煙臺電網架空輸電線路的污閃及防護措施芻議

摘要：研究掌握污閃發生機理，強化從線路設計到運行維護的全過程管理，準確劃分線路污區等級，合理選擇絕緣子的爬電距離，提高線路本體絕緣水平，最大限度地減少污閃事故，提高供電可靠性，確保電網的安全可靠運行。

關鍵詞：輸電線路；污閃；防護

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）30-0113-02

一、架空線路污穢閃絡的定義及污閃特點

1.架空線路污穢閃絡的定義

電氣設備等的外絕緣表面在污穢物影響下造成的沿其表面的閃絡放電現象，簡稱為污閃。架空線路的污閃是指工業污穢和自然污穢等導電物質在不利氣象條件下（如：毛毛雨、濃霧等）將導、地線支持絕緣子表面侵蝕、覆蓋，導致絕緣子表面污穢濕潤、泄漏電流增大、電導增大形成局部電弧，最終發展成為沿面閃絡的一種放電現象。

2.污閃的特點

（1）閃絡電壓很低，在電氣設備正常運行電壓下就能發生。（注：良好條件下每片XPW-7型絕緣子的閃絡電壓能達到75kV，淋雨狀態下的閃絡電壓最高為45kV，而污濕條件下的閃絡電壓最低的還不到10kV。）

（2）污閃影響設備工作時效，降低其供電可靠性，當設備發生污閃時往往是多條線路、多個設備，重合閘成功率很低。

二、絕緣子的污閃機理及污閃的危害

1.絕緣子的污閃機理

絕緣子的污閃放電是一個涉及到電、熱和化學現象的錯綜復雜的變化過程。大體上可分為四個階段：絕緣子表面的積污、絕緣子表面的濕潤、局部放電的產生、局部放電的發展并導致絕緣子的全面閃絡。

2.污閃的危害

污閃對于工農業生產和人民的生活帶來嚴重的不利影響，因為污閃一般情況下線路跳閘后停電時間長、停電面積大，并且在氣象條件不改善的情況下，絕緣恢復比較困難。

三、現狀分析

架空輸電線路需要長期運行在自然環境中，包括荒郊、野外、城鎮、農村，輸電線路及其外絕緣難免要受到來自工業區域的工業廢氣和工業粉塵等、鹽堿地區域的自然界鹽堿等大量污染，在絕緣子的表面會形成積污；另外，架空輸電線路運行周圍環境惡劣，受氣候變化影響很大。當處在氣候干燥的情況下，絕緣子表面的污穢層電阻較大，對輸電線路的運行影響不大。但是，當在氣候潮濕時污穢層被濕潤，絕緣子泄漏電流會增大，發生污穢閃絡的機會增大；在潮濕氣候下，當爬電比距余度過小或者絕緣子不能滿足污穢區使用要求時，發生污閃幾率大大增加。因此，如何最大限度地預防并減少或杜絕污閃事故的發生對確保輸電線路的可靠安全運行至關重要，防止線路污閃工作也是線路運行管理人員必須面對和應該解決的。

煙臺地處魯東北部近海，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，與同緯度內陸地區相比具有雨水適中、空氣濕潤、氣候溫和、夏季空氣比較干爽、冬季比較溫潤的特點。煙臺屬于東部沿海工業發達區域，有諸多重工業和有一定污染的企業（如水泥廠、農藥廠、化肥廠、火力發電廠及其他的化工企業等）。輸電線路所經區段均處于d級及以上污穢區域。上述企業因工業生產的需求會排放出廢氣、煙塵等，因此絕緣子表面長期在污穢物質影響下會形成積污。一般情況下，絕緣子表面積污呈現出一個緩慢變化的過程，在干旱少雨的季節里絕緣子表面的污穢量是逐步積累的。但是，煙臺沿海地區特有的海風使得污穢物能夠在絕緣子表面迅速建立，又由于煙臺沿海的溫潤空氣濕度容易將污穢積累后形成薄膜，絕緣子表面薄膜一旦形成就不易被雨水沖洗掉，在空氣潮濕的氣候條件下形成導電層，閃絡事故發生幾率大大提高。

