线路污闪

线路污闪（精选八篇）

线路污闪 篇1

自20世纪90年代以来, 我国输变电设备防污闪工作取得了很大进展。各地不同程度地调整了输变电设备的爬电距离, 相继绘制完成了电力系统污区分布图并得到执行, 全国防污闪工作逐渐步人了规范化的轨道。正是由于这些工作的开展, 才使得我国在多次周期性的污闪事故中未造成重大经济损失和社会影响。但是, 我国防污闪工作未能达到完全杜绝大面积污闪事故的发生, 其根本原因何在?如何才能防止和杜绝大面积污闪事故的发生?值得大家探讨。

1 污闪事故的主要特点和原因

自20世纪90年代以来, 东北、西北、华北、华中、华东和华南都相继发生过大面积污闪事故, 其主要特点和原因可归纳为部分线路绝缘配置偏低、天气恶劣、大环境污染降低了外绝缘强度、清扫质量不高。不同时间和地点发生污闪的设备也有很大差别。如1990年华北大面积污闪事故, 输电线路主要发生在悬垂串上。变电设备故障多发生在母线、隔离开关、阻波器等支柱绝缘子上, 或未涂RTV和未安装增爬裙或未及时进行水冲洗的设备上。2001年大面积污闪事故中辽沈地区主要集中在I-Ⅱ级污区;华北、河南主要分布在Ⅱ-Ⅲ级污区;京津唐、河北、河南和辽宁电网凡全线使用复合绝缘子的线路几乎都没有发生污闪。线路污闪与1990年华北大面积污闪比较耐张串较多。变电设备的污闪主要发生在支柱绝缘子上 (占闪络总数的78.0%) 特别是重污区双联支柱绝缘子。

2 污闪的主要原因

2.1 清扫的局限性随着城乡电网建设和改造、三峡工程、西电

东送以及全国跨地域电网的建设, 必须正视这样的事实, 对目前运行线路每年进行清扫越来越困难, 对于穿越山区线路, 特别是500k V线路更是如此。问题是现行标准GB/T16434-1996、JB/T5895-1991和GB5582-1993对污秽等级的划分和外绝缘选择皆是建立在清扫的基础上。虽然清扫是绝缘子串恢复绝缘强度最有效的防污闪措施, 但是客观事实要求不应再将污绝缘设计建立在清扫的基础上, 尤其是新建或待建的工程。

2.2 原污区分布图存在的问题现行污区分布图中划分污级的

盐密是指由普通悬式绝缘子XP-70 (X-4.5) 及XP-160型所组成的悬垂串上的测得值。我国现运行线路已使用了玻璃绝缘子约4500万只 (其中, 南京国产线生产了900万片) 、复合绝缘子约400万支。不同材质和型式的绝缘子自然积污特性与XP-70和XP-160不同, 串型结构不同其积污特性也不同, 且无系统的研究, 这显然会对污级的确定产生较大偏差。另外, 所测的盐密值大多是运行1年的最大盐密。以上问题可能会导致实际绝缘配置往往不到位。在今后的防污管理工作中, 必须从根本上调整盐密测量和污秽等级的划分方法, 重新制定污区分布图的绘制原则。

2.3 污闪的主要原因现今使用的绝缘子污耐压基础数据是从

短串的污秽试验得到的, 由于人工污秽电压闪络梯度与绝缘子串长呈不严格的线性关系。因此, 以污耐压法进行污秽设计时, 由短串结果推算至长串会带来很大偏差。长串试验结果表明, 单片污耐压值低于由短串所确定值的40%。不同型式瓷、玻璃绝缘子的耐污秽特性并不随爬电距离的增加而成线性改善。对伞型不佳的绝缘子, 虽爬电距离增加较大, 但污耐压并未明显提高, 有的反而降低。虽然爬电距离增加较大, 但局部爬电距离在污秽和受潮2个条件作用下易被空气间隙放电短路, 这充分说明爬电距离的有效性对污耐压的影响很大。GB/T16434———1996附录D和JB/T5895-1991第6条皆明确指出在利用爬电比距法来进行污秽绝缘设计时一定要考虑爬电距离有效系数。国内至今尚未系统研究爬电距离的有效性。以上这些原因无疑会导致污秽绝缘配置偏低或裕度偏小。

3 如何解决污闪问题的

解决污闪问题主要是重新认识污秽绝缘设计。

3.1 按爬电比距确定绝缘子串片数所存在的问题目前, 各国均

按污秽水平划分污级, 并规定各污级对应的爬电比距, 仅前苏联和我国按爬电比距的方法确定绝缘子串片数。前苏联与我国的设计又不同, 不仅系统地考虑了爬电比距有效系数 (一般取1.1-1.2) , 还规定了不同污秽等级下50%人工污秽耐受电压值, 即220k V及以下电压等级为对应额定电压值, 330k V和500k V分别规定为315k V和410k V, 仅按GB/T16434-1996来进行外绝缘设计, 与前苏联相比无疑偏低。

3.2 按污耐压确定绝缘子串片数所存在的问题美国、日本和我

国武汉高压研究所等主要是以污耐压进行外绝缘设计, 污耐压皆以长串真型试验来确定。不同国家污秽绝缘设计原则相同, 仅是设计参数取值不同。

由文献知, 绝缘子串片数N为污秽设计目标电压值UΦmax与单片绝缘子最大耐受电压Umax的比值, 而单片绝缘子最大耐受电压Umax是σ、k的函数, σ、k越大, Umax越小, N越小, 反之N越大。σ、k取定值后, 按系统重要性考虑的修正系数k1, 越大, N越大, 即绝缘子串的污秽裕度越大。σ值一般由50%人工污秽耐受电压试验确定。不同国家污秽绝缘设计参数取值不同。σ值不同主要是由不同污秽试验室等价性造成, 而k值主要由线路设计闪络概率户值确定。若单串闪络概率户取值偏高, 无疑k偏低, Umax偏高;若k1取值偏低, 则UΦm ax偏低, 若p和k1值同时偏低, 则N偏低。而我国p、k1取值相对前苏联、美国和日本而言皆偏低, 可见N值较小, 绝缘子串的绝缘配置偏低, 或者说裕度偏小。随着大环境的污染, 若污秽等级从I级 (0.025mg/平方厘米) 发展到Ⅲ级 (0.1mg/平方厘米) , 不同型式绝缘子的Umax值下降幅度可达32.2%-44.0%。XP-160型绝缘子长串真型试验结果表明, I级 (0.03m g/平方厘米) Um ax值 (11.81k V) 相对于Ⅲ级 (0.1m g/平方厘米) Um ax值 (8.36k V) 下降幅度为29.2%, 无疑绝缘子串片数相应会增加31.1%-22.7%或34.2%, 受杆塔高度限制, 必然无法调爬, 应在设计基建时将裕度留给运行部门。

4 小结

污闪有它的规律性:污闪有季节性和气象特性还有时间性。凌晨是污闪出现的高峰, 因此时是雾形成的最好时间和降雪最多的时段, 一般情况下当太阳出来后逆温层消失, 雾也就散去了。中午出现污闪极少。

污闪事故不宜强送:污闪是局部电弧伸展的过程, 当发展为整个绝缘子沿面闪络为弧光接地, 从而使系统形成弧光接地过电压, 又会使另外污秽层重的设备发生污闪而形成两相 (三相) 接地短路 (110k V以上系统为单相接地短路) 而跳闸。一般自动重合闸的动作时间为0.5s, 手动强送小于3m in, 因诱发污闪的条件 (气温、湿度、雾、雨雪与污秽层等) 未消除, 介质绝缘强度尚未恢复, 在重合闸合闸或强送合闸的瞬间, 又出现操作过电压, 此时污闪处的电弧有可能重燃, 致使绝缘子炸裂, 或促使别处再出现污闪。所以污闪事故中的自动重合闸装置重合 (或强送) 成功率极低。

