分析輸電線路絕緣子防污閃對策以及應用

摘 要：長期以來，輸電線路的正常運行會受到大氣污染和氣候條件的制約，在這樣的情況下，常常發生輸電線路污閃事故，進而導致輸電線路發生故障，給輸電線路的正常運行帶來不利影響。本文從輸電線路絕緣子污閃事故發生的過程入手，分析輸電線路絕緣子污閃事故發生的主要原因，針對輸電線路絕緣子防污閃工作的重點，進一步提出輸電線路絕緣子防污閃對策。

關鍵詞：輸電線路 絕緣子 污閃事故 防污閃對策

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0115-02

據相關調查顯示，輸電線路因污閃造成的絕緣子閃絡事故，在當前的電網事故中發生概率的排行已經上升到第二位，而因污閃釀成的損失是僅次于第一位雷害事故損失的十倍左右。輸電線路絕緣子不論是在大氣過電壓，或是在內部過電壓、長期運行電壓下都可以正常的運行，然而，沉積在輸電線路絕緣子表面上的固態、液態或是氣態污漬顆粒物，容易與天氣或氣候條件下的霧、冰、雪等發生作用，極大地降低了輸電線路絕緣子的電氣強度，導致輸電線路發生閃絡，甚至可能會引發停電事故。

1 輸電線路絕緣子污閃事故發生的過程

輸電線路絕緣子污閃的發生是因絕緣子表面積污引起的，絕緣子表面的積污會在惡劣的天氣或環境下發生潮解，是的絕緣子表面的泄漏電流增加，最終引發絕緣子閃絡，在通常情況下，絕緣子閃絡需要具備兩個調節，即絕緣子表面積污，絕緣子處于惡劣的環境下。輸電線路絕緣子污閃發生的過程主要分為四個階段，首先是輸電線路絕緣子表面積污，即污穢顆粒物積附在絕緣子表面；其次是絕緣子表面的積污在潮濕的天氣下受潮，積污受潮后為污閃的產生提供了有利條件；再者，絕緣子表面積污不均勻，有積污的部位潮濕，無積污的部位干燥，干燥部位需要承受更高的電壓，當干燥部位電壓達到一定數值，便會產生局部電弧；最后，當局部電弧達到臨界點時，電弧就會貫穿兩級，引發閃絡。

2 輸電線路絕緣子污閃事故發生的主要原因

2.1 絕緣體自身存在缺陷

輸電線路絕緣子在生產時，因生產工藝的原因會導致絕緣子內部的瓷質結構不勻稱，在長時間的運行之后，絕緣子的機械性能會隨著運行時間的增長而逐漸下降。而在高電壓以機械符合的長時間相互作用下，絕緣子的擊穿電壓會下降，進而引發絕緣子污閃。另外，在搬運或安裝絕緣子時，若不小心使絕緣子內部瓷質出現裂縫，或使絕緣子內部瓷質不完整等情況，絕緣子的擊穿電壓也會受到影響。

2.2 環境因素的影響

輸電線路在使用的過程中，絕緣子通常是暴露在大氣環境下的，時間久了之后，大氣環境中的微塵顆粒、工業廢氣、自然界鹽堿以及鳥類的糞便等便會附在絕緣子的表面上，使絕緣子擊穿電壓下降。自然環境下的溫度升降也會在一定程度上影響絕緣子的擊穿電壓。在天氣氣象方面，大霧、反潮或積雪融化等天氣，也會讓依附在絕緣子上的積污附潮滲水，進而變成一層層的電解質水膜，增加了絕緣子表面泄露電流情況發生的概率，導致閃絡發生[1]。

2.3 海拔高度的影響

大氣壓強與海拔高度成反比，即海拔高度增高，則大氣壓強會隨之降低，因此，在海拔越高的地區，放電現象越容易發生。而因放電電弧相對比較粗，待交流達到零后，輸電線路就會出現放電現象，電弧很容易重燃，重燃后很難熄滅。

2.4 絕緣爬距和結構形狀的影響

輸電線路絕緣子污閃和絕緣爬距、絕緣材料以及結構形狀也有一定的關系。通常，絕緣子污閃電壓會隨著絕緣爬距的增大而增大，而污閃電壓越高，絕緣子污閃現象發生的概率就越低；絕緣材料會影響污閃，一般情況下，玻璃的擊穿電壓高，且性能穩定，具有性價比高的特點，因此輸電線路絕緣子大多由玻璃材料做成；絕緣子的形狀結構也會影響污閃，由于絕緣子的形狀結構多是螺紋狀，可以增大爬距，進而提升污閃電壓，同時，螺紋狀的絕緣子具有耐臟的特點，不容易形成積污。

3 輸電線路絕緣子防污閃措施

3.1 輸電線路絕緣子防污閃工作的重點

根據國家電網標準，開展飽和鹽度或灰度測試，當前有的單位防污閃工作存在的不足主要有：污穢測量不足，監測點設置不合理，測試的數據不夠可靠，灰度測試少，記錄信息不足等。針對這些問題，當前輸電線路絕緣子防污閃工作的重點是調爬，主要針對現有的外絕緣配置和污穢水平不匹配的輸電設備?？紤]電網和設備的重要程度，進行調爬，特別是對過去存在污閃或在惡劣天氣下出現異常放電的地區，需要開展調爬工作[2]。

