淺析電力系統污穢絕緣及防污閃預防措施

邵志宏 陳勝強 馬廣俊

摘 要：在污閃、濕閃、冰閃、雷擊閃絡、操作沖擊閃絡等幾種放電中，對電力系統危害最大的是污閃，雖然雷擊閃絡占外絕緣閃絡次數最多，但污閃的損失卻是雷害的數倍。在設備發生污閃事故時，重合閘成功率很低，往往造成大面積停電;污閃中所伴隨的強力電弧還常導致電氣設備的損壞，使停電時間延長，隨著電網的發展，污穢條件下的電氣絕緣問題顯得更加突出。本文通過分析環境對電氣設備絕緣的影響，提出一些絕緣子防污閃方法和技術措施。

關鍵詞：霧霾 ;污閃;污穢絕緣子;方法; 技術措施

一、污閃及污閃的特點：

污閃是指電氣設備絕緣表面附著的污穢物，在潮濕條件下，其可溶物質逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電場作用下出現的強烈放電現象。絕緣子污閃放電最顯著的特點是：閃絡電壓低。以標準懸式絕緣子為例，單片的閃絡電壓：在潔凈干燥的條件下75kV;在潔凈淋雨狀態下45kV，在潮濕污穢的狀態下<10kV。

二、霧霾天氣對電氣設備外絕緣的影響

1、空氣濕度大且大氣層較為穩定時，大氣污染物大量聚集，易演變成災害性霧霾天氣。城市、工業區及其鄰近區域頻繁出現的霧霾，導致了輸變電設備外絕緣表面濕沉降的增加，表征霧霾臟污程度的霧水電導率，隨所在區域污穢等級的提高而增大。

2、形成霧霾時，其霧水電導率可持續數小時穩定在1000-2000uS/m范圍內，平均最大值可達2500uS/cm或更多;城郊霧水電導率可達數百至1000us/cm;遠離城市霧水電導率一般在100uS/cm以下。在霧霾的持續作用下，絕緣子表面污穢度逐漸增大。霧水電導率在（2000uS/cm）時持續6-10h后，絕緣子表面等值鹽密可增加0.03-0.04mg/cm2。若霧水為1000-2000μS/cm左右時，絕緣子的污閃電壓比清潔霧時下降17%-20%.

3、污穢度越重，霧水電導率對其污閃電壓的影響有減小趨勢。

4、高導電率鹽霧試驗表明，濃霧霾中工作電壓下線路發生的閃絡是絕緣子串嚴表面放電，而不是空氣間隔的擊穿。

5、“絕緣到位，留有裕度”的外絕緣配置應對霾和霧霾天氣是行之有效的。個別污閃事故的發生，表明防污閃工作仍存在薄弱環

三、絕緣子表面污穢的影響因素

工業、農業、交通運輸及生態環境等在空氣中產生大量的氣相、液相和固體污穢物質，不同地區空氣的污染有著不同的特點。絕緣子表面的污穢沉積與污染性質、污穢源距離、氣象氣候條件、地形、地貌以及絕緣子本身的造型結構等多種因素有關。絕緣子表面的積污過程主要取決于：

1）使塵埃微粒附著在絕緣子表面的力，如風力、重力和電場力，其中風力最重要。

2）污穢微粒與絕緣子表面的粘附力以及微粒之間的粘聚力。一般情況下，污穢微粒與瓷、玻璃，合成絕緣子表面的沾附力小于微粒之間室外沾聚力。因此潔凈絕緣子表面開始時污穢積聚較慢，后來逐漸加快。

3）空氣污染：彌漫在空氣中的污穢物日積月累地沉積在運行中的外絕緣表面上，形成污穢層，可溶性導電物質在濕潤溶解后，將使表面污穢層的電導急劇增大致使外絕緣的電氣強度顯著下降。

4）水分的凝結：

在一定條件下，水汽發生凝結而產生霧、露、霜、毛毛雨等是對污穢絕緣極為不利的氣象條件對絕緣子的電氣強度造成危害。

5）污穢的類型：沉積在外絕緣上的污穢類型可分為在工業生產過程中排出的氣相和固相污穢物包括化冶煉廠及火電廠的排煙，水泥廠、煤礦及礦場的粉塵，循環水冷卻塔或噴水池的酸化水霧等;以及自然條件下產生的污穢包括塵土污穢、鹽堿污穢，海鹽或海水污穢鳥糞污穢等。