摘要：污闪事故不宜强送:污闪是局部电弧伸展的过程, 当发展为整个绝缘子沿面闪络为弧光接地, 从而使系统形成弧光接地过电压, 又会使另外污秽层重的设备发生污闪而形成两相 (三相) 接地短路 (110kV以上系统为单相接地短路) 而跳闸。一般自动重合闸的动作时间为0.5s, 手动强送小于3min, 因诱发污闪的条件 (气温、湿度、雾、雨雪与污秽层等) 未消除, 介质绝缘强度尚未恢复, 在重合闸合闸或强送合闸的瞬间, 又出现操作过电压, 此时污闪处的电弧有可能重燃, 致使绝缘子炸裂, 或促使别处再出现污闪。所以污闪事故中的自动重合闸装置重合 (或强送) 成功率极低。

提高输电线路污闪电压的方法研究 篇2

摘要：绝缘子污闪是输电线路最主要的事故原因之一，严重影响电力系统的安全稳定运行。如何提高输电线路污闪电压，降低污闪事故率，是一项亟需解决的重要问题。国内外专家对于污闪放电进行了长达近百年的研究，但是由于污闪放电分散性大，影响污闪特性的因素较多，因此目前仍没有得到高度统一的结论和措施，还存在许多需要解决和研究的问题。本文在国内外相关研究成果的基础上，以提高输电线路污闪电压为出发点和落脚点，分别进行了绝缘子污闪机理、影响污闪放电的相关因素以及提高污闪电压的方法等相关研究分析

关键词：绝缘子串；污闪电压；输电线路；复合绝缘子

一、前言

随着经济的迅速发展，环境恶化不断加剧，工农业等各种污秽不断加重，电网发生污闪事故的次数急剧增加。同时，随着电网容量的增大和电力系统电压等级的不断升高，电网污秽闪络跳闸事故的持续时间更长、波及范围更广、破坏性更大，这严重威胁着电力系统的安全稳定运行，也给工农业生产和人民生活带来严重的损失。如果遇到连续的恶劣气象条件，比如毛毛雨、雾、露等，绝缘子发生污闪的概率急剧增加，再加上污闪跳闸事故的重合闸成功率比较低，极其容易造成永久性停电事故。同时，由于长期运行在户外环境中，雷电、冰雪、紫外线等的长期影响使得挂网绝缘子的性能受到破坏，对应的绝缘水平有所下降，甚至在工作电压下也有可能发生闪络。因此，如何提高绝缘子的抗污闪能力，对于提高输电线路的污闪电压，减少污闪事故的发生具有很大的意义。

二、污闪放电过程

污闪放电是一种局部电弧逐步延伸过程，其放电过程大致分为[1]：

（1） 污秽的沉积；

（2） 污秽的潮湿；

（3） 局部电弧的形成；

（4） 局部电弧发展至完全闪络；

对于绝缘子污闪放电，积污和受潮是两个必要的条件和过程，也是导致污闪电压下降的两个很大的影响因素，控制这两个过程的发展对于防污闪很有益。

三、影响污闪电压的因素

绝缘子污闪放电是一个复杂的过程，影响其放电的因素很多，主要包括：污秽性质、大气污染、鸟粪污染、海拔高度、绝缘子爬距形状结构、绝缘子串长、雷电及操作冲击等因素。

四、提高输电线路污闪电压的方法研究

（1）加强绝缘子污秽清扫

绝缘子积污是发生污秽闪络的必要条件，随着环境污染加剧，绝缘子积污程度加深，是近年来污闪事故发生率增加的主要原因之一，因此，通过开展对绝缘子的清扫工作，减小绝缘子积污，是减少污闪事故发生的有力措施。

目前常用的绝缘子清扫方式主要包括：停电人工清扫、带电气吹清扫、带电水冲洗和带电机械干清洗。

（2）选择性能优良的绝缘子材料

目前我国电网挂网运行的绝缘子主要有三种：瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子及有机复合绝缘子。不同材料的绝缘子，由于其化学成分和结构不同，电气性能及机械性能都有差别，因此在使用过程中具有不同的优缺点。深刻认识到不同材料绝缘子性能上的优缺点，根据不同环境和性能要求，合理选择绝缘子的种类，能有效减少污秽闪络事故的发生，从而降低电网停电损失。

以有机硅橡胶为主的复合绝缘子因为其表面具有优良的憎水性和憎水迁移性，防污闪能力较瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，防污闪性能有很大的提高。所以对于污秽严重或者空气湿度大的地方，优先考虑使用复合绝缘子[2]。

（3）合理选择绝缘子串的安装结构

目前电网运行中的绝缘子主要有三种安装结构：单串悬垂串、双串并联悬垂串、V形串。不同的安装结构下，绝缘子的自清洗效果不同，积污程度不同，污闪电压也就有差别；更主要的是，不同的安装结构对应着不同的放电发展途径，这在很大程度上影响污闪电压的大小。试验及经验表明，V形串绝缘子清洗效果较I串悬垂串更好，积污程度更轻，所以其污闪电压更高，实际的耐污能力较悬垂串更好。

因此在进行输电线路外绝缘子配置时，我们应该根据实际情况，合理选择绝缘子的安装结构，逐渐完成由主要是I串结构向I串与V串并重的转变；除了在特殊情况外，尽量避免使用双串悬垂串的安装结构，即使在使用时，也要合理选择其串间距D的大小，以免其污闪电压下降过多而造成污闪事故[3]。

（4）优化绝缘子的选型工作

绝缘子的污闪电压并不仅仅与其爬电距离有关，同时还与绝缘子的形状系数有很大的关系。有时绝缘子的结构和形状不合理，虽然爬电距离增加了，但其污闪电压仍然会有所下降，因此做好绝缘子的选型工作，对于提高输电线路的污闪电压意义很大。

目前输电线路上挂网运行的绝缘子主要是三种：盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子和棒形悬式复合绝缘子，其中瓷绝缘子又分为普通型和防污型，而防污型瓷绝缘子又分为双伞型、三伞型、钟罩型和空气动力型。外伞型绝缘子（包括双伞和三伞型绝缘子）具有良好的空气动力学特性，自清洁能力比较强，污秽不易在其表面沉积，因此其污闪电压较其他型式绝缘子都要高，在风沙大或较干燥的地区使用可以起到很好的防污效果[4]；钟罩型绝缘子下表面的深棱能够在一定程度上抑制电弧的发展，可以提高有效爬电距离，同时其下表面不易受潮，缺点是污秽容易在下表面沉积，清扫工作也不方便进行，因此适宜在空气潮湿、多盐雾的沿海地区使用。

（5）加涂RTV防污闪涂料

目前广泛使用的有机复合绝缘子相对于传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子，很大的一个性能优势就是其表面优异的憎水性能。瓷绝缘子和玻璃绝缘子表面能都很高，因此在雨雾露气候时，绝缘子表面特别容易形成一层均匀的水膜，从而使污秽层绝缘电阻减小，泄露电流增加，非常有利于局部电弧的产生和发展；但是对于硅橡胶绝缘子，由于其表面具有憎水性和憎水迁移性，即使是处于受潮状态，水分只是以水珠的形式散落在绝缘子表面，而不会形成均匀水膜，从而使绝缘子表面保持一定强度的绝缘子电阻，能有效抑制泄露电流的增加，从而提高污闪电压。

对户外绝缘子加涂RTV涂料，当RTV涂料表面积污后，其内部的游离态憎水物质开始慢慢向污秽层表面扩散，这种憎水迁移性使得污层表面也具有憎水性，即使遇到毛毛雨、雾、露等恶劣气象条件时，污秽层表面的水分只会以小液滴的形式零落分散在其表面，而不会形成均匀连续的水膜，因此可以有效抑制泄露电流的增加和局部电弧产生及发展，从而提高绝缘子的污闪电压[5]。

五、结束语

减少积污、降低受潮、抑制電弧产生和发展是三个提高污闪电压的主题思想。本文从绝缘子清扫、绝缘子材料、绝缘子安装结构、绝缘子选型等方面多角度、全方位地分析了提高输电线路污闪电压的多种方法。由于污闪放电的分散性很大，再加上影响其特性的因素很多，目前对于污闪的研究尚未达到绝对的统一，仍存在许多具有争议且需要解决的问题，因此对于绝缘子污闪的分析研究还有一条很长的路要走，而且意义深远。

参考文献

[1]四川省电力工业局，四川省电力教育协会，电网防污闪技术.北京：中国电力出版社，1998.