3.2 輸電線路絕緣體防污閃對策

（1）定期或不定期對絕緣子清污。

為了盡可能的消除輸電線路絕緣子閃絡產生的條件，提升外絕緣子的抗污能力，需要定期或者不定期的對絕緣子進行清污工作，清污后可以有效避免設備外絕緣出現閃絡現象。對于比較容易產生污穢的地區，必須每半年對輸電線路絕緣子開展一次清污工作。值得注意的是，絕緣子的清污工作僅僅是消除輸電線路絕緣子污閃的一項輔助手段，輸電線路絕緣子在每次完成清污工作后都會出現短時的停電，進而會導致電量損失嚴重，因此，通過清污手段防污閃并不能作為長久之計，還需要運用其他的技術手段提升絕緣子的防污閃水平。

（2）增大爬電比距。

通常，絕緣子的爬電距離越長，其耐污閃的能力也越高，在發生過多次大面積污閃后，可采取調整爬距的方法對輸電線路進行改進，在已有的絕緣子串的基礎上，再添加1-2片絕緣子，不僅可以增大絕緣子表面的實際泄漏距離，還能有效控制泄露電流，提高閃絡電壓，但是，在調整爬距時不允許存在遺漏[3]。增大爬距的方法主要有增加絕緣子片數，增大傘棱或者增大盤徑，使用耐污絕緣子等途徑，另外，在已經投入運行的設備瓷件表面使用硅橡膠增加爬距，能夠提升輸電線路的防污閃能力，是避免污閃的有效方法。

（3）選用合適的絕緣子。

當前，被使用比較廣泛的絕緣子主要有普通型、鐘罩型、雙傘型和流線型等類型，由于絕緣子的外觀結構也會對積污產生影響，因此在選用絕緣子類型上需要選擇符合絕緣子自身要求的。輸電線路絕緣子的外形結構和周圍空氣的流動速度會直接影響絕緣子周圍的氣流特性，光滑的絕緣子表面不容易形成渦流，可以減少積污，而粗糙的絕緣子表面容易形成渦流，進而影響周圍的氣流速度，使絕緣子氣流低的部位積污。雙傘型防污絕緣子時目前國內使用較多的絕緣子類型，其外表光滑，裙邊較為傾斜，形成的渦流小，不容易積污。

（4）在絕緣子上噴涂防污閃材料。

通過在輸電線路絕緣子上噴涂防污閃材料，可以解決絕緣子污閃問題，在通常情況下，防污閃涂料具有很強的憎水性和憎水遷移性，噴涂時方便快捷，可以減少和預防污層濕潤，擁有高效的防污閃效果，當前已經被廣泛運用于輸電線路絕緣子防污閃工作中。由于絕緣子的電瓷表面是高能面，有親水性，當處于潮濕的環境下時，絕緣子電瓷表面的水分便會形成導電水膜，而在絕緣子表面噴涂憎水性材料后，水分便會聚集成大顆的水珠，無法形成導電水膜，從而增大絕緣子表面的電阻。限制泄露電流增大，最終實現防污閃效果[4]。

（5）使用絕緣子監測技術。

低值絕緣子與零值絕緣子是直接影響絕緣子閃絡的主要因素，按照完好絕緣子和不完好絕緣子分類，兩者在絕緣子串中電壓分布不相同，可以根據這一原理研究火花間隙法、音響脈沖法以及靜電電壓法，對絕緣子進行監測。按照絕緣子表面會因泄露電流產生發熱現象的原理，可以通過變色涂料法、紅外線測溫法監測絕緣子。另外，通過紅外熱像儀把絕緣子表面的溫度分布轉化成圖像，能夠更加直觀的觀察絕緣子熱圖，從而更快捷的監測出不良絕緣子。

近幾年，隨我國的科學技術水平不斷發展創新，絕緣子在線監測技術也逐漸發展起來。一方面，絕緣子在線監測系統通過將傳感器和絕緣子互相連接，同時在絕緣子頂端安裝主保護單元，將主保護單元與傳感器連接；另一方面，通過將太陽能電池盒數據采集器安裝于輸電線路鐵塔上，使用連接線連接，此時，傳感器監測到的實時數據將會傳輸到相應的數據采集器中，相應的數據采集器再通過GPRS系統或者GSM系統將數據傳輸到控制終端，控制終端再運用相關的診斷儀器對絕緣子局部放電強度、泄露電流等數值判斷和分析，并通過分析結果得出絕緣子附鹽值密度，實時反饋絕緣子的積污情況，方便相關工作人員及時處理[5]。

4 結語

綜上所述，輸電線路絕緣子污閃事故發生的主要原因包括絕緣體自身存在缺陷、環境因素的影響、海拔高度的影響、絕緣爬距和結構形狀的影響等方面，在對輸電線路絕緣子進行防污閃工作時，需要從絕緣子防污閃工作的重點出發，通過定期或不定期對絕緣子清污，增大爬電比距，選用合適的絕緣子，在絕緣子上噴涂防污材料，使用絕緣子檢測技術等途徑，有效開展輸電線路絕緣子的防污閃工作，防止污閃現象引發的電路故障。

參考文獻

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[2]文習山，藍磊，蔣日坤.絕緣子污穢閃絡的統計特性及風險評估[J].高電壓技術，2011，10（1）：87-88.

[3]謝金柱.輸電線路絕緣子覆冰的防治措施[J].中國高新技術企業，2010，13（19）：152-153.

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