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绝缘子的防污闪措施您知多少
  发布时间:2016/7/4   来源:乐清市文建电气有限公司   人气值:1854
电网污闪事故发生的频率上升,事故的后果严重,往往造成多条线路、多个变电所失电,甚至引起系统振荡,从而造成电网瓦解,引起大面积停电。华东电 网500kV输电线路自1987年6月投运以来多条线路发生污闪,1996年12月底,已投运的23条500kV线路中有11条发生闪络,跳闸72次,对 华东电网的安全运行构成严重威胁。2001年2月,辽宁、河北、河南等地发生大面积污闪事故,线路跳闸300多条次,18个变电站全部失电,在事故中辽宁 损失电量9.375GWh。

1、污闪及机理

绝缘子在长期运行中,大气中的尘埃微粒沉积到其表面形成污秽层,在干燥气候时,污秽层电阻很大,绝缘性能不会降低,但在雾、露、小雨、雪等气象条件下,污 秽层中的电解质湿润后,使表面电导率增加,绝缘性能下降,而其中的灰分等保持水分,促进污秽层进一步受潮,从而溶解更多的电解质,造成绝缘子湿润表面的闪 络放电,简称污闪。绝缘子污闪放电的显著特点是闪络电压低,可能低到10kV及以下。标准绝缘子在干燥清洁状态下每片的闪络电压平均为75kV,在潮湿状 态下也有45kV,污秽绝缘子的沿面放电过程与清洁表面完全不同,不再是一种单纯的空气间隙的击穿现象,而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电 离、表面层发热和烘干,以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。宏观上可将污闪放电过程分为四个阶段,即绝缘子表面的积污、污秽层的湿润、形成干带、局 部放电的产生和发展并导致沿面闪络。因此污闪的三要素是,绝缘子表面积污、污秽层湿润和电压作用。

2、污秽等级的确定

在国内采用的定量划分污级的参数中,测量盐密的方法使用历史最长,应用最普遍。 用蒸馏水清洗绝缘子瓷表面的污秽,然后测量清洗液的电导率,并以在相同水量、相同温度下,产生相同电导率的氯化钠(NaCl)作为该绝缘子的等值盐量,最 后除以被清洗的瓷表面,即: 盐密=盐量/被清洗绝缘子表面 我国标准上定义的盐密值是周期盐密值,其中500kV系统为3年自然积污盐密值,其余为1年自然积污盐密值。 大气质量指数由江苏省电力试验研究院首先提出,通过大气采样测定大气中总悬浮颗粒物的质量浓度,测定总悬浮颗粒物的等值含盐量,计算单位体积大气中总悬浮 颗粒物的等值含盐量。大气质量指数测定简便可靠,比等值盐密的测定更准确、更方便,减少人员的劳动强度。大气质量指数与等值附盐密度的比较见表1。可以通 过大气质量指数(x)来估算绝缘子代表盐密值(y),相关直线的回归方程为 y=-46.56+2.12x 根据盐密和大气质量指数确定污秽等级,绘制地区污秽图。华东地区线路和发电厂、变电所污秽等级标准。

3、绝缘子防污闪的基本措施

绝缘子的形状和安装方式影响积污量。空气流动速度和绝缘子外形,决定了绝缘子附近的气流特性。在不会形成涡流的光滑表面上积污量少,相反在容易形成涡流和 湍流以及使气流速度降低的部位有利于污秽的沉积,绝缘子的棱间凹槽处就容易积污,图1(b)所示为按空气动力学原理设计的伞裙,不易积污。适应于任何污秽 条件的绝缘子造型是不存在的,在同一地区不同形状的绝缘子积污量是不同的,形状较简单的、气体动力学特性较好的绝缘子积污量较少。目前常用的悬式绝缘子型 式有普通型、流线型(草帽型)、钟罩型和双伞型等。实践证明,我国通用的双伞性防污绝缘子因具有光滑而倾斜的群边,涡流区小,积污量较小;而钟罩型耐污绝 缘子积污较快,应用于空气潮湿多雾的南方地区,防污效果差。 绝缘子串可以有悬垂串绝缘子、水平串绝缘子和V形绝缘子三种不同的安装方式。其中悬垂串绝缘子串的积污最严重。水平串绝缘子上、下表面均能被雨水冲刷,其 自洁性最好。V形串绝缘子的受污程度介于悬垂串和水平串之间。 设计绝缘子的原则应该是适当增加爬电距离,兼顾自清洗作用的发挥,而且结构不能太复杂。在绝缘子的两个导电部分之间,沿绝缘材料表面的最短距离称为爬电距 离。多元件串接或迭接的绝缘子,其总爬电距离为各元件爬电距离之和。爬电比距,又称泄漏比距或爬距,为绝缘子总爬电距离除以电网额定线电压。

各污秽等级电力设备的爬电距离,按表3规定选择。例如,某地区由于工业发展较快,大气污染治理未及时跟上,大气质量指数从70提高到90,污秽等级从II 级提高到III级,原来110kV输电线路采用X-4.5绝缘子(爬电距离L为300mm),按爬电比距2.00设计,绝缘子串所需数为: n=Ueλ/L=110×2/30=7.3≈8 式中l——爬电比距(cm/kV); Ue——额定线电压(kV); n——绝缘子串所需片数; L——每片绝缘子的几何爬电距离(cm)。 污秽等级从II级提高到III级,爬电比距必须提高到2.5,则绝缘子串所需片数为: n=Ueλ/L=110×2.5/30=9.2≈10 全部线路每串绝缘子必须增加两片,才能满足防污闪要求。 线路清扫要花费大量的人力物力,江苏省目前线路的清扫基本上要求一年清扫一次,这样并不十分科学。合理的清扫方法应是根据线路的实际污秽程度进行,即改定 期清扫为状态清扫。为使清扫工作合理及时,可开展盐密监测或大气质量指数监测,以安排清扫工作。当绝缘子的盐密值与控制有较大裕度时,可延长清扫周期。应 用大气质量指数预测绝缘子积污的发展趋势,比数据测试更方便,数据来源更容易。 重污区的输变电设备绝缘子表面,可以涂覆防污闪涂料,提高绝缘子表面自洁能力,避免繁重的清扫工作,有效减少污闪事故。目前,应用较多的是常温固化硅橡胶防污闪涂料。