淺析電力系統(tǒng)污穢絕緣及防污閃預(yù)防措施

邵志宏 陳勝?gòu)?qiáng) 馬廣俊

摘 要：在污閃、濕閃、冰閃、雷擊閃絡(luò)、操作沖擊閃絡(luò)等幾種放電中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的是污閃，雖然雷擊閃絡(luò)占外絕緣閃絡(luò)次數(shù)最多，但污閃的損失卻是雷害的數(shù)倍。在設(shè)備發(fā)生污閃事故時(shí)，重合閘成功率很低，往往造成大面積停電;污閃中所伴隨的強(qiáng)力電弧還常導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞，使停電時(shí)間延長(zhǎng)，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，污穢條件下的電氣絕緣問(wèn)題顯得更加突出。本文通過(guò)分析環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備絕緣的影響，提出一些絕緣子防污閃方法和技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：霧霾 ;污閃;污穢絕緣子;方法; 技術(shù)措施

一、污閃及污閃的特點(diǎn)：

污閃是指電氣設(shè)備絕緣表面附著的污穢物，在潮濕條件下，其可溶物質(zhì)逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電場(chǎng)作用下出現(xiàn)的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象。絕緣子污閃放電最顯著的特點(diǎn)是：閃絡(luò)電壓低。以標(biāo)準(zhǔn)懸式絕緣子為例，單片的閃絡(luò)電壓：在潔凈干燥的條件下75kV;在潔凈淋雨?duì)顟B(tài)下45kV，在潮濕污穢的狀態(tài)下<10kV。

二、霧霾天氣對(duì)電氣設(shè)備外絕緣的影響

1、空氣濕度大且大氣層較為穩(wěn)定時(shí)，大氣污染物大量聚集，易演變成災(zāi)害性霧霾天氣。城市、工業(yè)區(qū)及其鄰近區(qū)域頻繁出現(xiàn)的霧霾，導(dǎo)致了輸變電設(shè)備外絕緣表面濕沉降的增加，表征霧霾臟污程度的霧水電導(dǎo)率，隨所在區(qū)域污穢等級(jí)的提高而增大。

2、形成霧霾時(shí)，其霧水電導(dǎo)率可持續(xù)數(shù)小時(shí)穩(wěn)定在1000-2000uS/m范圍內(nèi)，平均最大值可達(dá)2500uS/cm或更多;城郊霧水電導(dǎo)率可達(dá)數(shù)百至1000us/cm;遠(yuǎn)離城市霧水電導(dǎo)率一般在100uS/cm以下。在霧霾的持續(xù)作用下，絕緣子表面污穢度逐漸增大。霧水電導(dǎo)率在（2000uS/cm）時(shí)持續(xù)6-10h后，絕緣子表面等值鹽密可增加0.03-0.04mg/cm2。若霧水為1000-2000μS/cm左右時(shí)，絕緣子的污閃電壓比清潔霧時(shí)下降17%-20%.

3、污穢度越重，霧水電導(dǎo)率對(duì)其污閃電壓的影響有減小趨勢(shì)。

4、高導(dǎo)電率鹽霧試驗(yàn)表明，濃霧霾中工作電壓下線路發(fā)生的閃絡(luò)是絕緣子串嚴(yán)表面放電，而不是空氣間隔的擊穿。

5、“絕緣到位，留有裕度”的外絕緣配置應(yīng)對(duì)霾和霧霾天氣是行之有效的。個(gè)別污閃事故的發(fā)生，表明防污閃工作仍存在薄弱環(huán)

三、絕緣子表面污穢的影響因素

工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸及生態(tài)環(huán)境等在空氣中產(chǎn)生大量的氣相、液相和固體污穢物質(zhì)，不同地區(qū)空氣的污染有著不同的特點(diǎn)。絕緣子表面的污穢沉積與污染性質(zhì)、污穢源距離、氣象氣候條件、地形、地貌以及絕緣子本身的造型結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。絕緣子表面的積污過(guò)程主要取決于：

1）使塵埃微粒附著在絕緣子表面的力，如風(fēng)力、重力和電場(chǎng)力，其中風(fēng)力最重要。

2）污穢微粒與絕緣子表面的粘附力以及微粒之間的粘聚力。一般情況下，污穢微粒與瓷、玻璃，合成絕緣子表面的沾附力小于微粒之間室外沾聚力。因此潔凈絕緣子表面開(kāi)始時(shí)污穢積聚較慢，后來(lái)逐漸加快。

3）空氣污染：彌漫在空氣中的污穢物日積月累地沉積在運(yùn)行中的外絕緣表面上，形成污穢層，可溶性導(dǎo)電物質(zhì)在濕潤(rùn)溶解后，將使表面污穢層的電導(dǎo)急劇增大致使外絕緣的電氣強(qiáng)度顯著下降。

4）水分的凝結(jié)：

在一定條件下，水汽發(fā)生凝結(jié)而產(chǎn)生霧、露、霜、毛毛雨等是對(duì)污穢絕緣極為不利的氣象條件對(duì)絕緣子的電氣強(qiáng)度造成危害。

5）污穢的類型：沉積在外絕緣上的污穢類型可分為在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的氣相和固相污穢物包括化冶煉廠及火電廠的排煙，水泥廠、煤礦及礦場(chǎng)的粉塵，循環(huán)水冷卻塔或噴水池的酸化水霧等;以及自然條件下產(chǎn)生的污穢包括塵土污穢、鹽堿污穢，海鹽或海水污穢鳥(niǎo)糞污穢等。

