5.7电气设备绝缘防污闪措施.doc

绝缘子的种类及防污闪措施随着我国的迅速发展，电力事业也进展飞速，各种新型绝缘子面临于世，优缺点不一，对于我国这样幅员辽阔，地形多样，气候复杂的地理条件，不同绝缘子在不同地区的使用是受限的，特别是大气污染造成的输变电设备外绝缘污闪对电力系统造成了极其严重的危害，本文讨论绝缘子种类以及防污闪的一些措施。1绝缘子的性能与分析1.1瓷绝缘子在80年代以前，大部分的瓷质绝缘子为X-45/XP-7等，其特点是加工制作容易控制，取材方便，价格便宜，因而，在早期我国输电线路得到了广泛的应用。随着社会的发展，X-45、XP-7等类型绝缘子不断暴露出各种问题。如爬距小（290mm），110kv线路单串按7片计算，其爬距为2030mm，计算爬电比距为27.9mm/kv，排除各类因素的影响，最高污秽等级也只能达到B级，显然无法满足防污的要求，容易引起污闪；同时，瓷绝缘子在长期运行中，易受到机电联合荷载及环境的影响，会逐渐产生低值及零值绝缘子，而对运行中绝缘子的检测手段大多采用“火花间隙法”，其准确率较低。特别是对低值绝缘子无法进行有效地监控，往往使整条线路的绝缘水平下降。随着绝缘子制造厂家对瓷质绝缘子的设计和制作水平的提高，排除各类因素的影响，最高污秽能达到D级和E级的要求，防污能力大大提高。其耐雷水平也得到了提高，但也存在一个问题，目前带电作业工具不能进行取销，如需更换单片绝缘子，则需将整串绝缘子放至地面更换，增加了带电作业的工作量和劳动强度，不利于带电作业。瓷质绝缘子的使用寿命一般为30a左右。1.2钢化玻璃绝缘子玻璃绝缘子是70年代以后出现的新型绝缘子。由于其低值和零值自爆的特点，运行中不需要进行零值检测。自爆后在地面巡视中便能发现，不需登杆检查，大大减少了输电线路的维护工作量。由于玻璃绝缘子的面积大，所以爬距也大。玻璃绝缘子的稳定性很好，不会随着运行时间的增长、受机电和张力的影响而产生零值绝缘子。故对运行时间长的线路，玻璃绝缘子的耐雷水平远高于瓷质绝缘子。玻璃绝缘子的使用寿命一般为30至50年。钢化玻璃绝缘子更是显著地提高了玻璃绝缘子的机械强度和耐冷热急变的性能，故在雷击跳闸过程中，极少发生掉串现象，如经过雷击，出现零值，绝缘子出现自爆，容易查找故障点，此类绝缘子在多雷区、沿海区、湿热区应用广泛。1.3合成绝缘子合成绝缘子是一种新型的防污型绝缘子。其芯棒为引拔成型的玻璃纤维增强型环氧树脂棒，耐酸耐腐，伞套也是耐酸耐漏型，由高温硫化混炼硅橡胶形成的密封结构伞套，配备均压环，抑制泄露电流的产生。由于合成绝缘子具有良好的憎水性，因此其防污性能好，而且爬电距离也比较长。如：FXBW4-220/100型有机复合绝缘子的爬电距离为6300mm。最高污秽等级可达E级，使用寿命可达15a，复合绝缘子的伞裙比较脆弱，容易撕裂或破损，在安装及运行维护中应多加注意。2线路污闪原理2.1线路污闪原因 绝缘子的污闪由两个因素决定，一是大气污染造成的绝缘子表面积污；二是能使积聚污秽物质充分受潮的气象条件。在干燥气象条件下，表面脏污的绝缘子仍有很高的绝缘强度。但在大雾、凝露、毛毛雨等气象条件下，污层中的电解质成分会充分溶于水中，在绝缘子表面形成导电通络，使绝缘强度大大降低，在正常运行电压下就能导致绝缘子沿面闪络，即污闪。2.1.1形成污闪的机理介质表面有湿润的半导体污秽时，沿面放电不再是一种单纯的空气间隙的击穿现象，而是脏污表面气体电离和电弧发展，熄灭，重燃，发展的过程 下面以涂有污层的玻璃平板的污秽放电为例说明介质表面脏污时的沿面放电过程。如图（a）所示，污层刚受潮时，介质表面的电流和电压分布还比较均匀。污层中总会有不均匀的地方，受潮也有差别，其表面电阻就不相等，电阻大的地方发热多，污层干的快些，形成高电阻“干燥带”，这时电流变小，发热减少，干燥带又会慢慢受潮。干燥带电阻大，承受了几乎全部电压，如图（b）所示。当干燥带上场强超过一定数值，则此处将产生蓝红色线状辉光放电，电流也剧增，如图（c）所示。辉光放电具有上升的伏安特性，火花区仍承受一定的电压。同时放电火花很不稳定，左右跳动。放电使干区不断扩大，湿区减小，即与放电间隙串联的电阻减小，于是电流加大，引起热电离，使辉光放电转化为具有下降伏安特性的电弧放电。放电通道变细，呈明亮白色，电流密度变大，如图（d）所示。间隙中的局部电弧迅速烘干临近的湿润表面，电弧也向前迅速发展。当局部电弧伸展到一定长度以后，如果外施电压和电流不足以维持电弧燃烧，那么在交流电流过零时电弧将熄灭。经过一定时间，在邻近区域或者局部电弧曾经烘干而又湿润的区域将重新产生局部电弧。随着表面受潮程度的增加，半导体层的电阻减小，表面泄漏电流加大，局部电弧长度增加，局部电弧不断扩展，在合适条件下，电弧将接通两个电极，形成表面闪络。如图（e）所示。湿润脏污绝缘子表面放电电流图由于局部电弧的熄灭和重燃不断发生，因此湿润脏污表面的泄露电流是跃变的。随着表面受潮程度的增加，半导体层的电阻减小，表面泄漏电流增大，跃变周期缩短 3绝缘子的防污闪措施3.1合理设计线路及变电站的位置设计线路或变电站时，要远离污染源，或在污染源的上风侧，减少对绝缘子的污染；在重污染区的线路和变电站要加大绝缘子的爬电距离，提高防污闪能力。3.2做好盐密值测量、污秽区划分、清扫周期确定的工作认真做好盐密值的测量、污秽区的划分工作，并根据具体情况及时调整，合理确定清扫周期。3.3选择合适的清扫方法采取各种手段按清扫周期对绝缘子进行清扫。目前，主要有手工清扫、水冲洗、气吹、机械刷等方法、3.4绝缘部件上涂RTV涂料RTV涂料主要用于变电站电瓷设备上，也用于输电线路或玻璃绝缘子上，与合成绝缘子相同，RTV涂料优异的耐污闪性能源于硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移特性。合成绝缘子和RTV涂料的作用相辅相成，只需要在电瓷设备表面涂覆薄薄的一层就在该设备原有内外绝缘性能及机械性能的基础上大大加强了设备的耐污闪能力3.5采用合成绝缘子目前，采用合成绝缘子是防止污闪和雪闪的首选方法。由于硅橡胶制成的伞盘具有良好的憎水迁移性能，抗污闪能力强。合成绝缘子的临界闪络盐密值为0.6mg/cm，远大于一般瓷质绝缘子抗污闪能力。3.6变电站设备加装合成绝缘子伞裙这种方法是在有瓷质绝缘部件的设备上加装合成绝缘子伞裙，从