[2]周浩，朱甜，三种绝缘子性能及其在特高压线路上应用研究[J].电瓷避雷器，2007，3（217）

[3]李震宇，崔吉峰等，绝缘子安装结构对污闪电压的影响[J].电网技术，2005，29（16）：52-56

[4]冉启鹏，胡家华，李杰，王欣，瓷绝缘子结构、型式对其交流污闪特性影响的研究现状与展望.昆明电力局

输电线路的污闪及影响因素 篇3

绝缘子污闪有一定的季节性, 据统计, 90%以上的污闪事故发生在秋季后期或冬季, 造成这种现象的主要原因是因秋冬两季雨水偏少, 且冬季还是浓雾发生的主要时间段, 特别是长期干旱无雨后突遇大雾或毛毛雨更是绝缘子污闪的高发期;同时污闪还具有一定的时段性, 据统计, 有70%以上的污闪发生在后半夜和清晨, 这是因为此时段电力负荷轻, 运行电压高, 还是浓雾、露水或小雨雪的多发时段。

2 绝缘子的积污特性

绝缘子表面沉积的污秽, 主要取决于当地大气环境的污染情况、当地气象条件的影响, 同时还与绝缘子本身的特征 (如形状、表面光洁度等) 有关。

2.1 绝缘子表面沉积的污秽种类

绝缘子表面沉积的污秽种类繁多.按污秽产生的类型可分为以下几种:

(1) 自然污染。主要来自空气中漂浮的微尘、海洋风带来的盐雾、盐碱严重地区大风泛起的尘埃及鸟粪等; (2) 工业污染。在工业生产过程中, 燃料燃烧过程中排放的烟气、生产过程中排放的液态或固态污垢物质。在各类工业污秽中, 尤以化工污秽对绝缘子电气强度影响最大, 其次是水泥、冶金污秽; (3) 生活污染。人们在生活过程中产生的生活垃圾, 在堆放过程中由于厌氧分解或垃圾焚烧排放的有害废气; (4) 交通污染。主要是各类交通工具排放的有害尾气。

2.2 污秽物中常见的成分

绝缘子表面沉积的污秽成分与当地的大气污染物的成分有着密切的关系, 各类污秽物质的性质不一样, 对线路绝缘的影响也不一样。普通的尘埃由于附着力不强易被雨水冲掉, 所以对绝缘子的危害不大。工业粉尘一般都有较强的附着力, 不易被雨水冲掉。例如, 煤烟的主要成分是氧化硅、氧化铝和硫, 盐雾的成分主要是氯化钠, 水泥厂的飞尘主要成分是氧化钙和氧化硅。这些污秽物干燥状态时呈盐状, 导电性能不是太好, 但其水溶液则呈离子状态, 具有较高的导电系数。这些污秽物在干燥天气附着于绝缘子表面, 绝缘子还能保持一定的绝缘水平, 但在潮湿的大气里, 绝缘子的绝缘水平却会大大地降低, 对绝缘子的绝缘性能影响很大。

大多数情况下, 绝缘子表面的污垢物主要成分多为硫酸钙和一价盐。安摩尔数计算, 一般硫酸钙占全部盐类的30%~70%, 平均占50%左右, 一价盐所占比例为10%~30%, 其他盐类占25%左右。对于不同类型的污染源, 其污垢主要含盐成分是不同的。绝缘子表面污垢物中除了含有可溶性盐外, 还含有灰密。在不同地区、不同季节测量绝缘子表面的盐密与灰密比例是不同的。一般来讲, 春季测量盐密与灰密比值小, 而夏季比值较大, 这可能是由于夏季强降雨较多, 使绝缘子表面沉积的灰密流水的结果。

2.3 绝缘子的积污规律

污垢物在绝缘子表面的沉积和积累、主要取决于污垢物向绝缘子表面运动时的受力状态。一方面是促使污染物向绝缘子表面运动的力, 如重力、风力等;另一方面是在电场力的作用下, 污垢物运动到绝缘子附近时, 即会沉降到绝缘子表面。其中风力是影响绝缘子积污的最主要因素。 (1) 重力的影响。对密度较大的尘粒状的污染物的沉积作用较大, 对密度较小的气体性污染物的沉积性影响较小。重力使污染物在绝缘设备上的沉积特点是影响范围相对小, 集中在污染源附近区域, 主要影响绝缘设备的表面积污。 (2) 电场力的影响。电场力影响污垢的运动方向和速度。在交流电场中, 污垢物在交变电场的作用下, 整个周期内的位移为零, 而在直流电场中, 污染物则作定向运动。污染物的荷电能力越强, 密度越小, 受电场力的影响越大。据有关单位的统计结构显示:不同的区域和地形条件下, 线路悬式绝缘子串中每片绝缘子的自然积污程度是随机的, 但对每一串玻璃或瓷绝缘子而言, 污垢沉积量最高的是最靠近导线侧的绝缘子, 其次是接地侧的绝缘子。对于合成绝缘子, 污垢沉积物的规律一般是靠近导线侧和接地侧的伞裙盐密值略高, 并且靠近导线侧的伞裙盐密值为最高。

2.4 合成绝缘子的积污规律

合成绝缘子伞型简单, 伞下无棱, 这对减少积污面积是有利的, 但是合成绝缘子伞裙护套与大气中的粒子摩擦容易带电, 从而容易吸灰, 这对于减少积污是不利的。

由于合成绝缘子具有憎水性迁移的功能, 憎水性硅橡胶表面污垢物的溶解速度低于亲水性的瓷质或玻璃绝缘子。由于雨滴在憎水性的硅橡胶表面比在亲水性的瓷质或玻璃绝缘子表面更易滚落, 污垢流失速度比瓷质或玻璃绝缘子更快, 甚至在降雨量不大的情况下憎水性的硅橡胶表面污垢也会部分被冲走。

3 影响绝缘子积污的因素

3.1 气象条件对绝缘子积污的影响

(1) 风的影响。风力不但决定大气中污染物的运动方向、运动速度、影响范围, 还由于风在流动中具有一定的空气动能, 对绝缘子表面沉积的污垢还有一定的清洁作用; (2) 雨雪的影响。雨雪对绝缘子的影响可分为2个部分:a.在重污染区, 由于空气的污染程度较为严重, 所以在雨雪形成的过程中, 雨雪受到的污染也比较严重, 内含较多的带电粒子, 当这些雨雪降落到绝缘子上时, 同时也将这些带电性物质带到了绝缘子表面, 加重了绝缘子的污染程度:b.在轻污染地区, 雨雪受到的污染程度较低, 则他们对绝缘子有一定的清洁能力, 特别是雨水较大时, 可溶解绝缘子表面污垢中的可溶盐并将它们冲掉。

3.2 绝严重的影响

从空气动力学可知, 空气在流过表面光滑、边缘呈开放性的物体表面时, 受到的阻力较小, 流动速度较高。绝缘子的外形直接影响污垢物在绝缘子表面的沉积速率和自结能力。普通绝缘子下表面是波纹状, 其目的有三个: (1) 为了增加绝缘子的泄漏距离; (2) 在下雨时起到阻断水流的作用; (3) 由于表面凹凸不平, 使污垢物不能均匀地附着在绝缘子上, 在一定程度上提高了绝缘子的抗污能力。但由于绝缘子下面存在着高棱和深槽, 当空气流过这里时造成流动速度降低, 为污垢物在绝缘子上沉积创造出有利的条件。而对于双层伞防污形绝缘子, 由于其表面光滑且边缘呈开放形, 对流过其表面的空气阻力小, 从而不易积污, 防污效果良好。绝缘子串的安装形式对绝缘子的积污也有一定的影响。悬垂串积污最重, 耐张串由于绝缘子的上下表面均能被雨水冲刷, 自洁性最好, V型串积污程度介于二者中间。

3.3 外部电压的影响

直流电压具有吸尘效应。在直流电压的作用下带电微粒受到恒定电场力的作用单向运动, 被吸引到绝缘子表面。在交流电压的作用下, 带电微粒在交变电场的作用下, 整个周期内的位移是零。只能靠外部风力和自身重力沉降在绝缘子上。所以直流电压下的绝缘子表面积污量要高于交流电压作用下的绝缘子。

参考文献

[1]张玲, 刘如星.输电线路绝缘子污闪的机理[J].电力学报, 1999 (2) .

