潮州局500kV韓汕乙線污閃跳閘的分析和思考

盧煜

摘? 要：2019年11月24日，潮州500kV韓汕乙線N134塔發(fā)生2次污閃跳閘。結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，本次污閃跳閘的原因與當(dāng)年的長期干旱氣候、局部濕度增大以及線路附近污源點的變化密切相關(guān)。造成本次污閃跳閘的污穢類型為A類污穢，由于絕緣子類型為深棱型、且是直線塔，絕緣子的自清潔效果較差。本文總結(jié)了污閃的原因，同時對防污對策及后期研究工作進行了思考，提出了紫外無人機、噴涂PRTV等措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路;污穢閃絡(luò);高濕度;A類污穢;防治措施

0 污閃概況

2019年11月13-24日，廣東電網(wǎng)公司粵東地區(qū)500kV線路共發(fā)生7次污閃跳閘，這7次跳閘均重合成功，共涉及到4回線路。11月24日潮州500kV韓汕乙線N134塔發(fā)生2次跳閘，分別為A相、C相，發(fā)生跳閘的故障桿為直線塔，絕緣子采用LXHY-300玻璃絕緣子，絕緣子片數(shù)為25片，其絕緣配置符合南網(wǎng)最新版污區(qū)分布圖。對此，南方電網(wǎng)公司及下屬的廣東電網(wǎng)、各地市局均高度重視，組織人員開展技術(shù)督查，修編新版污區(qū)圖，落實防污工作，有效防止污閃跳閘再次發(fā)生。

1 造成絕緣子污穢閃絡(luò)的原因分析

普查廣東地區(qū)污閃事故的氣象要素發(fā)現(xiàn)累計30、40和60d的積污日期是發(fā)生污閃的前提條件，污閃前1-3d以下氣象要素為誘發(fā)條件：地面有輕霧、霧或濃霧，平均相對濕度高于80%，平均氣溫18-20℃，溫度在10-24℃之間。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，潮州局本次污閃也符合以上前提條件和誘發(fā)條件，同時也有其他原因。

1.1 氣象因素

2019年9月至11月10日，潮州部分市縣平均降雨量較常年同期偏少超80%。潮州達到了最高界別的特大氣象干旱程度，且潮州部分地區(qū)這一時期無降水。截止到11月12日，潮州市積污期高達70天。根據(jù)廣東電網(wǎng)的積污計算算法，電網(wǎng)的積污期指日降水小于10mm的連續(xù)累計日數(shù)[1]。受長期干旱少雨氣候影響，絕緣子表面污穢不斷累積，無法被沖刷，造成絕緣子積污較為嚴(yán)重。

1.2 跳閘時高濕度

據(jù)廣東省氣候中心記錄顯示，2019年11月23日夜間-24日，受海上偏東氣流、高空槽和24日起逐漸南下的中等強度冷空氣共同影響，粵東地區(qū)有一次小到中雨降水過程，導(dǎo)致局部地區(qū)濕度高。距離500kV韓汕乙線N134塔最近的汕頭氣象站測得，線路跳閘時該區(qū)域的濕度達到99%。結(jié)合運維班組開展故障巡視的現(xiàn)場照片，可以發(fā)現(xiàn)500kV韓汕乙線N110-N140段區(qū)域有大霧籠罩，能見度低。并且N134塔海拔380米，整基桿塔更是云霧繚繞，如圖1所示。

1.3 污穢及污源因素

2021年12月19日，現(xiàn)場檢查500kV韓汕甲線 N134桿塔更換下來的絕緣子（放置在現(xiàn)場塔基處），發(fā)現(xiàn)玻璃絕緣子內(nèi)表面積污嚴(yán)重，并且污穢與玻璃絕緣子粘結(jié)緊密，極難清除，如圖2所示。N134塔屬于直線塔，絕緣子下表面基本無法靠自然雨水沖刷而自清潔，另一方面采用了深棱的鐘罩型玻璃絕緣子，綜合導(dǎo)致了線路絕緣子積污嚴(yán)重。

