电力系统防污闪发明成果展示(作者赵树海-山西运城银海.ppt

电力系统防污闪发明成果展示,山西运城银海电器研究所,污闪,污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。防污闪的措施有很多，传统的方法是春秋两季的停电清扫，还有使用硅油、硅脂等涂料，带电水冲洗，机械清扫，加大外绝缘的爬电比距，使用防闪增爬裙，使用RTV防污闪涂料、硅橡胶产品等。然而种种防污闪措施都有缺陷，污闪事故不能杜绝。庆幸的是山西运城赵树海先生发明了“绝缘子风力清扫环”，弥补了防污闪措施的缺陷。,赵树海先生发明的“绝缘子风力清扫环”由一个绝缘环穿有多个、按一个方向排列的风力推动碗组成。,当有风吹动时，清扫环在绝缘子上旋转，刮去和扫除绝缘子表面上的污垢，从而保持了绝缘子的清洁，可大大减少污闪事故发生。,1、绝缘子风力清扫环原理及特性,QSH-25/60型绝缘子风力清扫环，经实际挂网六个月后对比观察，发现套清扫环的绝缘子表面都很干净。而未套清扫环的绝缘子，表面污秽比较严重。,经国家绝缘子避雷器质量监督检验中心依照国家标准GB/T4585.2-1991交流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法固体层法进行四级污秽度对比试验。不套清扫环的绝缘子污闪电压7.8kV，套上环清扫干净以后污压为11.8kV，提高4kV。,以110kV输电线路每串7片绝缘子为例,平均每片承受工频电压约9kV。未套环绝缘子，四级污闪电压是7.8kV。套有清扫环，上表面被清扫干净，污闪电压是11.8kV，大于9kV，这时如果空气湿度达到100%也不会闪络。相当于加3.5片绝缘子。,“清扫环”本身进行人工污秽闪络电压试验，结果污闪电压为40.9kV，而清扫环在绝缘子上表面承受的电压仅3kV左右，因此，清扫环本身不会闪络，对绝缘子没有影响。,“绝缘子风力清扫环”在取得试验成功的基础上，山西省运城供电分公司从2003年3月春检开始，在所有盘形悬式绝缘子的线路上投入使用。,2003年至今，清扫环在输电线路上运行情况良好，我们对山西平陆供电支公司曹川35kV线路使用清扫环情况进行了调研。,2、绝缘子风力清扫环的运行情况,平陆至曹川的35kV输电线路，位于中条山上“平陆不平沟三千”的黄土高原丘陵地带。海拔213米至305米。一年四季多风，尤其在春冬两季最为严重，常是风沙弥漫、灰尘飞扬。线路还经过1个炼铁厂、1个化肥厂、2个刚玉厂，共4个污染段，是平陆供电支公司的一条污闪事故多发线路。,套环之前过线杆损坏绝缘子,套环之后过线杆损坏绝缘子,套环后没有发生过污闪，防闪率达到了100%。使过线杆上绝缘子损坏数由77只降至0只，雷击损坏绝缘子由17只降至7只，降低了58.8%。至今清扫环和套环的绝缘子表面完好无损。,以这条线路为例，三年少更换绝缘子87只，费用减少4350元（按50元/只87只=4350元）。检查、更换污闪、雷击绝缘子时，人力、车辆费用投入减少9315元。由于事故停电及清扫抢修时间的减少，多供电量42.12万kWh，创企业经济效益约13.4万元。多供电量，创社会经济效益上百万元。风力清扫环的应用，提高了输电线路的供电可靠性。,3、经济效益和社会效益,3.1防止了过线杆上的污闪事故。