淺談220kV升壓站設(shè)備防污閃的預(yù)防措施

（石河子天富南熱電有限公司，石河子市，832000） 李頌東

絕緣子又稱瓷瓶，它由瓷質(zhì)部分和金具兩部分組成，中間用水泥粘合劑膠合。瓷質(zhì)部分是保證絕緣子有良好的電氣絕緣強度，金具是固定瓷瓶用的，機械負荷力是通過它傳遞給瓷質(zhì)部分的。絕緣子被廣泛用于發(fā)電廠和變電所的戶外配電裝置、變壓器、開關(guān)電器及輸配電線路中，用來支持和固定帶電導(dǎo)體，并與地絕緣，或作為帶電導(dǎo)體之間的絕緣。因此，要求，絕緣子具有足夠的機械強度和絕緣性能，并能在不良環(huán)境（高溫、潮濕、多塵埃、污垢等）下安全運行。絕緣子的作用有兩個，一是牢固的支持和固定載流導(dǎo)體，二是將載流導(dǎo)體與地絕緣，并使電氣裝置中不同電位的載流導(dǎo)體之間可靠的絕緣起來。因此絕緣子在運行中除承受工作電壓和過電壓的作用外，還要承受機械力的作用和氣溫變化及周圍環(huán)境的影響。所以絕緣子必須有良好的絕緣性能和一定的機械強度，并能承受自然界的[破壞和腐蝕作用。

1 絕緣子發(fā)生污閃的原因

架空線路的桿塔、絕緣子、導(dǎo)線等元件除承受正常的機械負荷和電力負荷外，尚需經(jīng)受風、雨、雪、冰、雷電及其他自然條件的襲擊從而引發(fā)的閃落事故，例如：由于溫度變化會引起導(dǎo)線張力變化，易造成絕緣子和其他部件的損壞；由于風力過大會使導(dǎo)線產(chǎn)生震動、跳躍、擺動而造成斷股，甚至發(fā)生導(dǎo)線之間互相碰撞而形成相間短路，燒傷導(dǎo)線造成跳閘而使線路停電；由于小雨和霧易引起贓污的絕緣子發(fā)生閃烙，由于空氣中的灰塵會使絕緣子迅速贓污；由于露霜和粘雪會造成贓污絕緣子發(fā)生閃落和在線路上結(jié)冰；由于雷擊引起絕緣子發(fā)生閃落甚至擊穿，造成線路跳閘事故等。在污臟地區(qū)的瓷質(zhì)絕緣表面落有很多工業(yè)污穢顆粒，這些污穢顆粒遇濕會在瓷表面形成導(dǎo)電液膜，使瓷質(zhì)絕緣的耐壓顯著下降，閃絡(luò)電壓變得很低，這是瓷質(zhì)絕緣在污濕條件下極易閃絡(luò)的原因。污和濕是污閃的必要條件，瓷絕緣只臟不濕不會引起閃絡(luò)。

絕緣子表面的污穢層在霧、露、小雨等潮濕天氣條件下，形成了沿絕緣子表面連續(xù)的導(dǎo)電層，沿面絕緣強度急劇下降。

從積污到發(fā)生污閃一般分為四個階段。首先是積污階段?？諝庵械母鞣N污穢顆粒在風力、重力、電場力的作用下，逐漸積聚到絕緣子表面。同時，自然界的風雨也對絕緣子表面的污穢有一個自然清洗的作用。在一年雨水較少的秋冬季，污穢的積累量超過自清洗，表現(xiàn)為積污量逐漸增多，長時間以來，絕緣子表面積污量可能有增無減。

其次是污穢潮濕階段。干燥狀態(tài)下的污穢大多數(shù)是不導(dǎo)電的，只有當污穢受潮濕潤，其中的電介質(zhì)電離后，才能在絕緣子表面形成一層導(dǎo)電膜。雨天、大霧、凝露、粘雪、融雪、融冰等能潮濕污層卻不能沖洗污層的天氣條件，才最容易引起絕緣子的污閃。

2 閃絡(luò)電弧形成過程及現(xiàn)象

在潮濕環(huán)境條件下，絕緣子表面的污穢濕潤以后，沿絕緣子表面的泄露電流必然大大增加，泄露電流的大小取決于絕緣子表面污層的電導(dǎo)率及絕緣子傘群形狀。泄露電流產(chǎn)生的熱量會逐漸烘干濕潤的污層，在電流密度較大的區(qū)域首先產(chǎn)生干區(qū)。干區(qū)的高電阻又降低了泄露電流，使其它區(qū)域繼續(xù)受潮，從而其它區(qū)域所承擔的電壓將逐漸減少，干區(qū)所承擔的電壓降則不斷增加，直至產(chǎn)生跨越干區(qū)的局部電弧。