經(jīng)調(diào)查，500kV韓汕乙線污閃跳閘故障塔N134位于潮州、汕頭、揭陽三市交界。故障桿塔3km范圍內(nèi)新增垃圾焚燒發(fā)電廠等工業(yè)污染源多處。其中，較大的污染源有五個，如表1所示。

據(jù)調(diào)查，潮州深能環(huán)保有限公司設(shè)計規(guī)模為日處理生活垃圾1200噸，建設(shè)3條處理能力為400噸/日的垃圾焚燒處理生產(chǎn)線。汕頭雷打石環(huán)保電廠，建設(shè)規(guī)模為日處理生活垃圾1200噸，其中包括2臺日處理600噸的機械爐排焚燒爐，2臺15MW發(fā)電機組以及相關(guān)配套設(shè)施。垃圾焚燒排放的廢氣主要來自于焚燒過程所產(chǎn)生的煙氣，其主要污染物為粉塵、氯化氫（HCl）、二氧化硫（SO2）、 氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、有機污染物、二噁英及重金屬等。

除垃圾焚燒以外，在500kV韓汕乙線N134塔5kM范圍內(nèi)，有兩處大型項目的土建工程正在工，東山湖現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園及潮安特色產(chǎn)業(yè)分園項目開發(fā)總面積約6100畝，如圖3所示。

1.4 污穢度測試情況

500kV韓汕乙線于2009年10月14日投運，建設(shè)時N134塔所處污區(qū)為c級，絕緣子爬距按照c級上限配置，絕緣子型號為LXHY-300（爬距550mm，結(jié)構(gòu)高度195mm），配置25片，統(tǒng)一爬電比距38.9mm/kV（考慮了爬距有效系數(shù)K取0.9），滿足絕緣配置的要求[2]。查閱2018版污區(qū)圖，故障桿塔N134所處污區(qū)等級為c級。

將500kV韓汕甲線N134塔更換下、位于塔基周圍玻璃絕緣子下表面積污嚴(yán)重處的污穢取樣[3]，送至電科院進行測試，結(jié)果如表2所示。測試結(jié)果表明，500kV韓汕乙線N134塔測試數(shù)據(jù)對應(yīng)污穢等級分別達到了d級、e級，超出其所在的污區(qū)等級c級。

國標(biāo)[4]把電力系統(tǒng)污穢分為A類污穢和B類污穢。A類污穢即沉積在絕緣子表面上的有不溶成分的固體污穢，A類污穢常見于內(nèi)陸地區(qū)、荒漠地區(qū)或工業(yè)污穢地區(qū)。B類污穢為可溶性的鹽霧。由此可見，500kV韓汕乙線N134塔所處的區(qū)域?qū)儆诠I(yè)型環(huán)境，污穢主要成分為A類污穢。

1.5 運維因素

現(xiàn)場停電清掃工作實施困難。絕緣子清掃是線路維護的一個重要方面。但由于輸電線路通常量多面廣，在申請停電以及實施清掃方面難以及時實施。以500kV韓汕甲乙線為例，該線路為關(guān)鍵重要線路，在申請停電方面通常較為困難。而清掃方面，全線有151基塔，1032串（28368片）玻璃絕緣子，清掃勞動強度大，按目前的人力、物力配置，掃質(zhì)量和數(shù)量難以得到保證。桿塔所處的地理環(huán)境又進一步加大了清掃實施難度，例如500kV韓汕乙線N134塔，清掃人員從下車點到塔位需要走近三小時的山路，大大增加清掃的時間成本，難以在有限時間內(nèi)保證清掃的質(zhì)量。然而，線路設(shè)計階段污區(qū)等級的劃分及防污絕緣配置是按一年一次清掃的前提來配置的，如果污穢清掃沒有落實，而絕緣配置又沒有增加裕度，相當(dāng)于減弱了電網(wǎng)抗污閃的能力。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，依靠清掃來維持電網(wǎng)防污閃能力已不足，較為合適的辦法是增加絕緣裕度或引用防污閃性能好且自潔性能好的絕緣子。且應(yīng)減少使用防污型（深棱型）、鐘罩型玻璃絕緣子，這種類型絕緣子本身自潔性能差。