输电线路污闪及绝缘子选用探讨 篇4

关键词：输电线路,线路污闪,输电线路绝缘子,防污性

1 输电线路绝缘子线路污闪的简要机理和影响线路污闪放电的因素

电气输电线路绝缘子线路污闪的三要素是, 输电线路绝缘子表面积污、污层湿润和一定的电压条件。其过程是, 在潮湿气象条件下污物绝缘表面受潮湿润后, 在绝缘表面形成一层导电膜, 再加上绝缘表面的泄漏距离不足时, 从而会出现强烈的放电现象。在这种条件下跨越干区的放电形式为电弧放电, 电弧呈黄红色并作频繁伸缩的树枝形态, 放电通道中的温度可增加到热游离的程度。与此相对应泄漏电流脉冲值较大, 可达数十或数百m A, 局部小电弧越强烈, 相应的泄漏电流值越大在一定条件下, 局放电弧会逐渐沿面伸展并最终完成闪络, 是电、热、化学混为一体的气体和局部电弧, 是热动力平衡复杂的变化过程。简要地可将线路污闪放电过程分为四个阶段, 即输电线路绝缘子表面的积污, 污秽层的湿润, 局部放电的产生和发展并导致沿面闪络。

2 输电线路绝缘子表面的积污分析

输电线路绝缘子表面的积污过程是输电线路绝缘子在户外受到雨、雪、雾、露、日照、污染、大气、风力、重力、静电力等多种因素影响的一个复杂动态过程。在同一地区相同的空气流动速度下, 不同形状的输电线路绝缘子积污量是不同的。因为输电线路绝缘子外形, 决定了输电线路绝缘子附近的气流特性, 形状较简单的、在不会形成涡流的光滑表面上积污量少, 相反在容易形成涡流和湍流以及使气流速度降低的部位有利于污秽的沉积, 气体动力学特性较好的输电线路绝缘子积污量较少。输电线路绝缘子的棱间凹槽处容易积污, 按空气动力学原理设计的伞裙、不易积污, 当然, 适应于任何污秽条件的输电线路绝缘子造型是不存在的。当前, 伴随日益严重的环境污染, 煤灰、化工、炼铁、水泥等粉尘的高污染工业和沿海的高绝缘子等值盐密度自然条件, 加快了输电线路绝缘子表面的积污速度。这些积污的输电线路绝缘子遇到如大雾、毛毛雨、雨夹雪、潮湿的恶劣天气时, 输电线路绝缘子便在酸雨、雾淞、泥雨的污染包裹之中, 极易发生线路污闪, 线路污闪事故也就日益增多, 致使污染严重地区的发输电设备不能正常可靠运行。另外, 静电对输电线路绝缘子的积污有一定的影响, 有文献认为输电线路绝缘子上的电场能使污秽物积留, 通常绝缘子等值盐密度要高出3%—5%, 并且提出输电线路绝缘子下表面带电积污是不带电积污的1.3倍。

3 输电线路绝缘子的型式选择比较与线路污闪情况

常用的悬式输电线路绝缘子型式有普通型、流线型 (草帽型) 、钟罩型和双伞型等。我国应用最多的双伞性防污性输电线路绝缘子因具有光滑而倾斜的群边, 伞下无棱、上下表面光滑, 涡流区小, 属空气动力型, 积污量较小, 根据统计积污量只有普通型的一半, 实践证明, 这种输电线路绝缘子发生线路污闪事故少, 深受运行人员喜爱, 但这种输电线路绝缘子由于是双伞型结构, 制造工艺复杂, 不能采用自动模压一次成型。普通型悬式瓷输电线路绝缘子是使用历史最悠久的一种悬式输电线路绝缘子, 它的特点是结构形状简单, 造价低, 只能用于清洁地区使用。草帽型悬式瓷输电线路绝缘子的伞盘直径特别大, 伞下光滑无棱, 流线型结构, 使用特点是将其穿插在输电线路绝缘子悬垂串的上部和中部, 特大的盘径结构可以起到抑制冰溜和鸟粪造成的线路污闪络情况发生。而钟罩型耐污输电线路绝缘子能一次模压成型, 工艺简单, 但是它积污较快, 钟罩棱深, 气流在棱内易形成旋涡, 难于清扫, 在多粉尘区线路污闪发生频繁, 用于空气潮湿多雾的地区, 防污性效果不理想, 只能用于盐雾而少雨的地方。据资料, 我国输电线路发生的线路污闪事故中钟罩型输电线路绝缘子线路污闪事故最多, 如华东某500k V输电线路运行近10年来, NGK型钟罩输电线路绝缘子的线路污闪跳闸率竟高达90次/ (100km.a) 。随着输电线路的发展, 运行中的输电线路绝缘子数量增长极快, 运行部门沿用的一年一次清扫要花费大量的人力物力, 特别是改定期清扫为状态清扫的单位, 如果大量使用罩型输电线路绝缘子, 线路污闪将无法得到有效控制, 因此建议尽快更换。

普通型玻璃输电线路绝缘子的积污和抗线路污闪能力, 与瓷输电线路绝缘子没有明显的差别, 但玻璃输电线路绝缘子在发生故障时能够零值自破, 无需检零, 机械强度高性能稳定, 同时玻璃输电线路绝缘子爬距大, 泄漏比距高, 耐弧性能比瓷输电线路绝缘子好, 线路污闪重合的成功率高于瓷输电线路绝缘子, 可缩短事故点的查找时间并降低停电损失。

近年来有机复合材料的应用越来越广泛, 包括合成输电线路绝缘子, 利用其结构的优越性和自身的防污性力, 不仅憎水防污性性能, 还大大提高了输电线路的防线路污闪能力, 有且由于其质量轻、少维护、少清扫, 使线路的运行工作大为降低, 已成为最有效的防污性手段之一。但是, 采用有机复合输电线路绝缘子后, 由于其本身的特性, 输电线路绝缘子的机械强度和安全系数应给予足够的重视, 并要求定期进行机械强度抽样试验, 积污和老化问题较无机材料制成的输电线路绝缘子严重, 目前尚无有效的检测手段和判断标准, 有机复合输电线路绝缘子串的长度一般较对应耐污水平的电瓷输电线路绝缘子串短, 当使用均压环时空气间隙将减小, 因而往往造成线路耐雷水平下降。有机复合输电线路绝缘子的质量轻, 只有对应瓷输电线路绝缘子的不到1/6, 更换时要注意风偏角的核算, 必要时需采取加重锤的技术措施。

4 输电线路绝缘子安装形式与防线路污闪

安装方式影响积污量, 输电线路绝缘子串可以有悬垂串输电线路绝缘子、水平串输电线路绝缘子和V形输电线路绝缘子三种不同的安装方式。悬式输电线路绝缘子是输变电中使用最多的绝缘部件, 可分为单垂和双垂、盘形和棒形。线路输电线路绝缘子悬挂的方式对发生线路污闪事故有很大影响, 同一污区同一型号的输电线路绝缘子, 悬垂串输电线路绝缘子串的积污最严重, 水平耐张的积污量只是悬垂的一半, 而发生的线路污闪事故只有悬垂的1%, 据几年运行线路污闪统计, 110次线路污闪事故中没有一次是耐张输电线路绝缘子串, 究其原因, 水平串输电线路绝缘子上、下表面均能被雨水冲刷, 其自洁性最好。

近年来在500KV超高压线路上普遍使用了双悬垂输电线路绝缘子串, 根据资料, 华东某500KV线路投运一年连继发生11次串型线路污闪事故, 80%是双悬垂输电线路绝缘子串;又据资料, 500KV输电线路33串输电线路绝缘子发生线路污闪事故, 其中双悬垂输电线路绝缘子串就有16串, 而双悬垂输电线路绝缘子串仅占输电线路绝缘子串数的15%。试验证明了双悬垂串线路污闪电压比单悬垂输电线路绝缘子串降低10%, 这可能是由于局部放电发展成闪络的途径较多, 通常由多个盘型式输电线路绝缘子构成的悬式输电线路绝缘子串的放电一般是沿输电线路绝缘子表面发生的, 特别是污秽下的闪络, 但有时由于输电线路绝缘子串的空气间隙小于沿面放电距离, 可能引起沿空气间隙放电, 当输电线路绝缘子串较长时, 闪络路径一般是直接沿间隙发展, 而与输电线路绝缘子爬距无关, 因而增加闪络概率, 所以双悬垂输电线路绝缘子串的爬距需适当增加。