6）覆冰積雪：絕緣子覆冰積雪也是一種污穢，當冰層或積雪層融化時，明顯提高絕緣子表面的電導，導致絕緣子在運行電生閃絡事故，這種閃絡事故稱為冰閃。

四、防污閃方法和技術措施

電壓、污穢、潮濕是產生污閃的三個必要條件，防止污穢閃絡就是在這三個方面采取措施，如增大爬電比距、減少表面積表面干區、使用新型絕緣子等，以此破壞污閃條件的形成，避免事故的發生，在污穢地區加強絕緣的防污閃主要方法和措施概括為：爬、掃、涂

1）調整爬電比距：根據污區圖上規定的爬電比距，調整該地區電氣設備的外絕緣的爬電距離的工作稱為調整爬距。由于工農業的發展，輸電線路的運行環境不斷發生變化，因此，應根據污區等級的變化及時和適當調整爬電距離。對于已建成的線路在調爬時，要校核增加絕緣子片數后線路的風偏造成的相間或相對地的距離，以及橫擔是否能承受絕緣子的重量。

對于已經建成的輸電線路，如果塔頭間隙不滿足增加絕緣子片數的要求，通常以用同樣高度的防污絕緣子調換普通絕緣子為宜：如果間隔距離符合要求，且增加1～3片普通型絕緣子或絕緣子串長增加20%-30%可滿足防污要求時，可采用增加普通型絕緣子的方式

2）選擇合適的絕緣型號：各種型號的絕緣子積污特性不同，環境污源性質也有很大差異，要使調爬達到最佳效果，就必須重視絕緣子型式的合理選擇。

3）絕緣子表面處理：瓷和玻璃絕緣子表面呈現的是親水性狀態，在污濕環境條件下，容易形成連續的水帶，污穢容易受潮濕潤，從而導致絕緣子表面容易形成泄漏電流通道。表面處理是在絕緣子表面覆涂特殊涂料，改變絕緣子表面的狀況，增加絕緣子表面的憎水性，使絕緣子表面在通電的情況下不易形成泄漏電流通道。表面處理表面處理是一種輔助方法種補救的措施，只有在增加爬電距離有困難的情況下才采用這種技術措施。也是一種防止絕緣子發生污閃的有效手段，在嚴重污穢區，具有非常重要的意義，效果也非常顯著，目前涂料主要有有機硅涂料（如硅油、硅脂）、地蠟、長效硅脂、室溫硫化硅橡膠、含氟涂料等。

4）及時進行失效涂層的復涂：復涂時要注意復涂在牢固、無污穢的底面上進行，復涂工藝可采取徹底清除殘留失效涂層后再復涂;也可在常規清掃后，在舊涂層上重涂，必要時可采用偶聯劑。清除失效涂層時，注意不得刮傷瓷件釉面，并禁止使用強氧化性物質，避免對瓷件和鋼帽造成損害。復涂前瓷表面應干燥，不得殘留清。

5）清掃：在防污技術措施中，比較簡單的方法就是將積聚在絕緣子表面的污穢污清除，恢復其原有的絕緣水平，這就是運行工作中經常采用的清掃。清掃可分為帶電清掃和停電清掃，帶電清掃又可分為帶電水沖洗、氣沖和電動刷等方式。清掃一般與電氣設備檢修同時進行，應在霧季初期（一般為10-11月）清掃1次，因為11月至次年1月雨量較少，積污量處在一年中的最高值，而且霧天較多，所以在這時進行清掃其防污閃效果最佳

6）在防污閃中應用復合絕緣子：復合絕緣子傘裙表面具有很好的憎水性，并且其憎水性具有遷移特性，在污濕環境中具有較高的污閃電壓，因此在防污閃技術中得到廣泛應用。

總之，無論采用那種防污閃技術措施，都要根據污染區及絕緣子的防污特性進行綜合考慮，結合本地區的實際情況，進行單一或多種綜合技術措施防止污閃事故的發生，加強薄弱設備環節的維護、改造，提高電氣設備的絕緣等級，加強電網的日常維護管理，能夠有效避免電網發生污閃事故。