輸電線路雷電污閃及防范對策

牟廷剛

輸電線路雷電污閃及防范對策

牟廷剛

（國網四川省電力公司北川羌族自治縣北川供電分公司 四川北川 622750）

輸電線路運行過程中，絕緣子會被外界環境所污染，加上周圍潮濕的天氣（細雨和粘雪），就會在絕緣子和輸電線周圍出現弧光閃絡（污閃）。雷電現象日益頻繁，雷電災害對電力供應的可靠性、持續性造成了巨大的影響。雷電和污閃的出現會造成大面積停電，對整個供電系統造成嚴重危害。本文從輸電線路防雷和防污閃的角度出發，有針對性地提出相應的技術措施，最大程度地減少污閃的發生率，使得電力系統安全運行。

輸電線路；雷電污閃；防范對策

1 引言

在實際的運行中，污穢絕緣子在受到雷擊的同時是要承受工頻運行的電壓，而且目前為止這種情況下閃絡很容易發生，人們由于污閃的機理分析，容易覺得線路絕緣子污穢閃絡是在系統的運行電壓的情況下產生的，與雷電沖擊的瞬時電壓沒有太大關系。事實上，運行中的污穢絕緣子一般處于一種放電的復合的平衡狀態，當線路遭受某種外界觸發因素（如雷擊）而打破平衡時，則會發生閃絡，以致跳閘。

2 雷電污閃的發生

中華人民共和困電力部（原能源部）于1991-03-18發布，1991-09-0l實施的《電業安全操作規程》（電力線路部分）第4l頁關于“一串中允許零值絕緣子片數”有如表1所示規定。

表1 一串中允許零值絕緣子片數

該線路零值絕緣子的數目之多已經嚴重威脅了線路的安全運行，一旦這時有過電壓來襲，很容易導致成串絕緣子污閃，嚴重時會引起全線跳閘，必須引起足夠的重視。

不過一度叫人不解的是，從問題線路上換下來的絕緣子耐壓的情況都比較好。因此人們將從線路上更換下來的零值絕緣子送到專門的研究機構，對這些絕緣子進行了深入的研究，出現得到了一些“奇怪”的現象：

①在本身干燥的絕緣子進行試驗，結果顯示耐壓情況良好；②噴水之后再進行耐壓試驗：結果顯示耐壓情況變化不大；③將水擦拭后再進行耐壓試驗：結果顯示擊穿電壓急速的下降，耐壓的能力也大幅的降低；④用檸檬酸水再次對絕緣子進行清洗，進行耐壓性試驗：結果顯示擊穿電壓又恢復到正常，耐壓能力又回到了很高的數值。這叫人感到很奇怪，為什么噴水試驗時絕緣子的耐壓能力并沒有太大的變化，而用抹布將水擦干后才有很大的降低？最后用酸水清洗后沒有擦干的絕緣子為什么耐壓又上回來了呢?

經過深入的研究，研究人員發現：是由于其表面形成了一層可以導電的水膜才導致了絕緣子容易被擊穿。①在噴水時，其表面只有一些獨立的小水珠，還沒有連成一片。②在用抹布進行擦拭以后，水并沒有被完全的擦干，絕緣子實際上表面仍然處在潮濕狀態，只是這樣會將絕緣子的表面水汽連接成為水膜。由于絕緣子的表面有一些污漬，一些導電離子會出現在表面，水膜就成為了導電的通道。③用酸水洗，絕緣子表面的導電離子得到了溶解了，污垢被清除了，即使潮濕，但耐壓值不會受到影響。上述的幾個簡單的試驗很形象的解釋了為什么毛毛雨和大霧天氣容易發生污閃，這是因為這樣的天氣更容易形成水膜而導電。

3 對于輸電線路雷電污閃的防范措施

3.1 防雷

（1）安裝避雷線、耦合地線、避雷針

安裝避雷線、避雷針，的意義相當于給輸電線路撐起一把防雷的傘。減少桿塔接地電阻存在困難時，可以在導線下方架設一條接地線，耦合地線既強化強了避雷線對導線的耦合，又具有分流作用。目前，有單位在線路上加避雷針，增強了線路的引雷效率。目前國內已開始在避雷線上隔一定距離安裝水平側針來減少線路的雷電繞擊事故。其基本出發點是以期通過側針對雷電的吸引作用來減少雷擊導線的概率。不過從物理的角度出發，若側針過短，側針強烈的電暈產生的電荷“籠罩”在避雷線和側針附近，從避雷線產生的迎面先導受到抑制，不過導線上的迎面先導基本保持了不變，這變相的“增強”了導線上的迎面先導，反而引起了線路雷電繞擊概率的增大。所以，避雷線上安裝的水平側針必須要足夠的長，避免引起相反的作用。

（2）提高線路本體的耐雷水平

應加設線路絕緣瓷瓶，或根據地區特性調爬調距，從而提高線路的耐雷水平。但線路耐雷水平的提升必須與發變電站防雷工作相配合，不可隨意調整，一般情況下，35kV的線路增加三四片絕緣瓷瓶，110kV的線路增加七八片絕緣瓷瓶。如果在設計時未考慮絕緣瓷瓶的設置數量，在調爬調距時導線弧垂則可能發生變化，進而增加了調整弧垂的費用和相關工作人員的工作量。