傳統(tǒng)巡視手段難以滿足特殊情況下的防污巡視工作。對于線路防污工作，按照運維策略開展特巡夜巡工作也是極為重要。污閃發(fā)生前，潮州局運維單位按照省公司防污閃特巡工作要求，于2019年11月14日開始對500kV韓汕甲、乙線進行防污閃特巡工作，且在19日至22日對500kV韓汕甲、乙線N80-N120段進行夜間巡視及測溫，特巡和夜巡中均未發(fā)現(xiàn)絕緣子閃絡(luò)或發(fā)熱等異常情況。由于N120-N135段處于山頂，24日前未有開展夜巡測溫，原計劃于25日起按省公司預(yù)警繼續(xù)對N121-N148段進行特巡。之所以未能全線開展巡視，一方面是線路長度大、桿塔夜間到位難度大導(dǎo)致巡視時間耗時較長，另一方面是運維人員缺乏防污方面的運維經(jīng)驗，對于現(xiàn)場環(huán)境的變化未能及時開展動態(tài)評價，進行有效的差異化運維。再者是缺乏有效的巡視手段及設(shè)備，在當(dāng)時僅能依靠傳統(tǒng)的人巡結(jié)合手持式紅外測溫。多方面原因造成未能及時發(fā)現(xiàn)絕緣子的爬電缺陷。

在2019年11月汕頭、潮州相繼出現(xiàn)污閃跳閘之前，廣東電網(wǎng)已近14年未出現(xiàn)污閃跳閘，追溯上一次大面積污閃事件是發(fā)生在2005年[5]。這在一定程度上滋生了麻痹大意的思想，特別是長期無事故的地區(qū)，容易放松管理，忽視防污工作。以上是導(dǎo)致污閃發(fā)生的主觀原因。

2 防污閃的對策措施思考

為了有效應(yīng)對上述原因?qū)е碌奈坶W調(diào)整，在此對以下幾種對策及措施進行探討：

2.1 絕緣子清掃難度大

目前清掃仍是比較普遍的防污措施，但是如前面所述，清掃需要耗費較大的人力物力，且清掃的質(zhì)量較難把控，有些施工隊為了投機取巧，對于到位困難的桿塔漏掉不掃，這在運維過程也遇到過。并且目前清掃還是以停電清掃為主，因區(qū)域斷面等影響，某些線路停電申請難以通過。并且?guī)щ娗鍜邔υO(shè)備要求高、操作難度大，帶電水沖洗又局限于平原及交通方便地區(qū)，500kV的帶電水沖洗的工藝尚不成熟，無法普遍應(yīng)用。

2.2 使用復(fù)合絕緣子

復(fù)合絕緣子已在多次的污閃事件中證明其耐污能力強于其他類型的絕緣子。在污穢較重的區(qū)域積極采用復(fù)合絕緣子，在需調(diào)爬而因桿塔間隙限制已無法增加爬距的線路改用復(fù)合絕緣子。特別是d、e級污區(qū)，懸垂串采用復(fù)合絕緣子，在需調(diào)爬而因桿塔間隙限制已無法增加爬距的線路一律改用復(fù)合絕緣子。但復(fù)合絕緣子采用有機材料制備，存在老化斷裂問題。為了提前發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子的發(fā)熱缺陷，需要在運維方面也應(yīng)加強紅外測溫，這增大了現(xiàn)場運維的工作量。

2.3 玻璃絕緣子的選型

在選用玻璃絕緣子時，應(yīng)盡量采用外傘型玻璃絕緣子，此類玻璃絕緣子自潔能力較強，污穢易被風(fēng)雨沖刷。并且相對于防污型（深棱型）、鐘罩型玻璃絕緣子，在人工清掃時方便清掃下表面污穢，清掃死角更小。但是外傘型絕緣子的單片爬距較小，更換時應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)高度、片數(shù)及桿塔橫擔(dān)間隙是否滿足安裝要求。

