煙臺(tái)電網(wǎng)架空輸電線路的污閃及防護(hù)措施芻議

摘要：研究掌握污閃發(fā)生機(jī)理，強(qiáng)化從線路設(shè)計(jì)到運(yùn)行維護(hù)的全過(guò)程管理，準(zhǔn)確劃分線路污區(qū)等級(jí)，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(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸電線路；污閃；防護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）30-0113-02

一、架空線路污穢閃絡(luò)的定義及污閃特點(diǎn)

1.架空線路污穢閃絡(luò)的定義

電氣設(shè)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(luò)放電現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱(chēng)為污閃。架空線路的污閃是指工業(yè)污穢和自然污穢等導(dǎo)電物質(zhì)在不利氣象條件下（如：毛毛雨、濃霧等）將導(dǎo)、地線支持絕緣子表面侵蝕、覆蓋，導(dǎo)致絕緣子表面污穢濕潤(rùn)、泄漏電流增大、電導(dǎo)增大形成局部電弧，最終發(fā)展成為沿面閃絡(luò)的一種放電現(xiàn)象。

2.污閃的特點(diǎn)

（1）閃絡(luò)電壓很低，在電氣設(shè)備正常運(yùn)行電壓下就能發(fā)生。（注：良好條件下每片XPW-7型絕緣子的閃絡(luò)電壓能達(dá)到75kV，淋雨?duì)顟B(tài)下的閃絡(luò)電壓最高為45kV，而污濕條件下的閃絡(luò)電壓最低的還不到10kV。）

（2）污閃影響設(shè)備工作時(shí)效，降低其供電可靠性，當(dāng)設(shè)備發(fā)生污閃時(shí)往往是多條線路、多個(gè)設(shè)備，重合閘成功率很低。

二、絕緣子的污閃機(jī)理及污閃的危害

1.絕緣子的污閃機(jī)理

絕緣子的污閃放電是一個(gè)涉及到電、熱和化學(xué)現(xiàn)象的錯(cuò)綜復(fù)雜的變化過(guò)程。大體上可分為四個(gè)階段：絕緣子表面的積污、絕緣子表面的濕潤(rùn)、局部放電的產(chǎn)生、局部放電的發(fā)展并導(dǎo)致絕緣子的全面閃絡(luò)。

2.污閃的危害

污閃對(duì)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的生活帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響，因?yàn)槲坶W一般情況下線路跳閘后停電時(shí)間長(zhǎng)、停電面積大，并且在氣象條件不改善的情況下，絕緣恢復(fù)比較困難。

三、現(xiàn)狀分析

架空輸電線路需要長(zhǎng)期運(yùn)行在自然環(huán)境中，包括荒郊、野外、城鎮(zhèn)、農(nóng)村，輸電線路及其外絕緣難免要受到來(lái)自工業(yè)區(qū)域的工業(yè)廢氣和工業(yè)粉塵等、鹽堿地區(qū)域的自然界鹽堿等大量污染，在絕緣子的表面會(huì)形成積污；另外，架空輸電線路運(yùn)行周?chē)h(huán)境惡劣，受氣候變化影響很大。當(dāng)處在氣候干燥的情況下，絕緣子表面的污穢層電阻較大，對(duì)輸電線路的運(yùn)行影響不大。但是，當(dāng)在氣候潮濕時(shí)污穢層被濕潤(rùn)，絕緣子泄漏電流會(huì)增大，發(fā)生污穢閃絡(luò)的機(jī)會(huì)增大；在潮濕氣候下，當(dāng)爬電比距余度過(guò)小或者絕緣子不能滿(mǎn)足污穢區(qū)使用要求時(shí)，發(fā)生污閃幾率大大增加。因此，如何最大限度地預(yù)防并減少或杜絕污閃事故的發(fā)生對(duì)確保輸電線路的可靠安全運(yùn)行至關(guān)重要，防止線路污閃工作也是線路運(yùn)行管理人員必須面對(duì)和應(yīng)該解決的。

