影响污秽绝缘子闪络的主要因素_绝缘子污秽闪络对电网的影响和预防措施

  摘要:绝缘子污秽闪络严重威胁着输电线路的安全运行,每年污闪给我国电网的稳定运行和国民经济造成严重影响和巨大损失。对绝缘子污秽闪络的研究始终没有停止,各种预防措施不断发展和改进,取得了很大进展,但是,要想进一步减少污闪的影响还需要更多的努力。
  中图分类号:U665.12
  文献标识码:B
  文章编号:1009-9166(2009)026(C)-0070-01
  
  一、污闪的产生
  
  所谓污秽闪络,就是积聚在绝缘子表面上的具有导电性能的污秽物质,在潮湿天气受潮后,使绝缘子的绝缘水平大大降低,在正常运行情况下发生的闪络事故。
  绝缘子的污秽闪络,取决于以下四个阶段的发生和发展。即:①绝缘子表面的染污过程。②绝缘子表面污层湿润的过程。③干燥带形成和局部电弧过程。④局部电弧发展贯穿两极的过程。运行的绝缘子在自然环境中,受到氮氧化物及颗粒性尘埃等大气环境的影响,在其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下,这些表面带有污秽物的绝缘子保持着较高的绝缘水平,其放电电压和洁净、干燥状态时接近。然而,当遇有湿润天气时,绝缘子表面污秽物吸收水分,使污层中的电解质溶解、电离,导致污层电导增加。这时,绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构尺寸的影响以及绝缘子表面污层分布不均和潮湿程度不同等因素,使绝缘子表面各部位的电流密度不同,其结果在电流密度比较大的部位形成了干燥带。干燥带的形成促使绝缘子表面电压分布更不均匀,干燥带承担较高的电压。当电场强度足够大时,将产生辉光放电,继而产生局部电弧。这时,绝缘子的表面放电模型,相当于表面局部电弧串联着一段污层电阻。此时局部电弧有可能熄灭,也有可能发展。当局部电弧不断发生和发展,达到和超过临界状态时,电弧贯穿两极,完成闪络。
  
  二、污闪的对电网的危害
  
  随着高压和超高压输电的日益推广以及线路电压等级的不断提高,绝缘子污秽闪络的危害也越来越大。据统计,现有电压等级下,污秽闪络的危害性已经远远超过了雷电冲击。我国电网大面积污闪事故时有发生。例如,1996年12月27-30日华东地区出现罕见的大雾,华东电网23条500 kV线路中就有11条发生闪络,跳闸77次,其中3条线路因零值瓷绝缘子炸裂导致导线落地;220kV系统中24条线路闪络,跳闸58次,其中9条线路因零值瓷绝缘子炸裂导致导线落地,虽然断路器、继电保护动作正确,未造成大范围停电,但仍对电网安全构成了严重的威胁;1997年2月26-27日陕西电网发生大面积污闪,涉及330kV输电线路2条、220 kV2条、110kV5条,还包括2座330kV变电站、3座110kV变电站。事故导致渭南地区东部和商洛地区全部停电,系统甩负荷410Mw,并对输变电设备造成严重损害。福建电网自1990年以来220kV线路共发生150次跳闸事故,仅1996年1月14日至2月15日一个月内,莆田、泉州、石狮等地220kV线路发生污闪跳闸70余次。近两三年,各网局仍不时有较大范围污闪事故的报道。
  
  三、预防绝缘子闪络的措施
  
  1、定期清扫绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前,必须对绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重地区,应适当增加清扫次数。清扫是恢复外绝缘抗污闪能力、防止设备外绝缘污闪的重要手段,对于外绝缘爬距已经调整到位的输电线路,强调适时清扫尤为必要。在盐密测量工作做得比较好的地区,可以通过统计分析,逐步以盐密值控制过渡到状态清扫。实践证明,该方法能够在某种程度上保证绝缘子的电气绝缘强度,降低污闪的发生概率,提高电网的可靠性。2、增大绝缘子泄漏比距。增加绝缘子表面的泄漏距离,一方面使污闪初始阶段的泄漏电流较小,烘干作用下降,另一方面在相同的工作电压下小电弧发展贯通电极就比较困难。因此,可以提高污闪电压,这是防止污闪的基本措施。实现此法最简单的方法是增加悬式绝缘子串的片数或支持绝缘子的长度,污闪电压与悬式绝缘子串数或支持绝缘子长度成正比关系。一般采用大爬距、大盘径、小高度的耐污型悬式绝缘子、大小伞交替或密伞型支柱式绝缘子,不仅耐污性能好,而且在不增大绝缘子长度的前提下,可以较大地增加泄漏的比距。3、采用合成绝缘子。硅橡胶合成绝缘子因其优异的憎水性和憎水迁移特性而具有很强的耐污闪能力。在上述华东、华中、西北、山东、福建等地电网瓷绝缘子大面积污闪时,运行于中等及重污秽地区的全部20多万支合成绝缘子无一闪络。成功的运行经验表明,合成绝缘子有效防止了污闪事故的发生,大大减轻了繁重的清扫、检测零值等运行维护工作,已成为中国解决污秽地区输电线路污闪问题最为有效的方法。4、4RTV防污闪憎水长效涂料。RTV涂料主要用于变电站电瓷设备上,也用于输电线路或玻璃绝缘子上,在我国已有15年成功运行的经验。与合成绝缘子相同,RTV涂料优异的耐污闪性能源于硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移特性。合成绝缘子和RTV涂料的作用相辅相成,前者主要用于输电线路,是电瓷绝缘子的更新换代产品,其它同类产品包括:硅橡胶伞裙的避雷器、穿墙套管、变压器及断路器套管等。RTV涂料则主要用于现有的电瓷设备上,只需在表面涂覆上一层薄薄的RTV,在保证该设备原有内外绝缘性能及机械性能的基础上大大加强了设备的耐污闪能力。
  结论:污闪事故是对供电可靠性危害极大的频繁性事故,在电气设备发生污闪时,重合闸的成功率极低,使断电保护失灵,往往导致大面积停电。近年来我国发生几起重大污闪事故分布面之广,损失之严重,说明我国的防污闪工作仍然任务艰巨,任重道远。为防止污闪事故的发生,就要从科研、设计、运行维护等全方位入手,结合本地区的污秽情况及自然环境条件,选择适当的对策,减少污闪事故的发生率。

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