕緣子和玻璃絕緣子，很大的一個性能優勢就是其表面優異的憎水性能。瓷絕緣子和玻璃絕緣子表面能都很高，因此在雨霧露氣候時，絕緣子表面特別容易形成一層均勻的水膜，從而使污穢層絕緣電阻減小，泄露電流增加，非常有利于局部電弧的產生和發展；但是對于硅橡膠絕緣子，由于其表面具有憎水性和憎水遷移性，即使是處于受潮狀態，水分只是以水珠的形式散落在絕緣子表面，而不會形成均勻水膜，從而使絕緣子表面保持一定強度的絕緣子電阻，能有效抑制泄露電流的增加，從而提高污閃電壓。

對戶外絕緣子加涂RTV涂料，當RTV涂料表面積污后，其內部的游離態憎水物質開始慢慢向污穢層表面擴散，這種憎水遷移性使得污層表面也具有憎水性，即使遇到毛毛雨、霧、露等惡劣氣象條件時，污穢層表面的水分只會以小液滴的形式零落分散在其表面，而不會形成均勻連續的水膜，因此可以有效抑制泄露電流的增加和局部電弧產生及發展，從而提高絕緣子的污閃電壓[5]。

五、結束語

減少積污、降低受潮、抑制電弧產生和發展是三個提高污閃電壓的主題思想。本文從絕緣子清掃、絕緣子材料、絕緣子安裝結構、絕緣子選型等方面多角度、全方位地分析了提高輸電線路污閃電壓的多種方法。由于污閃放電的分散性很大，再加上影響其特性的因素很多，目前對于污閃的研究尚未達到絕對的統一，仍存在許多具有爭議且需要解決的問題，因此對于絕緣子污閃的分析研究還有一條很長的路要走，而且意義深遠。

參考文獻

[1]四川省電力工業局，四川省電力教育協會，電網防污閃技術.北京：中國電力出版社，1998.

[2]周浩，朱甜，三種絕緣子性能及其在特高壓線路上應用研究[J].電瓷避雷器，2007，3（217）

[3]李震宇，崔吉峰等，絕緣子安裝結構對污閃電壓的影響[J].電網技術，2005，29（16）：52-56

[4]冉啟鵬，胡家華，李杰，王欣，瓷絕緣子結構、型式對其交流污閃特性影響的研究現狀與展望.昆明電力局

[5]閆宏斌，RTV防污閃涂料在超高壓輸電線路中的應用[J].建材技術與應用，2008，3（11）：33-34