V形串输电线路绝缘子的受污程度介于悬垂串和水平串之间, 这种串形的输电线路绝缘子设计原则应该是适当增加爬电距离, 兼顾自清洗作用的发挥, 而且结构不能太复杂。据试验通常比悬垂输电线路绝缘子串提高线路污闪电压20%左右。我国输电线路变电站选用输电线路绝缘子以选用大小伞结构为多, 大小伞结构是以大小伞交错连串, 大伞掩护小伞而不易受潮, 保持小伞的相对干燥, 当小伞污秽层被饱和受潮时, 大伞污秽物又被自洁, 对泄漏电流有抑制作用。对于枢纽变电所、大电源点应根据重要程度采取增加绝缘的防线路污闪措施。在现场施工一定要按施工工艺进行, 瓷瓶表面一定要干净、平整, 粘接剂薄厚应均匀, 接口要对齐、压平。使用增爬裙的尺寸与瓷瓶的尺寸要合适、匹配。对于变化多端的气象条件, 新的环境卫生、污染湿沉降物等与输电线路绝缘子线路污闪的直接或间接的关系, 要去完成试验和进一步的研究, 取得更好的防线路污闪措施。

5 结语

在输电线路绝缘子的铁帽和铁脚之间, 沿输电线路绝缘子表面的最短距离称为爬电距离, 多元件串接或迭接的输电线路绝缘子, 其总爬电距离为各元件爬电距离之和。爬电比距, 又称泄漏比距或爬距, 为输电线路绝缘子总爬电距离除以输电线路额定线电压。输电线路绝缘子的爬距形状、大小、结构和线路污闪电压密切相关, 实际上对输电线路绝缘子线路污闪特性试验, 多数各型号的输电线路绝缘子线路污闪电压并不与爬距成正比。它们之间的关系与输电线路绝缘子结构、伞型、直径、断面形状、几何尺寸以及安装方式等密切相关。因此, 必须正确对输电线路绝缘子选型, 要全面考核各类型输电线路绝缘子的几何爬距的有效问题, 对各不同耐性能的输电线路绝缘子按修正系数进行修正。

参考文献

[1]祁丽丽, 闫安志, 姜文鹏.输电塔线体系的动力响应分析[J].洛阳理工学院学报 (自然科学版) , 2013, 03.

[2]唐岩.基于ANSYS的750kV输电线路均压环优化研究[J].实验技术与管理, 2013, 09.

输电线路防污闪在线监测装置的研究 篇5

近年来, 随着电网容量的增大和额定电压等级的升高, 电力输电线的绝缘子污闪事故时有发生, 严重威胁着电力系统的安全运行。虽然采取了绝缘子清扫、提高爬电比距、在重污区采用有机复合绝缘子等措施, 减少因污闪引起的跳闸事故, 但由于环境数据采集不及时等原因, 污闪事故仍有发生。因此, 研制一套绝缘子在线监测系统, 准确掌握绝缘子的污秽状况, 对电力系统的安全运行具有重要意义。

1 传统防污闪措施存在问题

(1) 在恶劣天气下开展防污闪夜间巡视, 增加人员作业的安全风险。

(2) 在杆塔下方肉眼对绝缘子串进行观察, 距离远效果差, 无法准确掌握绝缘子污秽放电情况。

(3) 红外测温仪无法在污闪形成的初期进行观测, 而紫外成像仪价格昂贵, 无法推广使用。

(4) 输电线路分布范围广, 地域气候差异大, 工作人员无法掌握线路现场气象条件, 无法及时开展防污闪特巡。

(5) 没有开展绝缘子积污状态全过程跟踪, 当恶劣天气条件 (雾、露、雪、毛毛雨) 到来时, 往往在还没有开展特巡时, 污闪跳闸已发生。

(6) 传统的防污闪在线监测设备只监测绝缘子放电发出的紫外线强度, 不直观、不详细。

2 绝缘子污闪紫外检测原理

绝缘子污秽放电是指其在工作电压下的污秽外绝缘闪络。污秽放电时, 空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量时, 会辐射出光波和声波, 还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。紫外线的波长范围是10~400nm, 太阳光中也含紫外线, 辐射到地面上的紫外线波长都大于300nm。绝缘子放电产生的紫外线大部分波长在280~400nm内, 也有小部分的波长在230~280nm, 绝缘子发生闪络前, 表面的泄漏电流不稳定, 并伴有局部电弧的形成和熄灭, 闪络前放电强度迅速增加, 紫外线辐射强度相应增加。典型电晕放电光谱如图1所示。

利用工业紫外线摄像机在夜间 (白天会受太阳光紫外线影响) 对绝缘子进行成像, 能反应绝缘子的真实放电情况。用户端可通过手机对GPRS远程控制继电器进行控制, 使紫外线摄像头、网络硬盘录像机、4G无线CPE、路由器接通, 从而使紫外线摄像头开始拍摄绝缘子污秽放电图像或视频并传输到手机客户端, 从而对电力部门输电线路重污染线路绝缘子污秽情况进行监控。工业紫外线摄像机感应紫外线波长范围如图2所示。

3 整体设计方案

基于紫外线成像的防污闪在线监测装置结构如图3所示, 包括太阳能风力二合一电源单元、4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机、工业紫外线摄像头、远程控制模块。

4 特点

该装置采用工业紫外线摄像头对重污染地区线路绝缘子污秽情况进行成像。相比于传统夜间巡视、夜视仪进行观测等方式, 紫外线成像防污闪无线视频监控具有以下优点:

(1) 采用远距离无线传输技术, 人员无需开展夜间防污闪巡视, 提高了工作效率、降低劳动强度。

(2) 采用紫外线成像反映绝缘子的污秽程度, 直观准确。

(3) 能够对绝缘子污闪发展全过程进行实时跟踪, 对温度、湿度、污闪各阶段紫外成像进行实时分析, 确保能在最合适的时候开展绝缘子清扫工作。

(4) 造价低、组装方便、推广性强。

摘要：电力输电线的绝缘子污闪事故严重威胁着电力系统的安全运行, 人工巡视等传统方法无法准确掌握绝缘子污秽放电情况, 往往导致事故的发生。为此, 提出采用工业紫外线摄像头对重污染地区线路绝缘子污秽情况进行成像的解决方法。

关键词：输电线路,防污闪,紫外线摄像头,污闪

参考文献

线路污闪 篇6

绝缘子作为输电线路中的重要构件, 其运行的安全性与电网运行的可靠性息息相关。一旦绝缘子污秽闪络发生, 则会严重危及电网运行的安全, 所以做好输电线路绝缘子防污闪工作具有极为重要的意义。绝缘子安全稳定的运行不仅有利于确保电网安全运营, 而且能够确保供电的可靠性及持续性。近年来我国工业取得了发展, 环境更加恶劣, 这就导致线路所在区域的大气污秽程度越来越严重, 给输电线路绝缘子防污闪工作带来了较大的难度, 所以需要科学地对污秽区进行划分, 并采取切实可行的措施对其进行处理, 有效的控制污闪的跳闸率, 确保电力系统运行的安全性和稳定性。

1 输电线路绝缘子污染的来源

1.1 大气污染

近年来, 城乡工业发展较为迅速, 这就导致大气污染越发的严重, 气象条件也越来越恶劣, 大气中大量的废烟、废气及微尘加剧了污染的严重程度, 这也是导致当前输电线路绝缘子污染严重的重要原因。

1.2 气候因素

在我国北方由于冬季较为寒冷, 输电线路受气温的影响会存在覆冰及覆雪的情况, 从而使绝缘子处于冻结或是融化的状态, 导致污闪电压得以提高, 并进而引发闪络事故。

1.3 环境因数

我国地域较为辽阔, 各地气候差异较为严重, 特别是在大气污染日益加重的情况下, 个别地区会出现酸雾及酸雨的现象, 在酸性污秽物影响下, 输电线的电导率会发生较大的变化, 从而导致绝缘子闪络电压得以降低, 极易出现闪络事故。