（3）安裝接閃器

目前，新型的線路接閃器（比如星河綜合防雷系統）不斷出現，其結合了現有的防雷手段和經驗，基于反擊、繞擊和感應的不同機理，可有針對性地解決這幾種問題。基于雷擊對輸電線路桿塔的影響效果，建立了全線路、全方位、立體化的綜合防雷體系。綜合防雷體系全面總結了當前各種線路防雷設備的技術特點，創新性地研制開發了防直擊雷接閃器、納米磁阻流器等新產品，更全面、更科學地保護了輸電線路，大大提升了輸電線路雷電防護的可靠性。其中，電力輸電線路雷電接閃器、線路納米磁阻流器等具有可靠性高、維護簡單的特點，是線路防雷的新產品，豐富了綜合防雷體系的防護手段。大量的實驗改進有效增強了電力高壓傳輸通道的雷電防護能力，進而完善了現有的雷電防護設備。線路綜合防雷體系包括控制系統防雷體系、通信系統防雷體系、防直擊雷接閃器、納米磁阻流器、多級防浪涌避雷器。該體系具有以下四個特點：①最大限度地發揮了線路原有的避雷作用。雷電防護系統并未取代現有的雷電防護設備和裝置，而是完善了現有的雷電防護設備和裝置。②實現了系統融合。通過系統設計與優化配置，解決了新系統與既有防雷設備的系統融合問題。③不斷創新的防雷思想。用“場”和“波”的思維取代了原有輸電線路防雷電的“線”和“路”的思維。④全新的線路防雷整治系統帶來了全新的工程理念。該系統實現了“非接入，不在線”，即接閃器主要用于塔頂電位的降低，其架設于桿塔頂端，與輸電線路完全隔離，無需接入輸電線路，因此，不會對輸電線路造成任何影響，從而提升了帶電作業的效率；該系統可靠性高，免維護、檢測，大大減少了輸電線路維護人員的工作量，深受線路工作人員的歡迎；該系統設計靈活、組合模式多樣、性價比高、綜合成本低，且具有獨特的價格、價值優勢。

3.2 防污閃

（1）噴涂疏水性涂料（RTV）

RTV防污閃疏水涂料，是一類新型的疏水性涂料。此涂料可以用噴、刷等方法，覆涂在絕緣子的表面上，進而形成一種無色的透明膠膜，膠膜會覆蓋整個的絕緣子的表面，阻擋了瓷瓶與污穢接觸的可能。在污漬接觸到絕緣子的表面時，實際上首先接觸的是RTV防污涂層。涂層的特性實際上就變成了絕緣子的表面特性。因為RTV防污閃涂料的疏水性特點，所以在露珠或雨水接觸到涂層的表面時，就會自動的變為水珠滾落，或者一顆顆地散落在涂層的表面上，難以形成連續的膜，阻止了泄漏電流或者局部電弧的可能，這樣就可以大大地提升絕緣子的污閃電壓。此外，并在絕緣子1/3、2/3位置增加硅橡膠，以此增加爬距，可以更好的防止污閃發生。

圖1 增加絕緣子的爬距

（2）增加絕緣子片數

現在運行于線路中的大部分都是懸式絕緣子，全部更換高質量的是不可能的，成本過高。我們要根據實際情況進行狀態加強。根據我們多年的電力系統的運行很設計經驗，增長泄漏比距也是是防止污閃的可行措施。增加絕緣子片數可以增加爬電距離，提高泄漏比距，以達到加強主絕緣的目的。

我們根據實際情況進行狀態加強，首先要了解桿塔頭部尺寸。例如采用增加絕緣子片數的辦法，串長增加后，如果橫擔長度比較短，帶電體至塔身或電桿的距離將成為最小空氣問隙的控制條件；增大絕緣子片數還受塔型窗口和拉線控制；另外選擇硅橡膠合成絕緣子串時，因為重量較輕會增大風偏角；更換不同類型絕緣子時，空氣間隙及風偏角都會改變；在有些情況下，有人認為長棒型絕緣子不適用了懸垂串，因為其同等串長情況F的耐受電壓偏低，所要求的串長要增大，這也涉及到桿塔頭部尺寸的問題。在實際情況中，不能滿足水平檔距、垂直檔距、最大檔距同時達到最大值，僅憑主觀判斷是否可以進行狀態加強是不準確的，必須經過對塔頭尺寸的驗算，在條件允許的情況下進行狀態加強。

4 結語

本文對輸電線路雷電污閃做了簡要闡述，并用前人的實驗闡述了雷電污閃的原理，隨后給出了解決措施，在防雷的時候可以安裝避雷線、耦合地線、避雷針，提高線路本身的絕緣水平，安裝接閃器；防污閃時可以噴涂疏水性涂料（RTV）以及增加絕緣子片數。這樣可以使輸電線路雷電污閃發生的概率降到最低，減少跳閘對于國家和人民的損失。

[1]王華.輸變電設備污閃分析及預防措施[J].內蒙古科技與經濟，2014（11）：56～57.

[2]張紅黎.高壓輸變電設備污閃防范措施[J].山東電力技術，2015（6）：23～24.

[3]黃文武，文習山，胡廣生，等.人工污穢絕緣子工頻下疊加雷電沖擊的閃絡特性研究[J].高壓電器，2015，41（1）：24～28.

TM862

A

1004-7344（2016）31-0106-02

2016-10-17

牟廷剛（1968-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路管理等相關工作。