6）覆冰積雪：絕緣子覆冰積雪也是一種污穢，當(dāng)冰層或積雪層融化時(shí)，明顯提高絕緣子表面的電導(dǎo)，導(dǎo)致絕緣子在運(yùn)行電生閃絡(luò)事故，這種閃絡(luò)事故稱為冰閃。

四、防污閃方法和技術(shù)措施

電壓、污穢、潮濕是產(chǎn)生污閃的三個(gè)必要條件，防止污穢閃絡(luò)就是在這三個(gè)方面采取措施，如增大爬電比距、減少表面積表面干區(qū)、使用新型絕緣子等，以此破壞污閃條件的形成，避免事故的發(fā)生，在污穢地區(qū)加強(qiáng)絕緣的防污閃主要方法和措施概括為：爬、掃、涂

1）調(diào)整爬電比距：根據(jù)污區(qū)圖上規(guī)定的爬電比距，調(diào)整該地區(qū)電氣設(shè)備的外絕緣的爬電距離的工作稱為調(diào)整爬距。由于工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，輸電線路的運(yùn)行環(huán)境不斷發(fā)生變化，因此，應(yīng)根據(jù)污區(qū)等級(jí)的變化及時(shí)和適當(dāng)調(diào)整爬電距離。對(duì)于已建成的線路在調(diào)爬時(shí)，要校核增加絕緣子片數(shù)后線路的風(fēng)偏造成的相間或相對(duì)地的距離，以及橫擔(dān)是否能承受絕緣子的重量。

對(duì)于已經(jīng)建成的輸電線路，如果塔頭間隙不滿足增加絕緣子片數(shù)的要求，通常以用同樣高度的防污絕緣子調(diào)換普通絕緣子為宜：如果間隔距離符合要求，且增加1～3片普通型絕緣子或絕緣子串長(zhǎng)增加20%-30%可滿足防污要求時(shí)，可采用增加普通型絕緣子的方式

2）選擇合適的絕緣型號(hào)：各種型號(hào)的絕緣子積污特性不同，環(huán)境污源性質(zhì)也有很大差異，要使調(diào)爬達(dá)到最佳效果，就必須重視絕緣子型式的合理選擇。

3）絕緣子表面處理：瓷和玻璃絕緣子表面呈現(xiàn)的是親水性狀態(tài)，在污濕環(huán)境條件下，容易形成連續(xù)的水帶，污穢容易受潮濕潤(rùn)，從而導(dǎo)致絕緣子表面容易形成泄漏電流通道。表面處理是在絕緣子表面覆涂特殊涂料，改變絕緣子表面的狀況，增加絕緣子表面的憎水性，使絕緣子表面在通電的情況下不易形成泄漏電流通道。表面處理表面處理是一種輔助方法種補(bǔ)救的措施，只有在增加爬電距離有困難的情況下才采用這種技術(shù)措施。也是一種防止絕緣子發(fā)生污閃的有效手段，在嚴(yán)重污穢區(qū)，具有非常重要的意義，效果也非常顯著，目前涂料主要有有機(jī)硅涂料（如硅油、硅脂）、地蠟、長(zhǎng)效硅脂、室溫硫化硅橡膠、含氟涂料等。

4）及時(shí)進(jìn)行失效涂層的復(fù)涂：復(fù)涂時(shí)要注意復(fù)涂在牢固、無(wú)污穢的底面上進(jìn)行，復(fù)涂工藝可采取徹底清除殘留失效涂層后再?gòu)?fù)涂;也可在常規(guī)清掃后，在舊涂層上重涂，必要時(shí)可采用偶聯(lián)劑。清除失效涂層時(shí)，注意不得刮傷瓷件釉面，并禁止使用強(qiáng)氧化性物質(zhì)，避免對(duì)瓷件和鋼帽造成損害。復(fù)涂前瓷表面應(yīng)干燥，不得殘留清。

5）清掃：在防污技術(shù)措施中，比較簡(jiǎn)單的方法就是將積聚在絕緣子表面的污穢污清除，恢復(fù)其原有的絕緣水平，這就是運(yùn)行工作中經(jīng)常采用的清掃。清掃可分為帶電清掃和停電清掃，帶電清掃又可分為帶電水沖洗、氣沖和電動(dòng)刷等方式。清掃一般與電氣設(shè)備檢修同時(shí)進(jìn)行，應(yīng)在霧季初期（一般為10-11月）清掃1次，因?yàn)?1月至次年1月雨量較少，積污量處在一年中的最高值，而且霧天較多，所以在這時(shí)進(jìn)行清掃其防污閃效果最佳

6）在防污閃中應(yīng)用復(fù)合絕緣子：復(fù)合絕緣子傘裙表面具有很好的憎水性，并且其憎水性具有遷移特性，在污濕環(huán)境中具有較高的污閃電壓，因此在防污閃技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。

總之，無(wú)論采用那種防污閃技術(shù)措施，都要根據(jù)污染區(qū)及絕緣子的防污特性進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況，進(jìn)行單一或多種綜合技術(shù)措施防止污閃事故的發(fā)生，加強(qiáng)薄弱設(shè)備環(huán)節(jié)的維護(hù)、改造，提高電氣設(shè)備的絕緣等級(jí)，加強(qiáng)電網(wǎng)的日常維護(hù)管理，能夠有效避免電網(wǎng)發(fā)生污閃事故。