污閃對戶外電力高壓設備的影響及預防措施

朱淑梅 劉劍秋 包秀蓮

（遼寧華隆電力科技股份有限公司，丹東 118303）

所謂污閃，是指電氣設備表面通常會覆蓋一些污穢物，而這些污穢物一旦被暴露在潮濕的環境中，通過吸收空氣中的水分會導致電氣設備的絕緣強度降低，且在電場力的作用下出現一種比較強烈的放電現象。近年來，我國多地出現霧霾，部分地區霧霾持續時間長。此外，降雨量不斷減少，尤其是秋冬季雨水偏少，導致輸變電設備戶外絕緣子自潔能力降低，極易誘發污閃。如何應對天氣變化對電氣設備產生的影響，較少和避免污閃情況的發生，是電力部門需要解決的一個重要課題。目前，電力部門已經將防污閃工作列為重點工作之一，詳細部署具體工作要求，宣貫和培訓開展防污閃技術手段，且相關工作將根據各地的實際情況逐步實施。

1 我國污閃情況概述

隨著工業的發展，大氣污染日趨嚴重，架空線路和變電站的污閃事故越來越多。污閃事故具有明顯的季節性[1]。在我國，污染季節一般為初秋至明年初春，東北、西北約200 天，華北約180 天，華東約120 天。在污染季節，絕緣子串表面受到污染，等效鹽密度較高。如果不及時清理，潮濕天氣會誘發污閃。污閃事故面積大，持續時間長。發生污閃事故時，一般不能通過重合閘快速恢復輸電，有時會造成斷線事故。因此，在處理污閃事故時，必須更換一批損壞的絕緣子和導線。如果事故處理時間長，停電損失大，大型污閃事故往往屬于惡性事故。在一些大城市和工業區，污閃的觸發時間已超過雷電。據統計，污閃事故造成的電能損失是雷電事故造成的電能損失的9.3 倍。

污閃事故影響范圍大，停電時間長，會造成巨大的能量損失。嚴重的污閃事故一次可損失千萬千瓦時的電量，被稱為電力系統的重大惡性事故之一，而由污閃事故引起的停電所造成的間接損失更難估計。比如，2001 年時，遼寧、華北和河南電網發生的重大污閃事故造成了238 次停電，972 次觸發34 個變電站，涉及變電站和500 kV 線路，影響十分嚴重。防污閃涂料在天津電網成功運行20 年，實踐證明防污閃涂料是防污閃對策中最經濟、最有效的措施。

2 污閃事故的原因及特點

在電氣設備的操作過程中，不可避免會有一些污穢物附在表面。在高濕度條件下，這些污穢物通常具有導電性和吸濕性，大大降低了電氣設備的絕緣水平[2]。如果表面泄漏電流增大，在工作電壓下也可能發生絕緣閃絡事故。污染類型主要有自然污染、工業污染以及生活污染等。沿地表的污染事故排放（簡稱污閃）是在工頻工作電壓的長期作用下產生的。普通粉塵易被雨水沖走，對絕緣性能影響不大，但工業粉塵粘附在電氣設備表面形成薄層，不易被雨水沖走，對絕緣性能影響較大。在干燥條件下，污穢物材料強度高，導電性差，對線路的安全運行危害不大。然而，在霧和雨的潮濕天氣中，表面污穢物會吸收水分并形成離子狀態。此時，電導率急劇上升，泄漏電流急劇上升。泄漏電流與污穢物的數量、污穢物的導電性、污穢物層的吸濕性和水的導電性有關。當泄漏電流增加時，某些污層較薄的地方或潮濕程度較輕的地方，尤其是直徑小的絕緣子鋼腳附近電流密度大，局部污穢會發熱烘干形成高電阻的干燥帶。此干燥帶的電壓迅速升高，如果空氣的耐壓強度低于加在干燥帶上的電壓，則在干燥帶上先發生局部放電。此時，電壓加在干燥帶的其余部分。當電壓大于此部分空氣的耐壓強度時，整個絕緣子發生閃絡。當一個絕緣子發生閃絡時，絕緣子串上的電壓加在其余絕緣子的干燥帶上，迫使所有絕緣子快速串聯放電形成污閃。