套环后，绝缘子抗污闪能力增强50%。3.2能止冰闪事故。由于装环后绝缘子上表面比较干净，融雪时形成的冰柱中，含盐量大大降低，冰柱的绝缘程度高，很难发生过冰闪事故。3.3能防治鸟害事故。清扫环转动时，具有一定的惊鸟作用。减少了鸟粪污染和鸟害事故。有了鸟粪也会被清扫环刮除。3.4能减少雷击停电事故。使用清扫环后，每个绝缘子都有一个比较干净的绝缘隔离带，遭雷击后，阻止了污秽引起的工频电弧的建立，重合闸成功率高，因而有效地减少了由雷击导致的停电事故。3.5能大大拉长两次清扫绝缘子间隔的时间。套环后的绝缘子，能保持绝缘子上表面干净，可长时间不用清扫。3.6减少了不安全因素。由于污闪事故的减少，高空作业的次数及其所带来的不安全因素，也大大减少。3.7减少了绝缘子的损坏。由于污闪事故大大减少，绝缘子的损坏、更换量也大为减少。,4、使用绝缘子风力清扫环的有益效果,2006年初，风力清扫环在北京房山供电局投入使用，2006年春季，在北京特大沙尘爆时发挥了作用。2008年为确保奥运会圆满成功，大量安装使用。,2006年4月16日北京下了30万吨土。,2006年5月15日，清扫环在220千输电线路上投入试用，运行一个月后，2006年6月20日，对挂网试用情况进行对比拍照观察，效果十分显著，挂网前绝缘子表面积污严重，使用清扫环后绝缘子表面干净如初。,2007年5月14日，清扫环在500千伏超高压输电线路上投入使用。,绝缘子裂化（零值）会产发生局部放电现象，局部放电会产生紫外线，紫外线是不可见光，只有用专仪器才能看到，这张照片是用紫外线成像仪拍到的，裂化的绝缘子发出了紫外线。,5、功能拓展,这也是一张用紫外线成像仪拍的照片，裂化的绝缘子发出了紫外线，而紫外线成像仪非常昂贵，不能普及。,绝缘子风力清扫环已广泛应用于电网，经过赵树海先生进一步研究，开发出了能显示绝缘子故障的清扫环，拓展了产品功能。,清扫环在裂化的绝缘子上能发出可见光，用肉眼就可随时发现有故障的绝缘子，及时处理，可防止电网事故，从而不必购置专用仪器，节省费用，节省检测绝缘子的人力、物力。,没有紫外线清扫环不会发光。,由于清扫环中添加了荧光物质，在紫外线照射下清扫环发出了可见光，从而可以指示有故障的绝缘子，一举两得。,通过对有故障的绝缘子进行耐压试验，故障绝缘子串上的清扫环发出了可见光。,耐张绝缘子上可以采用上图安装方式，仅用来进行故障显示。清扫环如果受到雷击、强电弧、高温放电等，会变形、变色、脱落，如果发现这种现象，也说明这串绝缘子可能有故障（也起到了故障显示的作用），及时处理，防止事故发生。,绝缘子风力清扫环，在获得中国发明专利的基础上，又向世界43个国家提出了国际专利申请，其中美国、日本、俄罗斯、澳大利亚、韩国已授权。美国输电与配电世界杂志发表发了这一专利产品的信息后，引起了较大反响。目前，已有美国、加拿大，俄罗斯、澳大利亚、日本、英国、法国、德国、西班牙、爱尔兰、意大利等十多个发达国家索取了资料和样品，已出口部分国家。,6、绝缘子风力清扫环的发展动态,产品之二：QSH-10/X型绝缘子风力扫环（用于棒形绝缘子）,为了扩大清扫环的应用范围，赵树海先生又研制出适合棒形、支柱形绝缘子用的风力扫环，它可以用于变电站各类套管、铁路电力机车顶上绝缘子、铁路接触网腕臂棒式绝缘子、接触网负荷开关绝缘支柱、接触网避雷器、贯通、自闭、电源线路的棒式绝缘子及避雷器、各种户外变压器、互感器绝缘子等套管的风力清扫。