變電站污閃原因及防治措施

【摘要】本文對電氣設備的污閃成因及防污閃措施進行了初步探討和分析，介紹并探討了幾種防污閃的常用技術和方法，為污染地區變電站的防污閃工作提供幾種可行的選擇。

【關鍵詞】絕緣設備；污閃；安全運行

【中圖分類號】TM732 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0395-01

1、引言

每年電力系統由于污穢造成的閃絡事故，占比例很大，污閃通常發生在運行電壓下，且持續時間長，易造成大面積停電，影響電力系統安全可靠地運行。污閃中所伴隨的強力電弧還常導致電氣設備損壞，使停電時間延長。作者所在巡維中心管轄區域內有多問大型水泥廠，包括光大、塔牌、華潤等水泥行業巨頭，特別是中心站所在位置，不足3公里就有4問大型水泥廠，而且中心站地處交通要道旁邊，來往的巨型車輛多車流大，所帶來灰塵影響亦不可忽視。因此掌握污染情況，了解污閃事故造成的危害，并采取相應措施，提高輸變電設備抗污閃能力，已成為變電站日常工作的一項重要內容。

2、變電站污閃的形成

絕緣設備的瓷瓶表面，受到固體、液體和氣體導電物質的污染，在遇到霧、露和毛毛雨等濕潤作用時，使污層電導增大，泄漏電流增加，產生局部放電，在運行電壓下瓷件表面的局部放電發展成為電弧閃絡，這種閃絡稱為污閃。

變電站絕緣設備污閃的形成與以下幾個條件有關：絕緣子污穢層，濕潤的氣候條件和產生交互作用的電壓。污穢層的形成成分火致包括空氣中的粒子、自然界的鹽堿及動物的糞便等。這些污穢物沉積在絕緣子的表面，在遇到干燥空氣的情況下，污穢物的電阻比較大，不容易形成污閃；但當遇到毛毛雨、霧、露、雪等空氣中的濕度較高的情況時，污穢物會被大氣中的濕氣濕潤，表面的電導和泄漏電流相應地劇增，污穢物表面就會出現絕緣子污閃現象。

絕緣子表面的污穢物剛受潮時，存在于表面的電流和電壓分布還比較均勻。但由于絕緣子污穢層的分布是不均勻的，受潮的程度也有所差別，使得污穢物表面的電阻不相等。電阻大的地方散發出來的熱量就多，污穢層干的快，慢慢就形成了高電阻“干燥帶”，然而當電流再次變小，高電阻干燥帶又會受潮。因而高電阻干燥帶幾乎承受了污穢層表面所帶的全部電壓。這種情況下，一旦高電阻干燥帶的場強超過了其所能承受的范圍，就會發生輝光放電現象，通過的電流也會突然增加。電流增加產生的熱量使干燥區域增加，即干燥區與放電間隙串聯的電阻會相應減小。這樣，電流加大而引起熱效應使輝光放電轉變為局部電弧放電。局部電弧放電向前發展，電弧兩極接通形成污穢層表面的閃絡。

從以上論述的污閃的發展過程我們可以知道，如果污穢物表而有潮濕的半導體時，污穢閃絡就不再是簡單的空氣間隙擊穿現象，而是臟污表面氣體電離和局部電弧發展、熄滅、重燃、再發展的過程。由于形成污閃的過程是環環相扣的，因而，防止絕緣設備的污閃可以從控制其生成的其中幾個環節的產生人手。

3、變電站污閃防治措施

污閃形成的三個要素是：絕緣子表面積污、污層濕潤和作用電壓。如何控制絕緣子表面積污和污層濕潤則是防污閃技術的主要研究方向。目前，絕緣設備的污閃防治措施主要有清掃設備表面污穢層、采用耐污性能好的新產品、噴涂PRTV涂料等。