3 污閃對高壓電氣設備產生的影響

3.1 污閃造成電氣表面電流的泄漏

在氣候較為潮濕的情況下，電氣設備表面所附著的污穢物質容易受潮。其中一些可溶于水的溶解質會被溶解，之后會在電氣設備絕緣層表面形成一層導電的膜狀物。污穢物中的溶解質對水膜的導電率具有決定作用，而污穢物中不溶于水的物質可以吸附水分。該水膜造成了一個電流通路，導致設備或者電路中的泄漏電流可以流過絕緣層的表面。表面電流的泄漏量又取決于污穢物的量，污穢物堆積越多，電流泄漏越嚴重。在這種情況下，如果絕緣層表面有較為嚴重的臟物且受潮嚴重，再加上絕緣層表面有較小的泄漏距離，會決定污穢物有一個小的電阻，導致污閃放電現象更加強烈。

3.2 污閃導致高壓電路絕緣性降低、絕緣子閃絡

整個絕緣子串的狀態決定了在高壓設備中每個絕緣子所擔負的電壓。在每個絕緣子上的泄漏電流的流過量，既取決于整個絕緣子串在電流泄漏時刻所處的絕緣狀態，又取決于該絕緣子本身。這兩者之間是一個相互依存、相互影響的關系。如果某個絕緣子出現局部短路情況，原本擔負在這個絕緣子上的電壓將會被轉移到該絕緣子串中另一個絕緣子上。可以說，電壓的突發分配就像是一個觸發脈沖，有的時候會造成整個絕緣子串被處于一個串聯放電狀態下。如果所有的絕緣子都被短路，它所泄漏的電流量將取決于絕緣子串污濕層的電阻。電阻過小，電流將會增大，造成整個絕緣子串閃絡。

4 污閃影響戶外電力高壓設備的預防措施

4.1 結合當地實際情況，因地制宜逐步開展

各地因地理位置、氣候狀況、工業發展程度及城市建設等情況不盡相同，污穢程度也大不一樣[3]。各供電部門要結合各自所在的地理位置、氣候狀況、工業發展程度及城市建設等情況對各自所管轄的供電戶外設備產生的影響和自身企業的經濟效益開展防污閃治理工作。

污染小的地區指地理位置不優越，人口密度較小，植被覆蓋好，距污染源較遠，或即使距污染源較近有輕微的污染但是雨水充足，對戶外絕緣子沖刷很好，污染對絕緣設各影響微乎其微的地區。這些地區往往發生污閃的可能性很小，一般只要采用防污型絕緣子就不會發生污閃現象，基本不需要治理。

污染大的地區指地理位置優越，人口密度較高，人類活動頻繁，植被覆蓋差，且距海、沙漠或開闊干地較近，距大中城市近，距污染源較近，或即使距污染源較遠但污染源在積污期主導風上，或距離污染源遠但絕緣子積污的飽和時間短且雨水較少，對戶外絕緣子沖刷不到位，污染對絕緣設備很大。這些地區往往發生污閃的可能性很大，除采用防污型絕緣子外，還要加強污穢情況的測量，根據測量結果決定是否進行防污閃治理，以避免發生污閃現象。

污穢情況的判別除了加強測量外，各地區的污區圖也是一個重要且便捷的參考資料。

4.2 排查、匯總

供電單位對照當地新版污區分布圖，按照《電氣設備外絕緣防污閃技術管理原則》的要求進行設備隱患排查，對設備爬電比距不滿足要求、污穢情況比較嚴重的設備建立臺賬，按《電氣設備外絕緣防污閃技術管理原則》的要求設置鹽密和灰密測量點，組織設備防污閃技能培訓，加深對設備污閃危害的認識，配置鹽密和灰密測試儀器，正確開展鹽密、灰密測試及涂料憎水性測試等工作，掌握設備污穢狀態，從而為防污閃治理提供有力依據。