煙臺(tái)地處魯東北部近海，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，與同緯度內(nèi)陸地區(qū)相比具有雨水適中、空氣濕潤(rùn)、氣候溫和、夏季空氣比較干爽、冬季比較溫潤(rùn)的特點(diǎn)。煙臺(tái)屬于東部沿海工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)域，有諸多重工業(yè)和有一定污染的企業(yè)（如水泥廠、農(nóng)藥廠、化肥廠、火力發(fā)電廠及其他的化工企業(yè)等）。輸電線路所經(jīng)區(qū)段均處于d級(jí)及以上污穢區(qū)域。上述企業(yè)因工業(yè)生產(chǎn)的需求會(huì)排放出廢氣、煙塵等，因此絕緣子表面長(zhǎng)期在污穢物質(zhì)影響下會(huì)形成積污。一般情況下，絕緣子表面積污呈現(xiàn)出一個(gè)緩慢變化的過(guò)程，在干旱少雨的季節(jié)里絕緣子表面的污穢量是逐步積累的。但是，煙臺(tái)沿海地區(qū)特有的海風(fēng)使得污穢物能夠在絕緣子表面迅速建立，又由于煙臺(tái)沿海的溫潤(rùn)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(dǎo)電層，閃絡(luò)事故發(fā)生幾率大大提高。

輸電線路污閃事故的發(fā)生直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也給居民生活用電帶來(lái)很多不便，因?yàn)檩旊娋€路污閃事故可直接導(dǎo)致用戶(hù)停電時(shí)間長(zhǎng)，供電可靠率下降。

多年來(lái)，省電力集團(tuán)公司及公司持續(xù)強(qiáng)調(diào)預(yù)防、杜絕污閃事故的重要性和緊迫性，我們也在線路的運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中不斷分析、研究污閃事故發(fā)生的原因，因地制宜，采取有效方法避免污閃事故的發(fā)生。

四、線路污閃原因分析

根據(jù)污濕特性、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)采集的等值附鹽密度結(jié)果，我們總結(jié)分析了架空輸電線路污閃事故發(fā)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?yàn)榻^緣子表面污穢嚴(yán)重，空氣濕度大且無(wú)風(fēng)或微風(fēng)，絕緣水平會(huì)大大降低，直接導(dǎo)致表面泄漏電流增大，最終造成絕緣子閃絡(luò)。

2.絕緣子爬電比距設(shè)計(jì)過(guò)小

爬電比距設(shè)計(jì)宜采用系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓，并綜合考慮系統(tǒng)接地點(diǎn)運(yùn)行方式、線路運(yùn)行環(huán)境、污區(qū)等級(jí)等因素。顯而易見(jiàn)，采用設(shè)備正常運(yùn)行電壓計(jì)算的爬電比距其余度過(guò)小，在一定的條件下（如系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓、設(shè)備外絕緣積污濕潤(rùn)下）污閃就會(huì)出現(xiàn)。另外，當(dāng)環(huán)境污染源變化導(dǎo)致污區(qū)分布圖發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)線路污區(qū)等級(jí)分布圖進(jìn)行修改和調(diào)整，及時(shí)對(duì)線路進(jìn)行調(diào)爬，降低線路污閃機(jī)會(huì)。

3.沿海地區(qū)的海鹽污染嚴(yán)重

雖然煙臺(tái)地區(qū)夏、秋季雨水較多，對(duì)線路絕緣子能夠進(jìn)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(fēng)力、風(fēng)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(nèi)地的工業(yè)污染，它會(huì)形成薄薄一層鹽分布在絕緣子表面，雖鹽密小但導(dǎo)電率高，易產(chǎn)生火花等局部放電現(xiàn)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(zhì)絕緣子，因長(zhǎng)期承受機(jī)電作用而發(fā)生老化，進(jìn)而造成絕緣水平不能滿(mǎn)足污區(qū)等級(jí)及污穢要求。當(dāng)瓷質(zhì)普通絕緣子和防污絕緣子一旦出現(xiàn)零值或低值就會(huì)造成整個(gè)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(huán)，泄漏電流增大，在合適氣象條件下造成絕緣子串的閃絡(luò)。