3.1 設備清掃與帶電水沖洗

加強絕緣設備表面污穢的清掃是防止污閃事故發生的一個重要手段。表面清潔的絕緣子能經受住長期高電壓的要求。目前國內電網設備的清掃絕大多數是采用停電清掃和逢停必掃的措施。保持絕緣設備絕緣子表面的清潔，是保證變電站安全運行的重要舉措。南方地區，梅雨時期是污閃事故發生最多的時間，故應當在梅雨前完成絕緣子的清掃工作。清掃的措施絕大多數是采用停電清掃，在條件允許的情況下，也可以用請專業的施工隊伍采用經凈化后的水對設備進行帶電水沖洗，帶電水沖洗受到沖洗所用水質、沖洗方法、被沖洗絕緣子表面積污量、周圍帶電設備安裝位置以及環境溫度、風向等條件的嚴格限。此外，還需要加強絕緣設備在運行中的維護，根據電網線路的污穢等級、所通過區域的氣候特點以及絕緣子的沉積情況、規程要求等，來確定絕緣設備具體的清掃周期。現在變電站一般都對絕緣設備實行定期檢修和狀態檢修相結合的方法進行維護，當絕緣子外絕緣達到線路路徑污穢區等級配置的要求時，操作人員再結合設備的日常運行維護情況、定期檢修情況以及相關規定，來控制鹽密值，測得的鹽密值若低于控制鹽密值，就可以在實際操作中適當延長清掃周期。

3.2 選用耐污性能好的新產品

合成絕緣子，它具有良好的電氣性能和耐污性能，由于瓷絕緣子表面為高能面，當污穢被水浸潤后形成連續的水膜而成為導電通路，致使沿面泄漏電流較大，隨著高壓電網的發展，用增加泄漏距離來提高污閃電壓已很難全面進行，而合成絕緣子用硅橡膠為護套，其表面具有憎水性和憎水遷移特性，不易形成連續水膜，并且其爬距較大，全盤直徑較小，所以它的耐污性能比瓷絕緣子優越的多，既使在嚴重污穢情況下，其污閃電壓仍高于線路正常運行相電壓，能夠保證線路安全運行。近年來，我局新建及擴建設備采用合成絕緣子設備逐漸增多，在連續數日雨霧、灰霾的惡劣天氣，均沒有發生閃絡跳閘事故。合成絕緣子良好的耐污性為污穢供電區的安全提供了可靠的保證，另外合成絕緣子還具有強度高、重量輕、安裝方便、不易破碎、無需零值檢測等許多優點。使用合成絕緣子還可節省大量費用，電壓等級越高，節約的費用越多，所以選用合成絕緣子的技術經濟效益十分顯著。

3.3 在絕緣設備表面涂刷PRTV涂料

PRTV，即電力設備外絕緣用持久性就地成型防污閃復合涂料（permanent room tenlpemture vulcanized anti contamination flashovercomposite coating），是一種具有優良防污閃性能的、正式性或持久性的外絕緣產品。在污穢較嚴重或爬電距離不夠的變電站絕緣設備的絕緣子表面用涂刷PRTV涂料的方法來防止絕緣設備的污閃，也是一種有效的補救措施。

3.4

加強對電網設備的監管

積極開展飽和鹽密度測試工作，制定有關飽和鹽密測試實施細則，在變電站和運行線路上設立鹽密監測點，在同一監測點上進行帶電運行和不帶電運行絕緣子的飽和鹽密對比試驗。根據氣候變化情況積極開展特巡、夜巡工作，一旦發現外絕緣電閃絡等現象，立即采取防爬、更換合成絕緣子、涂長效防污材料等防污閃措施。

4、結語及建議

近年來，防污閃工作在各部門的共同努力下，取得了很大的進展，總結了許多寶貴的經驗，這些成績的取得都是我們當前防污閃工作的基礎。特別是不斷完善中的污區圖的應用和復合絕緣子等防污閃材料的使用，使污閃事故得到了很大的控制。此外，堅持逢停必掃的原則，建立相關的維護管理制度，制定清掃周期，落實清掃責任制和質量檢查制，從而保持瓷瓶絕緣表面的清潔和原有的絕緣水平。

幾點建議：

（1）外絕緣防污閃工作應常抓不懈；

（2）污區分布圖應按時修訂；

（3）規劃新建變電站應充分考慮所在區域污區情況，靠近污染源的站盡量采用室內GIS模式；

（4）采用合成絕緣子設備。