,用于10kV套管示意,已用于35kV变电站瓷瓶,工人在110kV变电站安装风力清扫环,2012年5月11日，山西省运城供电分公司新绛柳泉110kV变电站发生污秽闪络放电现象，被迫全站停电，一个月前就已经发生过一次，当时就将瓷瓶擦了一遍，不到两个月又脏了，为彻底解决这一问题，运城供电公司公司安装了QSH-10/X型“绝缘子风力清扫环”。,110kV变电站安装现场,产品之三：风力自洁型复合绝缘子复合绝缘子表面光洁度比瓷质和钢化玻璃绝缘子低，更易吸附自然界的各种污秽，其盐密值比相同污区内的瓷质绝缘子高出23倍，污秽层较厚时，对硅橡胶小分子硅氧烷迁移造成一定的困难，使憎水性难以迁移至污层表面，其表面憎水性会呈现逐渐减弱甚至消失的现象，这就导致复合绝缘子外绝缘性能大大降低，污闪事故不断发生。因此，清扫是十分必要的，如果套有风力清扫环，可以最大限度地杜绝污闪事故发生。,两个月自然风力清扫效果,一年自然风力清扫效果,产品之四：风力自洁型瓷绝缘子,由于QSH-10/X型绝缘子风力扫环碗径小，可以用在双伞或多伞耐污盘形悬式绝缘子上。出厂时就套有清扫环的绝缘子称为：风力自洁型耐污盘形悬式绝缘子。,差异表(以XWP2-70、XP-70、FXBW-110系列绝缘子为例),绝缘子风力清扫环可有效防止污闪事故的发生，经济、实用、安装便捷、效果明显。随着它的推广应用，将会给电力工业带来巨大的经济效益和社会效益。,赵树海先生的其他几个发明,产品之五：荧光型绝缘子（已获国家专利）,荧光型绝缘子是在铁帽、钢脚与瓷件之间填充有荧光耐候中性密封胶，绝缘子零值时，放电产生的紫外线会透射或照射在荧光胶上发出可见光，在夜晚用肉眼就能发现故障的绝缘子,从而免除运行人员检测零值绝缘子的繁琐劳动。同时，因为有了耐候胶的密封，铁帽、钢脚与瓷件之间的水泥风化时间大大延长，提高了绝缘子寿命。,经实际试验在有零值绝缘子串中，荧光型绝缘子发出了可见光。,产品之六：荧光型防污闪涂料（已获国家发明专利）,上图为“荧光型防污闪涂料”与普通防污闪涂料的对比试验。1区未涂任何涂料，2区涂有普通防污闪涂料，3区涂有“荧光型防污闪涂料”。在紫外线照射下3区发出了可见光，也就是说，在夜晚用肉眼就能发现故障的绝缘子串，及时处理可防止事故发生。,1区未涂任何涂料，没有憎水性；2区涂有普通防污闪涂料、3区涂有荧光型防污闪涂料，都具有明显的憎水性。,绝缘子涂荧光型防污闪涂料后，零值绝缘子铁帽与钢角处放电产生了紫外线，照亮了涂层，指示了绝缘子故障。,荧光型防污闪涂料，获得了国家发明专利，将在电力工业发挥巨大作用，在防污闪的同时，还可监测瓷绝缘的好坏。,它将广泛应用于变电站瓷瓶防污闪和故障显示。,产品之七：荧光耐候中性密封胶,荧光耐候中性密封胶用于防止发电厂、变电站高压支柱瓷绝缘子断裂，瓷瓶与法兰为水泥胶装，冬天进水会冻裂瓷瓶，用本密封胶密封，可防止瓷瓶断裂事故，提高设备使用寿命，如果出现瓷裂放电，会产生紫外线，荧光胶会发光，在夜晚用肉眼就可发现故障，及时处理可防止事故发生。,密封胶用于变电站的瓷瓶与法兰的密封，可以减少瓷瓶断裂和法兰冻裂。如果出现放电，就能看见发光。,产品之八：变压器安全防护罩,最先进的配电变压器防护专利产品