輸電線路污閃事故的發生直接影響到工農業生產，也給居民生活用電帶來很多不便，因為輸電線路污閃事故可直接導致用戶停電時間長，供電可靠率下降。

多年來，省電力集團公司及公司持續強調預防、杜絕污閃事故的重要性和緊迫性，我們也在線路的運行維護過程中不斷分析、研究污閃事故發生的原因，因地制宜，采取有效方法避免污閃事故的發生。

四、線路污閃原因分析

根據污濕特性、運行經驗和現場采集的等值附鹽密度結果，我們總結分析了架空輸電線路污閃事故發生的主要原因。

1.絕緣子表面污濕

這是引起污閃故障的直接因素。主要是因為絕緣子表面污穢嚴重，空氣濕度大且無風或微風，絕緣水平會大大降低，直接導致表面泄漏電流增大，最終造成絕緣子閃絡。

2.絕緣子爬電比距設計過小

爬電比距設計宜采用系統最高運行電壓，并綜合考慮系統接地點運行方式、線路運行環境、污區等級等因素。顯而易見，采用設備正常運行電壓計算的爬電比距其余度過小，在一定的條件下（如系統內過電壓、設備外絕緣積污濕潤下）污閃就會出現。另外，當環境污染源變化導致污區分布圖發生變化時，應及時對線路污區等級分布圖進行修改和調整，及時對線路進行調爬，降低線路污閃機會。

3.沿海地區的海鹽污染嚴重

雖然煙臺地區夏、秋季雨水較多，對線路絕緣子能夠進行一定的清潔，但因其特殊的地理位置——靠近海岸，海水中含有大量氯化物，受風力、風向影響，氯化鈉、氯化鉀等污穢附著于絕緣子表面。海鹽污染不同于內地的工業污染，它會形成薄薄一層鹽分布在絕緣子表面，雖鹽密小但導電率高，易產生火花等局部放電現象。

4.絕緣子老化

目前，架空輸電線路的耐張桿塔大部采用防塵型瓷質絕緣子，因長期承受機電作用而發生老化，進而造成絕緣水平不能滿足污區等級及污穢要求。當瓷質普通絕緣子和防污絕緣子一旦出現零值或低值就會造成整個絕緣子串的電壓分布改變，從而影響泄漏電流的變化，從而惡性循環，泄漏電流增大，在合適氣象條件下造成絕緣子串的閃絡。

5.環境污染嚴重

隨著工農業的快速發展，工業污穢造成的環境污染致使線路污閃事故增多，尤其是重工業及重污染的如水泥、化肥、農藥、化工等行業，其排放的廢氣和煙塵日益增多，致使線路周邊的環境污染日趨嚴重。

6.污區的污穢數據和等級劃分存在偏差

污區的污穢數據采集有偏差，污區污穢等級的劃分和調整不及時。各種主觀和客觀的污染日趨嚴重，線路的污染區劃分仍舊按照原有標準，未能及時根據客觀環境的變化加以調整，導致線路設計的運行條件，防污要求低于線路架設、運行區域的污區等級。

7.危害認識不足，防范措施不到位

對污閃發生后的危害認識不足，相應的防范措施不到位。隨著線路防污閃治理力度的加大，架空輸電線路污閃事故的發生呈逐年下降趨勢，偶爾發生線路污閃跳閘時，由于重合閘的重合成功而沒有引起足夠的重視，從而放棄或減少相應的防范措施，給線路的安全運行埋下了隱患。

從上述幾個方面的深入分析可以看出，輸電線路污閃發生的主要原因為：架空線路絕緣子爬電距離設計余度應適當增大；采用的絕緣子絕緣水平不能滿足污區等級及當下污穢日益加大的要求；線路周邊污區信息采集有偏差，線路污區等級劃分及調整不及時；線路偶發污閃事故，但影響小，從而忽視防污閃工作。

五、防護措施

針對上述架空輸電線路污閃事故發生原因的詳細分析，綜合考慮避免線路污閃，采取以下防污閃措施：

1.選擇設計合理的線路路徑

首先，選擇沒有污穢或者污穢程度低的區域進行線路路徑設計。其次，對于無法避免的污穢區域，例如電廠、冶煉廠等污穢等級高的工業，在保證施工方便的條件下對于污穢區域排放的污水、污氣、煙塵等污穢物的排放量、擴散范圍進行準確分析和計算，尤其重點考慮對輸電線路可能造成的最大影響程度進行評估分析，防患于未然。

