提高輸電線路污閃電壓的方法研究

盛江

深圳供電局有限公司 廣東深圳 518000

摘要：絕緣子污閃是輸電線路最主要的事故原因之一，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。如何提高輸電線路污閃電壓，降低污閃事故率，是一項(xiàng)亟需解決的重要問題。國內(nèi)外專家對于污閃放電進(jìn)行了長達(dá)近百年的研究，但是由于污閃放電分散性大，影響污閃特性的因素較多，因此目前仍沒有得到高度統(tǒng)一的結(jié)論和措施，還存在許多需要解決和研究的問題。本文在國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以提高輸電線路污閃電壓為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，分別進(jìn)行了絕緣子污閃機(jī)理、影響污閃放電的相關(guān)因素以及提高污閃電壓的方法等相關(guān)研究分析

關(guān)鍵詞：絕緣子串；污閃電壓；輸電線路；復(fù)合絕緣子

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)境惡化不斷加劇，工農(nóng)業(yè)等各種污穢不斷加重，電網(wǎng)發(fā)生污閃事故的次數(shù)急劇增加。同時，隨著電網(wǎng)容量的增大和電力系統(tǒng)電壓等級的不斷升高，電網(wǎng)污穢閃絡(luò)跳閘事故的持續(xù)時間更長、波及范圍更廣、破壞性更大，這嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來嚴(yán)重的損失。如果遇到連續(xù)的惡劣氣象條件，比如毛毛雨、霧、露等，絕緣子發(fā)生污閃的概率急劇增加，再加上污閃跳閘事故的重合閘成功率比較低，極其容易造成永久性停電事故。同時，由于長期運(yùn)行在戶外環(huán)境中，雷電、冰雪、紫外線等的長期影響使得掛網(wǎng)絕緣子的性能受到破壞，對應(yīng)的絕緣水平有所下降，甚至在工作電壓下也有可能發(fā)生閃絡(luò)。因此，如何提高絕緣子的抗污閃能力，對于提高輸電線路的污閃電壓，減少污閃事故的發(fā)生具有很大的意義。

二、污閃放電過程

污閃放電是一種局部電弧逐步延伸過程，其放電過程大致分為[1]：

（1） 污穢的沉積；

（2） 污穢的潮濕；

（3） 局部電弧的形成；

（4） 局部電弧發(fā)展至完全閃絡(luò)；

對于絕緣子污閃放電，積污和受潮是兩個必要的條件和過程，也是導(dǎo)致污閃電壓下降的兩個很大的影響因素，控制這兩個過程的發(fā)展對于防污閃很有益。

三、影響污閃電壓的因素

絕緣子污閃放電是一個復(fù)雜的過程，影響其放電的因素很多，主要包括：污穢性質(zhì)、大氣污染、鳥糞污染、海拔高度、絕緣子爬距形狀結(jié)構(gòu)、絕緣子串長、雷電及操作沖擊等因素。

四、提高輸電線路污閃電壓的方法研究

（1）加強(qiáng)絕緣子污穢清掃

絕緣子積污是發(fā)生污穢閃絡(luò)的必要條件，隨著環(huán)境污染加劇，絕緣子積污程度加深，是近年來污閃事故發(fā)生率增加的主要原因之一，因此，通過開展對絕緣子的清掃工作，減小絕緣子積污，是減少污閃事故發(fā)生的有力措施。

目前常用的絕緣子清掃方式主要包括：停電人工清掃、帶電氣吹清掃、帶電水沖洗和帶電機(jī)械干清洗。

（2）選擇性能優(yōu)良的絕緣子材料

目前我國電網(wǎng)掛網(wǎng)運(yùn)行的絕緣子主要有三種：瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子及有機(jī)復(fù)合絕緣子。不同材料的絕緣子，由于其化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)不同，電氣性能及機(jī)械性能都有差別，因此在使用過程中具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。深刻認(rèn)識到不同材料絕緣子性能上的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)不同環(huán)境和性能要求，合理選擇絕緣子的種類，能有效減少污穢閃絡(luò)事故的發(fā)生，從而降低電網(wǎng)停電損失。

以有機(jī)硅橡膠為主的復(fù)合絕緣子因?yàn)槠浔砻婢哂袃?yōu)良的憎水性和憎水遷移性，防污閃能力較瓷絕緣子和玻璃絕緣子相比，防污閃性能有很大的提高。所以對于污穢嚴(yán)重或者空氣濕度大的地方，優(yōu)先考慮使用復(fù)合絕緣子[2]。

（3）合理選擇絕緣子串的安裝結(jié)構(gòu)

目前電網(wǎng)運(yùn)行中的絕緣子主要有三種安裝結(jié)構(gòu)：單串懸垂串、雙串并聯(lián)懸垂串、V形串。不同的安裝結(jié)構(gòu)下，絕緣子的自清洗效果不同，積污程度不同，污閃電壓也就有差別；更主要的是，不同的安裝結(jié)構(gòu)對應(yīng)著不同的放電發(fā)展途徑，這在很大程度上影響污閃電壓的大小。試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)表明，V形串絕緣子清洗效果較I串懸垂串更好，積污程度更輕，所以其污閃電壓更高，實(shí)際的耐污能力較懸垂串更好。

