输变电设备污闪原因及对策

输变电设备污闪原因及对策输变电设备污闪原因及对策 1 大面积污闪事故的主要特点和原因大面积污闪事故的主要特点和原因 自 20 世纪 90 年代以来 东北 西北 华北 华中 华东 和华南都相继发生过大面积污闪事故 其主要特点和原因可归 纳为部分线路绝缘配置偏低 天气恶劣 大环境污染降低了外 绝缘强度 清扫质量不高 不同时间和地点发生污闪的设备也 有很大差别 如 1990 年华北大面积污闪事故 输电线路主要发 生在悬垂串上 变电设备故障多发生在母线 隔离开关 阻波 器等支柱绝缘子上 或未涂 rtv 和未安装增爬裙或未及时进行 水冲洗的设备上 2001 年大面积污闪事故中辽沈地区主要集中 在 i 级污区 华北 河南主要分布在 级污区 京津唐 河北 河南和辽宁电网凡全线使用复合绝缘子的线路几乎都没 有发生污闪 线路污闪与 1990 年华北大面积污闪比较耐张串较 多 变电设备的污闪主要发生在支柱绝缘子上 占闪络总数的 78 0 特别是重污区双联支柱绝缘子 2 问题的提出问题的提出 2 1 清扫的局限性 随着城乡电网建设和改造 三峡工程 西电东送以及全国 跨地域电网的建设 必须正视这样的事实 对目前运行线路每 年进行清扫越来越困难 对于穿越山区线路 特别是 500 kv 线 路更是如此 问题是现行标准 gb t 16434 1996 jb t 5895 1991 和 gb 5582 1993 对污秽等级的划分和外绝缘选择皆是建立 在清扫的基础上 虽然清扫是绝缘子串恢复绝缘强度最有效的 防污闪措施 但是客观事实要求不应再将污绝缘设计建立在清 扫的基础上 尤其是新建或待建的工程 2 2 原污区分布图存在的问题 现行污区分布图中划分污级的盐密是指由普通悬式绝缘子 xp 70 x 4 5 及 xp 160 型所组成的悬垂串上的测得值 我国现运 行线路已使用了玻璃绝缘子约 4500 万只 其中 南京国产线生 产了 900 万片 复合绝缘子约 400 万支 不同材质和型式的绝 缘子自然积污特性与 xp 70 和 xp 160 不同 串型结构不同其积 污特性也不同 且无系统的研究 这显然会对污级的确定产生 较大偏差 另外 所测的盐密值大多是运行 1 年的最大盐密 以上问题可能会导致实际绝缘配置往往不到位 在今后的防污 管理工作中 必须从根本上调整盐密测量和污秽等级的划分方 法 重新制定污区分布图的绘制原则 2 3 污闪的主要原因 现今使用的绝缘子污耐压基础数据是从短串的污秽试验得 到的 由于人工污秽电压闪络梯度与绝缘子串长呈不严格的线 性关系 因此 以污耐压法进行污秽设计时 由短串结果推算 至长串会带来很大偏差 长串试验结果表明 单片污耐压值低 于由短串所确定值的 40 不同型式瓷 玻璃绝缘子的耐污秽 特性并不随爬电距离的增加而成线性改善 对伞型不佳的绝缘 子 虽爬电距离增加较大 但污耐压并未明显提高 有的反而 降低 虽然爬电距离增加较大 但局部爬电距离在污秽和受潮 2 个条件作用下易被空气间隙放电短路 这充分说明爬电距离的 有效性对污耐压的影响很大 gb t 16434 1996 附录 d 和 jb t5895 1991 第 6 条皆明确指出 在利用爬电比距法来进行污秽绝缘设计时一定要考虑爬电距离 有效系数 国内至今尚未系统研究爬电距离的有效性 以上这 些原因无疑会导致污秽绝缘配置偏低或裕度偏小 3 解决污闪问题的思路解决污闪问题的思路 解决污闪问题主要是重新认识污秽绝缘设计 3 1 按爬电比距确定绝缘子串片数所存在的问题 目前 各国均按污秽水平划分污级 并规定各污级对应的 爬电比距 仅前苏联和我国按爬电比距的方法确定绝缘子串片 数 前苏联与我国的设计又不同 不仅系统地考虑了爬电比距 有效系数 一般取 1 1 1 2 还规定了不同污秽等级下 50 人工 污秽耐受电压值 即 220 kv 及以下电压等级为对应额定电压值 330 kv 和 500 kv 分别规定为 315 kv 和 410 kv 仅按 gb t16434 1996 来进行外绝缘设计 与前苏联相比无疑偏低 3 2 按污耐压确定绝缘子串片数所存在的问题 美国 日本和我国武汉高压研究所等主要是以污耐压进行 外绝缘设计 污耐压皆以长串真型试验来确定 不同国家污秽 绝缘设计原则相同 仅是设计参数取值不同 见表 1 由文献 1 知 绝缘子串片数 n 为污秽设计目标电压值 u max 与单片绝缘子 最大耐受电压 umax 的比值 而单片绝缘子最大耐受电压 umax 是 k 的函数 k 越大 umax 越小 n 越小 反之 n 越大 k 取定值后 按系统重要性考虑的修正系数 k1 越大 n 越 大 即绝缘子串的污秽裕度越大 值一般由 50 人工污秽耐 受电压试验确定 由表 1 可知 不同国家污秽绝缘设计参数取 值不同 值不同主要是由不同污秽试验室等价性造成 而 k 值主要由线路设计闪络概率户值确定 若单串闪络概率户取值 偏高 无疑 k 偏低 umax 偏高 若 k1 取值偏低 则 u max 偏 低 若 p 和 k1 值同时偏低 则 n 偏低 而我国 p k1 取值相对 前苏联 美国和日本而言皆偏低 可见 n 值较小 绝缘子串的 绝缘配置偏低 或者说裕度偏小 随着大环境的污染 若污秽 等级从 i 级 0 025 mg 平方厘米 发展到 级 0 1 mg 平方厘米 不同型式绝缘子的 umax 值下降幅度可达 32 2 44 0 xp 160 型绝缘子长串真型试验结果表明 i 级 0 03 mg 平方厘米 umax 值 11 81 kv 相对于 级 0 1 mg 平方厘米 umax 值 8 36 kv 下降幅度为 29 2 无疑绝缘子串片数相应会增加 31 1 22 7 或 34 2 受杆塔高度限制 必然无法调爬 应在设计 基建时将裕度留给运行部门 3 3 推荐污秽绝缘设计方案 3 3 1 爬电比距法 建议对单片绝缘子的爬电距离进行爬电比距有效系数修正 规定不同电压等级下的污耐压水平 3 3 2 污耐压法 建议修订 gb t16434 1996 时增加单绝缘子串的闪络概率 户 户取值 0 0135 k 值取 3 输电线路绝缘子污秽设计时口 值取为 7 或由试验数据确定 污秽设计目标电压值 u max 按 系统的重要性考虑的修正系数 k1 取 1 10 1 3 对重要输电线 路 k1 取 1 6 对核电站出线等重要线路 k1 取 1 732 对不同电 压等级输电线路应规定绝缘子串最少片数 如 500 kv 输电线路 推荐悬垂串最少片数为 30 32 片 4 解决污闪的