5.環(huán)境污染嚴(yán)重

隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)污穢造成的環(huán)境污染致使線路污閃事故增多，尤其是重工業(yè)及重污染的如水泥、化肥、農(nóng)藥、化工等行業(yè)，其排放的廢氣和煙塵日益增多，致使線路周邊的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。

6.污區(qū)的污穢數(shù)據(jù)和等級(jí)劃分存在偏差

污區(qū)的污穢數(shù)據(jù)采集有偏差，污區(qū)污穢等級(jí)的劃分和調(diào)整不及時(shí)。各種主觀和客觀的污染日趨嚴(yán)重，線路的污染區(qū)劃分仍舊按照原有標(biāo)準(zhǔn)，未能及時(shí)根據(jù)客觀環(huán)境的變化加以調(diào)整，導(dǎo)致線路設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件，防污要求低于線路架設(shè)、運(yùn)行區(qū)域的污區(qū)等級(jí)。

7.危害認(rèn)識(shí)不足，防范措施不到位

對(duì)污閃發(fā)生后的危害認(rèn)識(shí)不足，相應(yīng)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(fā)生呈逐年下降趨勢(shì)，偶爾發(fā)生線路污閃跳閘時(shí)，由于重合閘的重合成功而沒(méi)有引起足夠的重視，從而放棄或減少相應(yīng)的防范措施，給線路的安全運(yùn)行埋下了隱患。

從上述幾個(gè)方面的深入分析可以看出，輸電線路污閃發(fā)生的主要原因?yàn)椋杭芸站€路絕緣子爬電距離設(shè)計(jì)余度應(yīng)適當(dāng)增大；采用的絕緣子絕緣水平不能滿(mǎn)足污區(qū)等級(jí)及當(dāng)下污穢日益加大的要求；線路周邊污區(qū)信息采集有偏差，線路污區(qū)等級(jí)劃分及調(diào)整不及時(shí)；線路偶發(fā)污閃事故，但影響小，從而忽視防污閃工作。

五、防護(hù)措施

針對(duì)上述架空輸電線路污閃事故發(fā)生原因的詳細(xì)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(shè)計(jì)合理的線路路徑

首先，選擇沒(méi)有污穢或者污穢程度低的區(qū)域進(jìn)行線路路徑設(shè)計(jì)。其次，對(duì)于無(wú)法避免的污穢區(qū)域，例如電廠、冶煉廠等污穢等級(jí)高的工業(yè)，在保證施工方便的條件下對(duì)于污穢區(qū)域排放的污水、污氣、煙塵等污穢物的排放量、擴(kuò)散范圍進(jìn)行準(zhǔn)確分析和計(jì)算，尤其重點(diǎn)考慮對(duì)輸電線路可能造成的最大影響程度進(jìn)行評(píng)估分析，防患于未然。

2.選擇合適的爬電比距

計(jì)算爬電比距時(shí)一般采用高一級(jí)的污穢等級(jí)。如此設(shè)計(jì)的線路絕緣子爬電比距比實(shí)際要求的爬電比距高，能滿(mǎn)足在污閃季節(jié)且系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓的情況下運(yùn)行需求，以達(dá)到降低線路污閃目的。

3.選用滿(mǎn)足污區(qū)要求的定型絕緣子

直線桿塔優(yōu)先采用復(fù)合絕緣子，有機(jī)復(fù)合絕緣子是一個(gè)整體耐壓層結(jié)構(gòu)，由硅橡膠整體制成，其結(jié)構(gòu)為不可擊穿型。利用其自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性和抗污穢、性能穩(wěn)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(jì)90年代末至2007年7月，煙臺(tái)電網(wǎng)220kV線路直線串合成絕緣子安裝率達(dá)到100%，110kV直線串合成絕緣子安裝率達(dá)到98%，有效降低了污閃事故發(fā)生機(jī)率。