2.選擇合適的爬電比距

計算爬電比距時一般采用高一級的污穢等級。如此設計的線路絕緣子爬電比距比實際要求的爬電比距高，能滿足在污閃季節且系統內過電壓的情況下運行需求，以達到降低線路污閃目的。

3.選用滿足污區要求的定型絕緣子

直線桿塔優先采用復合絕緣子，有機復合絕緣子是一個整體耐壓層結構，由硅橡膠整體制成，其結構為不可擊穿型。利用其自身結構的優越性和抗污穢、性能穩定、不宜老化能力，在一定程度上提高了線路的防污能力。20世紀90年代末至2007年7月，煙臺電網220kV線路直線串合成絕緣子安裝率達到100%，110kV直線串合成絕緣子安裝率達到98%，有效降低了污閃事故發生機率。

4.耐張桿塔絕緣子采取必要的防污閃補救措施

對原有的鋼化玻璃絕緣子或瓷質絕緣子涂覆RTV防污閃涂料，結合線路停電更換瓷復合絕緣子等，以增強絕緣子的抗污穢能力，提高線路絕緣水平。

5.加強線路的現場管理

通過線路巡視維護、分析線路沿線環境狀況，根據中華人民共和國電力行業標準DLT 1122-2009《架空輸電線路外絕緣配置技術導則》有關架空電力線路環境污穢等級規定，準確劃分線路經過區段污穢等級，最終正確選用合適絕緣子爬電比距。2004年開始，我們在運行線路上加掛參照絕緣子，通過對其取污穢樣本和檢測鹽密，35kV級以上電壓等級計116條架空送電線路的鹽密值每年均呈現不同程度的變化（總體增大），通過數據采集繪制了輸電線路污區網點劃分，根據污區等級的劃分有針對性地對線路污穢嚴重區段進行了清掃、調爬、涂覆防污閃涂料、更換優質定型絕緣子等，這些數據的采集和相應防污閃措施的實施有效避免了污閃事故的發生，間接提高了社會效益和經濟效益。

六、結論

通過分析污閃產生的原因，結合煙臺特有的氣候及工業分布狀況，采取了優化線路設計方案；選取高一級的污穢等級的爬電比距；采用選用滿足污區要求的有機絕緣子；在絕緣子上涂覆RTV防污閃涂料；加強線路管理等措施，提高了絕緣子的放電電壓，降低了絕緣子的閃絡事故，最終達到了提高了經濟效益，降低了架空線路維護成本，提高了電網供電可靠性。

七、今后的設想

為了進一步加強輸電線路的管理及提高效率，促進輸電線路工程更加安全環保高效，在輸電線路設計及后期的運行中有以下幾點思考：

1.加強防污閃預控措施

線路設計質量控制點應重點考慮防污閃。線路設計部門與線路運行維護單位共同協作，完善和健全線路運行周邊環境資料及數據的采集、分析，更加合理地進行線路路徑定位。

2.探索架空線路防污閃新的工作思路和方法

通過學習交流與討論，積極探索線路監測的新思路、新方法，根據國家相關規定以合理地定位污區等級，設計合理的絕緣子爬距，提高架空輸電線路自身防污及抗污閃能力。

3.建立良好的溝通機制

定期與政府相關職能部門溝通，即時全面掌握輸電線路周圍工業和居民等污染源情況，結合當地氣候狀況，及時采取有針對性的防污閃措施。

另外，線路設計部門要加強與施工、運行、維護等單位合作，提高線路本體絕緣水平，加強從設計到線路運行維護中的全過程管理，建立、健全防污閃相應的體系和工作機制并常抓不懈，大幅度降低直至杜絕架空輸電線路的污閃跳閘事故。

參考文獻：

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[4]李光輝，高虹亮.架空輸電線路運行與檢修[M].北京：中國三峽出版社，2000.

（責任編輯：王祝萍）