最后是電弧發(fā)展直至閃絡(luò)?？缭礁蓞^(qū)的局部電弧的弧根溫度很高，會將干區(qū)擴大，當跨越干區(qū)的電壓降無法維持電弧的燃燒時，電弧自行熄滅。當變干的污層因電弧熄滅泄露電流減小而在潮濕環(huán)境中逐漸重新受潮時，又會產(chǎn)生新的干區(qū)與局部電弧。在電弧向前發(fā)展過程中，當單位長度電弧的壓降減少到不大于單位長度污層的壓降時，電弧就能自動迅速發(fā)展。直至貫通絕緣子兩端電極，完成閃絡(luò)的全過程。當放電不嚴重，能量比較低時，電弧一般表現(xiàn)為藍色光；放電能量比較大，或者說存在污穢嚴重時，電弧一般表現(xiàn)為橘黃光。最嚴重情況下，電弧會貫穿絕緣子，發(fā)生閃絡(luò)接地。

在冬季，隨著降雪量的增多，使瓷瓶波紋上積聚了較多的雪，一旦中午氣溫升高，大量雪融化遇冷空氣又形成冰柱，嚴重時會在瓷瓶波紋邊緣處連貫形成冰柱，造成冰閃的可能性。冰閃是閃絡(luò)的一種特殊情況。冰橋搭接在絕緣子表面，縮短絕緣距離，高電壓離子流容易沿著冰橋表面向地面放電，嚴重時擊穿絕緣子閃絡(luò)接地。

3 220kV升壓站系統(tǒng)主接線及運行方式

3.1 220kV主接線方式

220kV接線方式為雙母線。共兩回出線、兩臺主變；220kV母線分為I母、II母，I母、II母間配母聯(lián)2250開關(guān)。

3.2 220kV系統(tǒng)正常運行方式

220kV系統(tǒng)I母運行的設(shè)備：#1發(fā)變組（2201）、河南線（2302）、220kV I母電壓互感器；220kV系統(tǒng)II母運行的設(shè)備：#2發(fā)變組（2202）、南聯(lián)線（2301）、220kV II母電壓互感器；220kV母聯(lián)2250運行。

4 防止污閃的預(yù)防措施

220kV升壓站若開關(guān)、刀閘支持瓷瓶絕緣子未刷防污涂料，且污閃事故常常發(fā)生在惡劣氣象條件下，污閃事故時間越長，危害性越大，為能在四季保證220kV升壓站安全穩(wěn)定運行，因此升壓站設(shè)備外絕緣的配置應(yīng)和其所處地區(qū)的污穢等級相適應(yīng)，并具有抵御大氣污染侵蝕的能力；要使設(shè)備能正常運行就應(yīng)保證電氣設(shè)備有足夠的絕緣強度，同時又有較好的經(jīng)濟性、安全性、可靠性，取得最大綜合效益。就是在技術(shù)上正確處理各種電壓、各種限制措施和設(shè)備絕緣耐受能力三者之間的配合關(guān)系，學(xué)習借鑒并運用其他地區(qū)升壓站防污閃工作的管理制度與各項規(guī)定，為了進一步提高我廠220kV升壓站防污閃工作，采取下列相關(guān)的預(yù)防措施：

1）在新建升壓站及線路上采用合成絕緣子，在變電設(shè)備上采用防污罩，刷防污涂料，加裝硅橡膠傘裙及定期清掃等措施。

2）運行人員應(yīng)對未刷防污涂料的設(shè)備瓷瓶加強巡視檢查，做好事故預(yù)想，在雨天、雪天、大霧天氣，要重點巡檢，特別是在夜間要觀察瓷瓶放電情況，一旦發(fā)現(xiàn)放電情況較嚴重，立即通知檢修確認，匯報值長，通知檢修、運行、生技科等相關(guān)主要負責人，根據(jù)實際情況，在保證安全生產(chǎn)的前提下，在不危害人身安全、設(shè)備及做好相關(guān)安全措施的基礎(chǔ)上，且接到調(diào)度命令后方可將設(shè)備停電處理。

3）設(shè)備瓷瓶刷有防污涂料后，瓷瓶表面光潔度變差，下雪天，瓷瓶上會積雪，晴天后積雪融化會在瓷瓶表面結(jié)成冰溜子，嚴重時會造成接地短路事故發(fā)生。為了防止其事故發(fā)生，運行人員要對設(shè)備加強巡視，觀察天氣變化情況，遇瓷瓶上有結(jié)冰溜子現(xiàn)象時，立即組織人員用220kV絕緣桿進行清掃，并通知檢修配合清理。在清理結(jié)冰過程中應(yīng)小心謹慎，注意設(shè)備及自身安全并保持與帶電設(shè)備3米以上的安全距離，且嚴禁攀爬設(shè)備進行清掃，清掃人員應(yīng)穿絕緣靴、戴絕緣手套，使用合格且干燥的絕緣桿，使用絕緣棒時不得用力過猛，防止擊傷瓷瓶或其他設(shè)備，并做好事故預(yù)想