因此在進(jìn)行輸電線路外絕緣子配置時，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇絕緣子的安裝結(jié)構(gòu)，逐漸完成由主要是I串結(jié)構(gòu)向I串與V串并重的轉(zhuǎn)變；除了在特殊情況外，盡量避免使用雙串懸垂串的安裝結(jié)構(gòu)，即使在使用時，也要合理選擇其串間距D的大小，以免其污閃電壓下降過多而造成污閃事故[3]。

（4）優(yōu)化絕緣子的選型工作

絕緣子的污閃電壓并不僅僅與其爬電距離有關(guān)，同時還與絕緣子的形狀系數(shù)有很大的關(guān)系。有時絕緣子的結(jié)構(gòu)和形狀不合理，雖然爬電距離增加了，但其污閃電壓仍然會有所下降，因此做好絕緣子的選型工作，對于提高輸電線路的污閃電壓意義很大。

目前輸電線路上掛網(wǎng)運(yùn)行的絕緣子主要是三種：盤形懸式瓷絕緣子、盤形懸式玻璃絕緣子和棒形懸式復(fù)合絕緣子，其中瓷絕緣子又分為普通型和防污型，而防污型瓷絕緣子又分為雙傘型、三傘型、鐘罩型和空氣動力型。外傘型絕緣子（包括雙傘和三傘型絕緣子）具有良好的空氣動力學(xué)特性，自清潔能力比較強(qiáng)，污穢不易在其表面沉積，因此其污閃電壓較其他型式絕緣子都要高，在風(fēng)沙大或較干燥的地區(qū)使用可以起到很好的防污效果[4]；鐘罩型絕緣子下表面的深棱能夠在一定程度上抑制電弧的發(fā)展，可以提高有效爬電距離，同時其下表面不易受潮，缺點(diǎn)是污穢容易在下表面沉積，清掃工作也不方便進(jìn)行，因此適宜在空氣潮濕、多鹽霧的沿海地區(qū)使用。

（5）加涂RTV防污閃涂料

目前廣泛使用的有機(jī)復(fù)合絕緣子相對于傳統(tǒng)的瓷絕緣子和玻璃絕緣子，很大的一個性能優(yōu)勢就是其表面優(yōu)異的憎水性能。瓷絕緣子和玻璃絕緣子表面能都很高，因此在雨霧露氣候時，絕緣子表面特別容易形成一層均勻的水膜，從而使污穢層絕緣電阻減小，泄露電流增加，非常有利于局部電弧的產(chǎn)生和發(fā)展；但是對于硅橡膠絕緣子，由于其表面具有憎水性和憎水遷移性，即使是處于受潮狀態(tài)，水分只是以水珠的形式散落在絕緣子表面，而不會形成均勻水膜，從而使絕緣子表面保持一定強(qiáng)度的絕緣子電阻，能有效抑制泄露電流的增加，從而提高污閃電壓。

對戶外絕緣子加涂RTV涂料，當(dāng)RTV涂料表面積污后，其內(nèi)部的游離態(tài)憎水物質(zhì)開始慢慢向污穢層表面擴(kuò)散，這種憎水遷移性使得污層表面也具有憎水性，即使遇到毛毛雨、霧、露等惡劣氣象條件時，污穢層表面的水分只會以小液滴的形式零落分散在其表面，而不會形成均勻連續(xù)的水膜，因此可以有效抑制泄露電流的增加和局部電弧產(chǎn)生及發(fā)展，從而提高絕緣子的污閃電壓[5]。

五、結(jié)束語

減少積污、降低受潮、抑制電弧產(chǎn)生和發(fā)展是三個提高污閃電壓的主題思想。本文從絕緣子清掃、絕緣子材料、絕緣子安裝結(jié)構(gòu)、絕緣子選型等方面多角度、全方位地分析了提高輸電線路污閃電壓的多種方法。由于污閃放電的分散性很大，再加上影響其特性的因素很多，目前對于污閃的研究尚未達(dá)到絕對的統(tǒng)一，仍存在許多具有爭議且需要解決的問題，因此對于絕緣子污閃的分析研究還有一條很長的路要走，而且意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]四川省電力工業(yè)局，四川省電力教育協(xié)會，電網(wǎng)防污閃技術(shù).北京：中國電力出版社，1998.

[2]周浩，朱甜，三種絕緣子性能及其在特高壓線路上應(yīng)用研究[J].電瓷避雷器，2007，3（217）

[3]李震宇，崔吉峰等，絕緣子安裝結(jié)構(gòu)對污閃電壓的影響[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（16）：52-56

[4]冉啟鵬，胡家華，李杰，王欣，瓷絕緣子結(jié)構(gòu)、型式對其交流污閃特性影響的研究現(xiàn)狀與展望.昆明電力局

[5]閆宏斌，RTV防污閃涂料在超高壓輸電線路中的應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2008，3（11）：33-34