2.4 玻璃絕緣子噴涂PRTV

對玻璃絕緣子進行噴涂PRTV，也是500kV韓汕甲、乙線采用的主要防污調(diào)爬措施。噴涂PRTV兼具了復(fù)合絕緣子及玻璃絕緣子的優(yōu)點，具有復(fù)合材料良好憎水性能、又有玻璃絕緣子良好的機械性能。但是噴涂PRTV之后，涂層的憎水性能能維持多長時間，涂層老化的速率目前也難以掌握，缺少較為有效的檢測手段。且噴涂過后無法進行清掃，達到積污期時也會增加運行壓力。按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，壽命須達15年，但是實際運行情況與運行環(huán)境密切相關(guān)，在高溫高濕等地區(qū)運行3-5年即出現(xiàn)起皮老化現(xiàn)象。對于老化的PRTV涂料，應(yīng)清除表面涂料后重新復(fù)涂，或直接更換，后期施工難度及經(jīng)濟性也須考慮。

2.5 建議采用紫外測試儀開展巡視

在運維過程中發(fā)現(xiàn)，紫外測試儀相比于紅外成像儀，操作更簡便，更能直觀有效反應(yīng)絕緣子的爬電、電暈跡象。目前運維反饋使用效果較好，測試結(jié)果明顯優(yōu)于紅外檢測及肉眼觀測。方便提前對存在爬電缺陷的絕緣子進行排查。

3 防污工作相關(guān)課題研究思考

在線監(jiān)測方面的研究。目前絕緣子污穢在線監(jiān)測的手段有可見光監(jiān)測及泄露電流監(jiān)測等，但目前使用的準(zhǔn)確率不高，或可從污穢導(dǎo)電率及濕度監(jiān)測方面研究，或帶紫外成像的在線監(jiān)測設(shè)備。

新型巡視裝備的研究。目前僅有無人機搭載紅外成像儀的設(shè)備，因紫外成像儀應(yīng)用較晚，目前手持式紫外成像儀攜帶登山不方便，設(shè)備集成度不夠，尚可改進，包括研發(fā)搭載紫外成像鏡頭的無人機。

新型絕緣材料的研究。通過改進復(fù)合絕緣子的材料性能，以提高老化性能和憎水性能;研究改進絕緣子表面材料及結(jié)構(gòu)造型以提高自潔性和防污閃性;研究新型防污涂料以提高其長效性。

復(fù)合絕緣子的可靠性提升。研究機械性能更好的復(fù)合絕緣子，包括改進復(fù)合絕緣子芯棒及外護套的成分，提高抗老化性能及機械性能。改進施工工藝，提高密封性及質(zhì)量可靠性。

4 結(jié)語

潮州局500kV韓汕乙線污閃跳閘的原因與當(dāng)年的長期干旱氣候、局部濕度增大以及線路附近污源點的變化密切相關(guān)。同時運維單位麻痹大意也是導(dǎo)致此次污閃的主觀原因。為防止污閃的再次發(fā)生，應(yīng)在設(shè)備運行中應(yīng)及時對線路進行排查，對不滿足新規(guī)要求或新版污區(qū)圖等級劃分的，要及時調(diào)爬，盡量按高一級污區(qū)等級配置或按本級的上限配置，有針對性開展防污夜巡特巡，積極采用紫外測試儀、無人機紅外測溫及安裝在線監(jiān)測裝置等技術(shù)手段實現(xiàn)減負(fù)增效。同時應(yīng)按照實際需求對絕緣子進行改造，噴涂PRTV等措施來增加抗污能力。

參考文獻：

[1]劉平原， 羅森波， 鄭曉光， 等. 廣東電網(wǎng)防污閃氣象預(yù)警研究 [J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)， 2008， 2（5）： 67-70.

[2]廣東電網(wǎng)公司輸電線路懸式絕緣子選型導(dǎo)則 [S]. 2016.

[3]廣東電網(wǎng)公司絕緣子污穢度測量實施細(xì)則 [S]. 2010.

[4]GB/T 26218.1-2010 污染條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸. 第1部分. 定義， 信息和通用原則 [S]. 2010.

[5]樊靈孟， 劉平原， 鄭曉光， 等. 廣東電網(wǎng)污閃原因分析和防污對策 [J]. 電瓷避雷器， 2006， 2（2）： 1-6.