4.3 通盤考慮，整體規劃，逐步實施

對排查匯總結果進行分析，制定年度治理計劃和跨年度實施方案，本著合理安排資金，先對污穢情況特別嚴重的、在電網中的作用比較重要的進行優先安排治理，再對污穢情況比較嚴重、供電可靠性要求不是特別高的設備列入治理范圍，根據設備污穢發展情況預測下年度污穢發展情況，合理儲備污閃治理項目。

4.4 根據設備現狀采用最佳的防污閃方法進行治理

對于運行環境差的電氣設備若還是用非防污型絕緣子，應盡快安排資金進行更換。更換防污型絕緣子應結合企業經營狀況，最好更換為防污型絕緣子，資金受限時也可以分步實施[4]。

雖然需提高防污型絕緣子防污性能，但是污穢特別嚴重的地區無法完全避免污閃的發生。近些年來，在復合絕緣子的高壓線路上發生污閃的情況，在污穢特別嚴重的地區也時有發生。為了有效防止污閃的發生，要結合設備運行環境提出不同的治理辦法。目前，發污閃的手段主要有定期清灰沖洗、噴涂RTV 防污閃涂料和加裝防污閃輔助傘裙。

對于污穢情況較重的地區，電氣設備絕緣子采用防污型，且是經憎水性試驗合格的電氣設備絕緣子。建議采用定期清掃絕緣子上的灰塵和用水清洗絕緣子，使其保持清潔，滿足其絕緣要求，有效防止污閃的發生。在清灰沖洗的過程中一定要把握尺度，切不可在施工過程中破壞電氣設備絕緣子上自帶的防污閃材料。這是最經濟、省時的一種防污閃手段之一。

對于污穢情況較重的地區，電氣設備絕緣子采用的是防污型的。但是，對于使用年限較長或其他原因導致經憎水性試驗不合格的電氣設備絕緣子，建議噴涂RTV 防污閃涂料。RTV 涂料主要由基膠、溶劑、交聯劑、偶聯劑以及無機填料等組成，可直接涂、刷或噴在使用對象的表面，具有使用方法簡單、固化時間短等特點。RTV 涂料具有憎水性和憎水遷移性特性。

噴涂RTV 涂料施工需要停電，且施工工藝和施工前的準備工作要求嚴格。施工前需要將絕緣表面清掃干凈，且處于干燥狀態；零值和低值盤形懸式瓷絕緣子應在施工前予以更換；施工區域的地面及物品要采取臨時保護措施。RTV 型防污閃涂料一般要求采用噴涂施工工藝，且施工時間較長，對電力用戶影響較大。

噴涂RTV 涂料對施工環境要求較高。嚴禁在起霧、凝露、降水、降雪等可能導致絕緣子表面受潮的氣象條件下進行防污閃涂料施工[5]。此外，不宜在嚴重揚塵條件下施工，且施工期間的環境溫度應在-20 ℃以上。RTV 涂料在運行維護也會出現龜裂、起皮和脫落等現象，在雨、霧、露等氣象條件下出現絕緣子表面局部放電情況，出現有蝕損、漏電起痕、樹枝狀放電或電弧燒傷痕跡。但是，RTV 涂層在其有效期內一般不需清掃或水洗。對運行超過3 年的涂料，每次檢修時要檢查有無起皮、龜裂、憎水性喪失等現象。如發現上述現象，應及時安排復涂。污閃后的RTV 涂層若無明顯損傷，一般可以不重涂。

目前，RTV 涂料的防污閃作用及效果已在各地、各電壓等級的運行經驗中得到充分證明，是中等及重度污穢地區解決輸變電設備防污閃能力不足的重要措施。RTV 涂料防污閃效果好，但造價高，施工環境要求高，工藝要求嚴格，施工時間相對較長。

5 結語

通過對污閃對戶外電力高壓設備所造成的影響進行研究，對防污閃的新技術提出相應的措施。通過與當前環境情況結合可以發現，在電網運行維護過程中，防污閃越來越重要，將成為電力企業的一項重要工作內容。在預防污閃工作過程中，預防措施有很多，需要與實際情況結合，科學合理地制定預防措施，以保障電網的安全穩定運行。