1.4 海拔高度

受海拔的影响, 大气压强会出现较大变化, 从而导致高海拔地区放电现象较为常见。特别是电弧较粗, 所以电路放电现象较为常见, 而且一旦放电现象发生, 电弧极易产生重燃现象, 要想将其熄灭还具有一定的难度。

1.5 鸟粪污染

鸟喜欢在线路上飞行和休憩, 当鸟粪导致绝缘子污秽时, 则极易导致绝缘子爬距缩短或是造成短路的发生, 从而导致污闪事件发生, 所以鸟粪给绝缘子带来的污染需要引起足够的重视。

1.6 绝缘爬距及结构形状的影响

污闪电压与绝缘子爬距、材料和结构具有较为密切的联系, 爬距与污闪电压处于正比的关系。所以当爬距增加时, 污闪电压也会增大。同时绝缘子防污性能还和绝缘子的结构外形具有较大的关系, 所以需要确保绝缘子结构设计具有较好的科学性和合理性, 确保其表面具有良好的光滑性, 这样涡流不易形成, 而积污量也会减少, 有效地确保污闪电压的提高。

2 输电线路绝缘子防污闪的措施

2.1 定期清洗或清扫

对输电线路的上绝缘子需要定期进行清洗或是清扫, 这样才能有效地确保污秽物能够有效的清除。但无论是对于污秽严重地区还是污秽较轻地区, 定期进行清扫也只是一种辅助性的手段, 而且在每次都需要停电进行清洗, 不仅给用电客户带来较大的不便, 而且会给电力企业带来一定的经济损失, 所以对于绝缘子防污闪还需要加强硬件的建设, 确保防污闪水平的提升。

2.2 调爬

一旦线路上出现大面积多次污闪后, 则需要采取适当的调爬补救措施, 可以将一到二片的绝缘子增设到原有绝缘子串上, 这样绝缘子表面的泄漏距离则会有所增加, 可以有效的控制泄漏电流, 提高闪络电压。通过大面积多次污闪后, 可以在某些线路上进行调爬补救措施。在原有绝缘子串虽然调爬是当前解决绝缘子污闪的有效措施, 但在调爬过程中还需要有效的避免遗漏问题的发生, 并结合一些辅助措施, 从而有效的降低污闪的发生机率。利用调爬对绝缘子进行处理后, 需要进一步调整杆塔和带电导线的间隙, 同时还要对下横担和带电导线之间的距离进行适当的调整, 校验风偏。

2.3 合理选用绝缘子

当前在输电线路中应用较多的当属悬式瓷绝缘子, 其类型较多, 绝缘子积污量会受到绝缘子外观形状的影响, 而且绝缘子外形不罕影响到绝缘子周围的气流特性。绝缘子外形较为光滑时, 其表面涡流不易形成, 从而积污量较少, 当其表面较为粗糙时, 污秽极易沉积。当前双伞性防污绝缘子由于其表面具有较好的光滑性在我国运用较为广泛, 而且这类绝缘子裙边存在一定的倾斜度, 涡流区较小, 所以不易导致污秽的积聚。

2.4 RTV单组份防污闪涂料

选择在绝缘子的表面喷涂RTV涂料, 也是有效解决绝缘子污闪问题的重要措施。RTV涂料的憎水性以及憎水迁移性都比较的良好, 且实施起来比较的简单, 在对污层湿润进行避免和减少影响的效果上特别明显, 具有较好的防污闪功能, 目前也得到了较为广泛的运用。为了进一步证明RTV涂料的具体防污闪效果, 以及减少和控制对电气设备所照成的损伤, 我们在对RTV涂料进行喷涂的时候, 也准备了相关的试品, 并与未喷涂RTV涂料绝缘子进行试验对比, 从试验结果可以看出, 在输电线路的外绝缘层喷涂RTV防污闪涂料可以得到较为满意的防污闪效果。在瓷绝缘子表面涂RTV涂料后, 与其他合成类的绝缘子进行比较, 其理化特性相同, 在憎水迁移性方面进行比较, RTV涂料明显好于合成类的绝缘子。因此, 防污闪RTV涂料可以得到大力的推广, 并将其作为反事故的重要处理措施, 以对电力系统的运行安全加以保障。

2.5 在线监测绝缘子

在线对绝缘子进行监测是一项正在蓬勃发展的新技术, 它是电子电力工程不断发展的必然产物, 在科研水平日益提高的环境下, 该项技术也将取得了长足发展, 并更多的运用于实践。输电线路在线监测系统, 需要将传感器与绝缘子相连接, 还需在绝缘子顶端安装主保护单元, 并最终与传感器相连接。把太阳能电池和数据采集器安装在线路铁塔上, 采用连接线将其连接, 传感器测得所需数据后及时的传输到相应的数据采集器, 对应的数据采集器再通过天线 (GSM电话系统、全球卫星定位系统) 将所得数据回传给控制主机, 再由相关的诊断软件对局部的放电强度、泄漏的电流值进行分析, 然后由分析结果得出附盐等值密度, 以及时把握绝缘子的实际受污染情况, 以及时的对其进行处理。

3 结束语

输电线路上绝缘子出现大而积污闪事故较为常见, 多是由于绝缘子水平不高所导致的, 所以需要采取切实可行的输电线路绝缘子防污闪措施, 针对污闪事故存在的原因进行深入分析, 并采取有针对性的措施对其进行处理, 确保电力系统安全、稳定的运营。在绝缘子防污闪措施中, 多是几种方法综合在一起进行使用, 从而有效的提高防污闪的效果, 确保防污闪水平的能够得到有效的提高。

摘要：近年来, 我国电网进入了快速建设阶段, 输电线路作为电网中非常重要的组成部分, 其在运行过程中受自然环境影响较大。特别是输电线路上的绝缘子在当前大气污染下其表面极易产生一层污秽层, 从而导致污闪事故发生。文章对输电线路绝缘子污染的来源进行了分析, 并进一步对输电线路绝缘子防污闪的措施进行了具体的阐述。

关键词：输电线路,绝缘子,污染,防污闪,措施

参考文献

[1]陈雷文, 刘昌, 刘伟芳.浅谈石化企业架空输电线路的防雷[J].沿海企业与科技, 2010, 10.

[2]赵锋, 张福增, 杨皓麟, 等.复合支柱绝缘子直流污闪与污雨闪性能的比较[J].清华大学学报 (自然科学版) 网络·预览, 2009, 10.

线路污闪 篇7

在配电线路中, 雷击及污闪引起的配电线路运行故障是最常见的。雷击及污闪引起的跳闸是造成配电线路故障的最主要原因, 因此如何降低雷电对电网的威胁及如何减少污闪引起的运行故障, 已成为配电线路亟需解决的问题。

1 雷击及其防护

1.1 雷击引起配电线路故障的原因

雷击导致的配电线路故障分为2类:一类是感应过电压;另一类是直击雷导致的过电压。其中, 感应过电压是指雷击线路附近的大地由于电磁感应而在导线上产生的过电压, 而直击雷导致的过电压则是指雷电直接击中线路的某一部位, 使线路导线上出现的过电压。根据雷击线路部位的不同, 直击雷导致的过电压又可分为2种情况:一种是绕过避雷线直击于导线上;另一种则是雷电直击于线路杆塔或避雷线上, 雷电电流通过杆塔或避雷线使雷击点对地电位大大升高。当雷击点与导线之间的电压超过线路绝缘子串的冲击放电电压时, 就会出现对导线的闪络, 结果是导线上出现过电压, 这种闪络被称为反击。直击雷导致的过电压对电力系统的危害最大, 是引起配电线路跳闸的主要原因。

1.2 配电线路的防雷措施

常用的配电线路防雷措施主要有以下几个方面:

(1) 架设避雷线。避雷线是配电线路防雷保护的最基本也是最有效的措施。避雷线的主要作用是防止闪电直击导线, 另外还有分流、减小流经杆塔的雷击电流、降低线路绝缘子需要承受的电压、降低导线上产生的感应过电压等作用。