4）對停電設(shè)備送電前除例行應(yīng)檢查外還應(yīng)仔細檢查瓷瓶有無積水、積冰，若有則應(yīng)清理干凈后再送電。

5）運行人員應(yīng)時刻注意天氣變化情況，遇到下雪天氣，應(yīng)加強巡檢次數(shù)，待雪停后及時聯(lián)系檢修對瓷瓶上的積雪進行清掃，盡量防止積雪融化結(jié)冰。

6）要求檢修對220kV升壓站未刷防污涂料的設(shè)備應(yīng)利用設(shè)備停機、消缺和預(yù)試等停電機會，盡快完成對瓷瓶刷防污涂料及清掃工作，便于提高設(shè)備的防污閃能力。

7）遇大霧、雨、雪、雷等惡劣天氣時，對升壓站設(shè)備應(yīng)仔細檢查，遇有放電嚴重，應(yīng)匯報值長，及時聯(lián)系檢修現(xiàn)場檢查確認，運行人員將檢查結(jié)果應(yīng)詳細記錄在《防污閃記錄本》上，并向?qū)I(yè)、分場負責人及生技科匯報。

8）定期清掃絕緣子，提高絕緣子水平，增加爬弧距離，具體措施是增加懸垂式絕緣子串的片數(shù)，對支持絕緣子則可提高一級電壓等。

9）對于風吹擺動較大的導(dǎo)線，應(yīng)進行調(diào)整，松的應(yīng)調(diào)緊，或在兩桿塔中間加裝一根桿塔，已縮短檔距，使導(dǎo)線穩(wěn)定，在線夾附近導(dǎo)線上加裝防振錘、護線條，已防止導(dǎo)線震動。

5 提高絕緣子沿面閃絡(luò)的方法

5.1 應(yīng)用表面涂料

在交流電壓作用下，靠近電極處的電流密度最大，該處介質(zhì)表面的電位剃度也最大，容易發(fā)展沿面放電。如在該處介質(zhì)表面涂以適當?shù)碾娮杪实耐苛希詼p小該處的表面電阻，即可減小該處的表面電位梯度，抑制沿面放電的發(fā)展這種方法廣泛的應(yīng)用在高壓瓷瓶上。

5.2 附加金屬

在高壓架空線路絕緣子鏈上加附加金屬他在原理上就是外屏蔽的擴展，懸式絕緣子串上保護金屬的作用主要是改善沿串的電壓分布和防止絕緣子上鏈端金具上的電暈。

5.3 增加基本絕緣

如增加絕緣子的片數(shù)、增大沿面放大距離。增加絕緣子的片數(shù)就相當于提高了絕緣水平，增加了爬弧距離。戶外式絕緣子由于它的工作環(huán)境條件的要求，將絕緣子作成凹凸不平的波紋，延長了爬弧長度，所以在同樣的有效高度下，增加了電弧爬弧距離。而且每一個波紋又能起到阻斷電弧的作用。在雨天，能起到阻止水流的作用，污水不能直接由絕緣子上部流到下部，形成水柱引起接地短路。污塵降落到絕緣子上時，其凹凸部分使污塵分布不均勻，因此在一定程度上保證了耐壓強度，所以保證了絕緣子在惡劣的雨、霧等氣候下能夠可靠的安全工作。

5.4 表面處理

大多有機絕緣物，特別是以纖維素為基礎(chǔ)的有機絕緣物，具有很強的吸水性；受潮后，它們的絕緣性能就大為惡化，陶瓷和玻璃等絕緣物，雖不吸水和不透水，但它們都是離子型電介質(zhì)，具有較強的親水性，水分在它們的表面能形成一層完整的薄膜，大大增加其表面電導(dǎo)，劣化其絕緣性能。

6 結(jié)束語

污閃的防止，一般是選用防污型絕緣子，在電氣設(shè)備上調(diào)大爬電距離，涂上防污閃涂料（如使用長效單組份硅橡膠涂料、硅油、硅脂、地蠟等涂料），清掃，帶電水沖洗，帶電氣吹，輔助傘裙等。長效單組份硅橡膠涂料應(yīng)屬首選，因為它運行時間長，多年內(nèi)不用清掃，不龜裂，節(jié)省檢修清掃費用及大量人力，既一次投資多年受益，又保證了電力系統(tǒng)安全運行。此外，要進行跟蹤監(jiān)測，根據(jù)歷次的測量數(shù)據(jù)進行比較，加強管理，掌握電氣設(shè)備運行狀況，督促檢查防污閃工作，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

[1]《發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備運行》中國電力出版社

[2]《發(fā)電廠電氣部分》中國電力出版社

[3]《電氣設(shè)備》中國電力出版社

[4]《發(fā)電廠電氣部分》中國電力出版社