4.耐張桿塔絕緣子采取必要的防污閃補(bǔ)救措施

對(duì)原有的鋼化玻璃絕緣子或瓷質(zhì)絕緣子涂覆RTV防污閃涂料，結(jié)合線路停電更換瓷復(fù)合絕緣子等，以增強(qiáng)絕緣子的抗污穢能力，提高線路絕緣水平。

5.加強(qiáng)線路的現(xiàn)場(chǎng)管理

通過(guò)線路巡視維護(hù)、分析線路沿線環(huán)境狀況，根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLT 1122-2009《架空輸電線路外絕緣配置技術(shù)導(dǎo)則》有關(guān)架空電力線路環(huán)境污穢等級(jí)規(guī)定，準(zhǔn)確劃分線路經(jīng)過(guò)區(qū)段污穢等級(jí)，最終正確選用合適絕緣子爬電比距。2004年開(kāi)始，我們?cè)谶\(yùn)行線路上加掛參照絕緣子，通過(guò)對(duì)其取污穢樣本和檢測(cè)鹽密，35kV級(jí)以上電壓等級(jí)計(jì)116條架空送電線路的鹽密值每年均呈現(xiàn)不同程度的變化（總體增大），通過(guò)數(shù)據(jù)采集繪制了輸電線路污區(qū)網(wǎng)點(diǎn)劃分，根據(jù)污區(qū)等級(jí)的劃分有針對(duì)性地對(duì)線路污穢嚴(yán)重區(qū)段進(jìn)行了清掃、調(diào)爬、涂覆防污閃涂料、更換優(yōu)質(zhì)定型絕緣子等，這些數(shù)據(jù)的采集和相應(yīng)防污閃措施的實(shí)施有效避免了污閃事故的發(fā)生，間接提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

六、結(jié)論

通過(guò)分析污閃產(chǎn)生的原因，結(jié)合煙臺(tái)特有的氣候及工業(yè)分布狀況，采取了優(yōu)化線路設(shè)計(jì)方案；選取高一級(jí)的污穢等級(jí)的爬電比距；采用選用滿(mǎn)足污區(qū)要求的有機(jī)絕緣子；在絕緣子上涂覆RTV防污閃涂料；加強(qiáng)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(luò)事故，最終達(dá)到了提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了架空線路維護(hù)成本，提高了電網(wǎng)供電可靠性。

七、今后的設(shè)想

為了進(jìn)一步加強(qiáng)輸電線路的管理及提高效率，促進(jìn)輸電線路工程更加安全環(huán)保高效，在輸電線路設(shè)計(jì)及后期的運(yùn)行中有以下幾點(diǎn)思考：

1.加強(qiáng)防污閃預(yù)控措施

線路設(shè)計(jì)質(zhì)量控制點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)考慮防污閃。線路設(shè)計(jì)部門(mén)與線路運(yùn)行維護(hù)單位共同協(xié)作，完善和健全線路運(yùn)行周邊環(huán)境資料及數(shù)據(jù)的采集、分析，更加合理地進(jìn)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(guò)學(xué)習(xí)交流與討論，積極探索線路監(jiān)測(cè)的新思路、新方法，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定以合理地定位污區(qū)等級(jí)，設(shè)計(jì)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(jī)制

定期與政府相關(guān)職能部門(mén)溝通，即時(shí)全面掌握輸電線路周?chē)I(yè)和居民等污染源情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驙顩r，及時(shí)采取有針對(duì)性的防污閃措施。

另外，線路設(shè)計(jì)部門(mén)要加強(qiáng)與施工、運(yùn)行、維護(hù)等單位合作，提高線路本體絕緣水平，加強(qiáng)從設(shè)計(jì)到線路運(yùn)行維護(hù)中的全過(guò)程管理，建立、健全防污閃相應(yīng)的體系和工作機(jī)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(xiàn)：

[1]東北電力設(shè)計(jì)院.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[2]李博之.高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊(cè)[M].第二版.北京：中國(guó)電力出版社，1997.

[3]河北省電力研究院.電網(wǎng)防污閃技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

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

（責(zé)任編輯：王祝萍）