(2) 采用差绝缘方式。差绝缘方式适用于中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地的系统, 对应的导线在杆塔上呈三角形排列的状态。差绝缘是指同一杆塔上的三相绝缘存在差异, 位于下方的两相较之上面一相, 增加了一片绝缘子。当雷击于杆塔或导线上时, 由于在最上方的导线绝缘性能相对较弱, 会被最先击穿, 此时雷电流经杆塔入地, 避免了两相闪络。因此, 这种方式只能防止两相闪络, 而不能起到避免雷击的作用。

(3) 采用不平衡绝缘方式。不平衡绝缘方式主要应用于同杆架设的双回线路。与差绝缘相似的是, 在所采用的防雷措施不能满足运行要求时, 该方式可以降低双回线路在发生雷击时的同时跳闸率, 从而保障不中断供电。因此, 这种方式也不能避免雷击, 只能降低雷击故障造成的影响。采用这种方式的一般原则是使双回路绝缘子的片数有差异, 当雷击发生时, 绝缘子片少的回路先闪络, 发生闪络后的导线相当于地线, 同时增加了对另一回线路的耦合作用, 这样就提高了另一回线路的耐雷水平, 保证了另一回线路的持续供电。

(4) 耦合地埋线。耦合地埋线即在导线下方架设地线, 可以降低接地电阻。同时耦合地埋线也可以架空地线, 对避雷线起到分流作用, 从而显著提高线路的耐雷水平。

(5) 做好线路绝缘。由于配电线路个别地段需采用大跨越高杆塔, 因此当发生高塔落雷时, 塔顶电位高, 从而就会导致感应电压过大, 受到绕击的概率也较大。为了解决这一问题, 可在高杆塔上增加绝缘子串片数, 并加大大跨越档导线与地线之间的距离, 以提高易发生故障杆塔的绝缘性能。

(6) 采用消弧线圈接地。雷击引起的大多数故障为单相接地故障, 采用消弧线圈接地方式, 能够使单相接地故障自动消除, 这样就不至于进一步引起相间短路和跳闸。在发生两相或三相雷击故障时, 由于雷击引起第一相导线闪络, 因此将绝缘子串上的电压降低, 也能相应地提高耐雷水平。

(7) 装设自动重合闸。由于雷击造成的闪络, 在多数情况下为瞬时性故障, 在跳闸后可自行恢复绝缘性能, 因此应采用自动重合闸装置来应对这种问题。该装置对于雷击导致的故障, 重合闸成功率较高, 可以保证线路不中断供电。正因为如此, 我国电网中普遍装设重合闸装置, 以提高可供电的可靠性和自动恢复供电的能力。

(8) 预放电棒与负角保护针。负角保护针, 可以理解为是装在线路边导线外侧的避雷针, 其作用是改善屏蔽, 减小临界击距。而预放电棒的作用则是减小导线与地线的间距, 从而增大耦合系数, 并降低杆塔分流系数, 加大导线和绝缘子串的对地电容, 改善电压分布。

(9) 装设消雷器。消雷器是一种新型的直击雷防护装置, 现已在架空配电线路中广泛应用。虽然对于消雷器的机理和理论还存在争议, 但它能消除或减少雷击的事实, 已经获得越来越多人的承认与接受。消雷器的特点是对接地电阻的要求并不严格, 而且保护范围也远比避雷针大。

(10) 使用接地降阻剂。降阻剂也能有效降低接地电阻, 但该产品的性能会随时间的推移而下降, 且使用时间较长时, 降阻剂会对接地体产生严重的腐蚀。因此, 在使用降阻剂时, 应做好接地体的防腐保护工作。

2 污闪及其防护

2.1 配电线路产生污闪的原因

污闪是指电气设备绝缘表面上附着的一些污秽物在潮湿条件下, 污秽中的可溶物质逐渐溶于水, 从而在绝缘表面上形成一层导电膜, 导致绝缘子的绝缘水平大大降低, 在电场作用下出现的强烈放电现象。架空线路的运行特点是长期在室外运行, 周围环境复杂, 受地理情况、气候情况、天气情况等影响大, 且不便于清理。这就导致绝缘子表面会长期不断吸附、沉积空气中的各种污秽, 使线路绝缘水平不断下降, 从而造成泄漏和损耗增加。当积污达到一定程度时, 加之适当的气候条件, 如大风、雨雪等, 就极易引起线路污闪。

2.2 减少污闪应采取的措施

(1) 采用短效硅油。短效硅油有一定的绝缘度和憎水性, 因此可以起到一定的防污闪作用。其缺点是有效期短, 只有半年左右, 并且其为非固化状态, 因此容易粘附灰尘, 进而导致污秽更加严重, 特别是在在雨雾天气极易形成污闪, 若不进行更换, 反而会使污闪更为严重。通常在每年的春、秋两季使用短效硅油, 对室外高压电气设备进行停检清扫后, 将之前的硅油擦掉, 再涂上新的硅油。

(2) 采用新型防污闪涂料。近年来, 新型防污闪涂料逐渐兴起, 单组份RTV涂料便是其中之一。新新型涂料具有良好的憎水性和憎水迁移性, 且长效、免维护, 从而大幅度提高了户外电力设备外绝缘、耐污闪的性能, 因此近年来在电网防污闪方面得到广泛的应用, 防污闪效果显著。

(3) 采用新型绝缘子。新型合成绝缘子具有很多优点, 在重量、强度、耐污、憎水性、制造、维护等方面都有优势。但其缺点也很明显, 如易老化、缺乏有效的检测手段等。因此, 在选用新型绝缘子时, 不宜盲目追求其优点, 也要对其缺点进行考量, 在充分论证并在试运行无误后方可大量推广。

(4) 装设防污闪增爬辅助伞裙。辅助伞裙选用材料一般为合成硅橡胶, 在原有的瓷瓶、瓷绝缘子上再安装辅助伞裙, 可以增加曲线以及闪络的距离, 也就相应地提高了闪络电压。由于合成硅橡胶具有良好的绝缘度和憎水性, 因此其上面的灰尘不易被水浸润, 从而减少了污闪发生的机率。

3 结语

本文主要探讨了雷击、污闪这2种对配电线路安全影响最大的因素, 分析了2种问题产生的原因和形式, 并提出了具体的解决方案。这些解决方案, 有针对性并且行之有效。在解决雷击方面, 强调架设避雷线和接地, 在闪络方面, 则强调在长期运行中防污秽。应当说, 即使在采取这些措施的情况下, 由于配电线路工作环境恶劣, 自然条件复杂, 雷击和闪络导致的故障仍然不可避免, 但只要做好这些工作, 就可以将故障发生的可能性降到最低。尽可能降低故障发生的可能性, 进而降低故障导致的损失, 这才是工作人员不懈努力的目标。

摘要：主要探讨了雷击、污闪这2种因素对配电线路安全的影响, 分析了雷击引起配电线路故障以及配电线路产生污闪的原因, 并提出了具体解决方案。

关键词：雷击,污闪,配电线路,措施

参考文献

[1]钱江, 蔡秋烨.架空配电线路防雷水平及防雷击断线措施[J].上海电力, 2011, 24 (6) :505～506

[2]张忠民.甘肃输电线路防雷技术存在的主要问题、对策及措施[J].甘肃电力技术, 2005 (2) :11, 12～15

线路污闪 篇8

一、污闪

(一) 污垢闪络

输电线路直接暴露在自然环境下, 绝缘子在大气环境中在线运行, 工业排放、灰尘、雨雪等人为与自然因素会使绝缘子表面沉积一层污染物, 在潮湿天气, 如雾、雨、雪等天气下, 绝缘子表面的可溶性盐类会溶解在水膜中, 导致水膜导电, 在绝缘子表面形成泄漏电流。工业粉尘主要有氧化硅、氧化硫、氧化钙等成分, 沿海地区盐雾中的氯化钠以及化工厂排放的氨气和带导电性颗粒的烟尘附着在绝缘子表面, 会进一步破坏绝缘子的绝缘性能。污闪放电反应十分复杂, 涉及到电、热、化学和大气环境, 可以简单概括为绝缘子表面污垢湿润导致的局放进一步发展, 局部电弧形成闪络。

(二) 盐密闪污

电力线路绝缘子表面污垢有可溶解性和不可溶解惰性两种类型, 可溶解类污染物可以使用等值附盐密度表示, 在污秽试验、污秽闪络分析中都使灰密和盐密表征。沿海地区绝缘子污垢中盐密更大, 因为靠海, 水蒸气盐分大, 绝缘子结露蒸发之后氯化钠等盐类污物固结在绝缘子表面, 容易导致盐密污闪。在盐密度不变的情况, 随着绝缘子表面灰密的增加, 绝缘子的绝缘性能将逐渐下降, 闪络风险增加, 因为虽然不溶污染物本身不导电, 但是污染物增加, 污染物中保持的水分含量上升, 溶解更多的可溶盐类污染物, 导致绝缘子表面导电率上升, 诱发闪络。

(三) 鸟害闪络

鸟类粪便导电率很高, 如果鸟类的绝缘子悬挂点横担上排便, 会导致部分空气间隙短接, 鸟粪即便没有全部贯通通道, 也会导致闪络。如果绝缘子上已经沉积了一些污染物, 潮湿天气下绝缘子的绝缘性能下降, 粪道末端和绝缘子串之间的绝缘间隙有可能击穿。粪道闪络作为一种突发性事件, 发生之前没有明显的征兆, 闪络过程也极少被发现, 需要通过鸟粪痕迹、闪络痕迹的检查来确定是否出现过粪道闪络。

但是粪道闪络有一定的规律性, 鸟类排便大多集中在清晨, 活动比较活跃, 气温低, 空气湿度大, 这一时段的接地故障中有相当大的比例都是鸟粪短接空气间隙导致的。沿海地区冬季和春季鸟害故障多发, 不同种类的鸟有着不同的栖息习惯, 因此鸟害故障有着明显的区域性。相关调查显示, 鸟粪污闪一般在丘陵、水田、水塘等地区多发, 因为这些区域鸟类能够获得比较充足的食物。

二、防污闪运行维护

沿海地区输电线路防污闪运行维护工作主要包括线路巡视与设清扫、鸟害防治、绝缘子绝缘性能增强、外绝缘喷涂等方面。选择防污闪方法的关键在于寻求防污闪效果和经济性之间的平衡, 不同的方式有着各自的优缺点, 需要根据现场实际情况灵活选择, 尽量减少设备清扫工作量。

(一) 线路巡视与设备清扫

污闪多发季节为当年12月至次年月, 在污闪多发季节, 需要增加定期巡视次数, 尤其是磷酸盐水泥、纸浆、水泥、化工厂附近, 巡视过程中需要关注沿线污染源的变化, 同时密切注意天气变化, 出现浓雾、小雨等空气湿度超过95%的潮湿天气, 需要组织开展特巡和夜间巡逻, 巡视过程中需要详细记录污闪位置、电弧长度以及当时天气情况, 设备外绝缘缺陷可以使用红外线热像仪热谱图准确判断, 如果电弧长度超过一半绝缘长度, 需立即上报调度, 视作紧急缺陷停电清扫并涂抹防污涂料, 直流线路可以降压运行。日常巡视中需要定期检查绝缘子质量, 存在质量缺陷的绝缘子和达到使用年限的绝缘子需要在污闪多发季节到来之前及时更换。

每年至少清扫输变电设备一次, 污闪多发季节所有交流设备都要做到逢停必扫, II级以上污区而逢扫必清;直流设备年度清扫逢停必扫, 逢扫必清。重污染化工企业附近瓷绝缘子、玻璃绝缘子可根据巡视检测情况以及盐密度数据情况酌情加强清扫。复合型外绝缘以及放污闪涂装设备理论上不需要清扫, 但是重污染区域以及复合外绝缘等效系数不足的设备可进行清扫, 条件允许的情况下可以带电清扫。

(二) 鸟害防治

鸟害防治基本可以总结为防、驱两个思路。

1.防止鸟粪短接的形成

(1) 使用大盘径绝缘子。

(2) 安装鸟粪挡板、防鸟罩、防鸟网、鸟刺、感应极板。

应该注意到, 绝缘子横担位置和绝缘子串中间安装大盘径绝缘子有一定的抗鸟害、抗污、抗冰闪作用, 但是不能完全解决鸟害问题, 因为大盘径绝缘子虽然增加了空气间隙距离, 但是鸟粪形成了比较长的短接时, 仍然会导致闪络。

2.驱赶鸟类

(1) 安装惊鸟装置, 可在杆塔顶部悬挂闪光塑料带, 插小红旗, 安装风铃或者闪光镜。

(2) 安装风车式驱鸟器。

(3) 安装恐怖眼惊鸟器或者声光、超声、脉冲电击驱鸟器。

根据既往鸟害防治经验, 认为鸟害防治需要根据环境实际情况灵活选择方法, 可以通过多种方法的组合来增强效果, 但是要注意防鸟设施不能给输电线路的正常运行造成影响, 同时要方便现场安装和拆卸, 并且要具有很强的线路环境与气候变化适应能力和较长的使用寿命, 不妨碍绝缘子更换和上下绝缘子串, 价格便宜。

(三) 绝缘子

1.使用合成绝缘子

合成绝缘子一般用在输电线路悬垂串, 和瓷质绝缘子以及玻璃绝缘子相比, 合成绝缘子有着更高的耐污性能, 尤其适用于需要调爬但是杆塔间隙不允许爬距增加的线路, 但是合成绝缘子也有着一定的缺点, 其拉断力低于其他绝缘材料, 不适用于耐张串, 而且合成绝缘子的造价要比其他类型要高。

2.加设玻璃绝缘子片

近些年玻璃绝缘子应用也更加广泛, 普通型玻璃绝缘子新产品凭借其更好的介电性能和较高的抗拉强度, 获得了耐老化、零值自破、自洁能力强等优点, 积累了比较丰富的运行经验。所以增加玻璃绝缘子片是一种防污效果比较理想的方法, 其绝缘能力主要和绝缘子爬距有关。增加玻璃绝缘子片多根据盐密度来确定增加数量, 但是杆塔形式决定了绝缘子片数量不能无限增加, 所以在一般污染地区可以适当增加玻璃绝缘子片数量, 而重污染区数量增加绝缘子片数量会导致不定期清扫工作量随之增大, 不推荐使用这种方法。

(四) 喷涂外绝缘

在输电线路电力设备外绝缘上喷涂持久性就地成型防污闪复合涂料能够显著提高线路的防污闪性能, 现阶段在广东地区的输电线路上应用比较广泛。防污闪复合涂料能够显著提高重污染恶劣气象区域输电线路的绝缘性能, 因此适用于沿海地区的防污闪工作, 在绝缘子的绝缘表面直接喷涂防污闪复合涂料, 形成的涂层有很强的憎水性, 能够避免潮湿天气下绝缘子表面潮湿, 而且防污闪复合涂料内的游离态有机硅和其他小分子基团憎水性都很强, 涂层内部游离态憎水物质逐渐扩散到表面, 外涂层上沉积的污秽层也将表现出憎水性质, 即便潮湿天气下空气湿度很大, 绝缘子污秽层也难以湿润, 无法形成连续水膜, 从而有效抑制了局放的出现和发展, 获得了更高的耐污闪电压水平。但是防污闪复合涂料价格偏高, 所以可以只用于耐张串喷涂, 可以获得比较理想的抗污能力, 无需清扫, 尤其是重污染的水泥以及化工企业污染区, 大量减少了设备清扫工作量, 获得了较高的经济效益。

在输电线路防污闪运行维护工作实际中, 选择防污闪方法的关键在于保证防污闪性能的同时减少经济投入, 获得更高的综合效益, 以设备免清扫为最终目标, 建立基于可靠性的检修清扫策略, 减少设备清扫的盲目性, 减少人力投入的同时保证防污闪效果。

结语

我国经济建设取得了丰硕的成果, 但是也付出了巨大的环境代价, 空气污染加剧, 给输电线路的运行维护工作带来了很大的困难, 污染造成的线路故障给供电企业造成了很大的经济损失, 系统深入地研究电气设备绝缘物污闪机理和防污闪措施, 对提高供电安全性和稳定性, 降低输电线路故障率十分关键。

参考文献

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