接触网绝缘子的脏污闪络与防治.doc

接触网绝缘子的脏污闪络与防治菱角山供电车间滦南检修队 杜世哲目 录摘要1第1章 绪论2 1.1 闪络的定义2 1.2 闪络试验3 1.3 绝缘子定义5 14 绝缘子的分类5第2章 绝缘子性能及运行分析 6 2. 1 绝缘子的性能 6 2.2 污闪原因分析8 2.3 积尘原因分析9第3章采取措施及建议113.1 增加绝缘子的泄露距离1132 采用复合绝缘子1133 定期进行绝缘子的清扫工作1134 加强对绝缘子的巡视工作1135 在施工安装、运输中保证可靠性1036 严把质量关12结 论 13参考文献 13 摘 要电气化铁路接触网最大的特点就是露天，绝缘子是受其影响最大的一个部分。接触网绝缘子污闪是电气化铁路的惯性痛害之一，污闪的发生与缘子爬电距离、绝缘子所处空间的污染程度及大气湿度有关，绝缘子积污程度受绝缘子型式、降雨及距污染源距离等影响。合理选择外绝缘的爬电比距，增加绝缘子清扫力度是防范绝缘污闪的重要措施。加强绝缘子的管理和采取防范措施是重中之重，是减少跳闸故障几率发生的重要条件。关键词：电气化铁路，脏污闪络，跳闸，绝缘子，露天 第一章 绪论绝缘子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。“污闪”是一个长期以来困扰输配电系统安全的问题，严重危害了接触网运行的稳定可靠性。在恶劣气象条件下(如：雾、露、毛毛雨等)，沿着潮湿的绝缘子表面会发生闪络，造成变电所断路器跳闸中断供电。 2012年2月中下旬,迁曹线各变电所跳闸次数频繁,全线各管段均有部分绝缘子闪络放电.在绝缘子的瓷釉表面上,轻者出现了不规则的线状烧痕;稍重者有不规则的带状或片状烧痕，导致线路不能送电,被迫退出运行,进行抢修。直接原因就是大雾引起的污闪放电。1.1闪络的定义 在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘. 沿绝缘体表面的放电叫闪络。而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。 沿面放电：沿绝缘子和空气的分界面上发生的放电现象 闪络：沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为闪络 沿面放电也是一种气体放电现象，沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电压都低 沿面放电与固体介质表面的电场分布有很大的关系，有三种典型情况 （1）固体介质处于均匀电场中，固、气体介质分界面平行于电力线。工程上很少遇到这种情况，但常会遇到介质处于稍不均匀电场中的情况，此时放电现象与均匀电场中的有很多相似之处。 （2）固体介质处于极不均匀电场中，且电场强度垂直于介质表面的分量（以下简称垂直分量）要比平行于表面的分量大得多。套管就属于这种情况。 （3）固体介质处于极不均匀电场中， 但在介质表面大部分地方（除紧靠电极的很小区域外）电场强度平行于介质表面的分量要比垂直分量大。支柱绝缘子就属于这种情况。1.2闪络试验对某一绝缘结构按规定的条件和方式施加电压直至在气体或液体电介质中沿绝缘表面发生贯通性放电的试验。闪络可能只引起电气强度的暂时丧失。在压缩空气、六氟化硫等气体和绝缘油中发生沿面放电时，如放电通道深入到固体绝缘内部，绝缘不再是自恢复性的。 闪络试验主要用于绝缘子产品在空气中进行的试验。按试验时绝缘子表面状况的不同可分为干、湿和污秽闪络试验三种；按施加电压性质的不同可分为直流、工频、操作冲击和雷电冲击闪络试验四种。1.3 绝缘子定义 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。1.4绝缘子的分类1.绝缘子通常分为可击穿型和不可击穿型。 2.按结构可分为柱式（支柱）绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。 3.按应用场合又分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。其中用于线路的可击穿型绝缘子有针式、蝶形、盘形悬式，不可击穿型有横担和棒形悬式。用于电站、电器的可击穿型绝缘子有针式支柱、空心支柱和套管，不可击穿型有棒形支柱和容器瓷套。 4.架空线路中所用绝缘子，常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。 5.现在常用的绝缘子有：陶瓷绝缘子，玻璃钢绝缘子，合成绝缘子，半导体绝缘子。第二章 绝缘子性能及运行分析2.1绝缘子的性能近年来，大量推广采用了钢化玻璃悬式绝缘子，这种绝缘子机械强度高（为瓷质绝缘子的23倍）、电气性能好（在冲击波作用下其平均击穿强度为瓷绝缘子的3.5倍）、使用寿命长、不易老化、维护方便，具有良好的自洁性，它的最大特点是“零值自破”，即当绝缘子失去绝缘性能或机械过负荷时，伞裙就会自动破裂脱落，容易发现，可及时进行更换。较为理想的新型绝缘子是复合式聚合绝缘子。这种绝缘子由两种聚合材料结合制成，一种材料提高机械强度，另一种材料提高绝缘性能，使复合式聚合绝缘子可以满足机械强度高、绝缘性能好、耐冲击、耐电弧重量较轻等的要求，这也是未来绝缘子发展的方向。 绝缘子雷击闪络情况分析在采用瓷、玻璃绝缘子的输电线路中, 雷击故障约占故障总数的50%左右;在全国有机合成绝缘子的故障统计中,雷击故障约占55%左右。雷击故障次数与雷电活动次数成正比,主要发生在雷电活动频繁的地区。运行情况表明:由于有机合成绝缘子上下端均压环间或接地端头与导线端均压环间的空气间隙偏小,等效于降低了其有效绝缘长度,而造成雷击闪络电压降低。一般来说,装有均压环的有机合成绝缘子, 空气间隙约减少1520cm或更多。有机合成绝缘子的雷击闪络大多可重合成功, 这是因为有机合成绝缘子属不击穿结构。 当放电在空气中发生时,不会对绝缘性能产生不可逆影响,属可恢复性绝缘;而瓷绝缘子在雷击放电时可能发生内击穿,严重时可能在强大的工频电弧电流作用下发生爆炸,这种情况属不可恢复性绝缘。另需说明的是:有机合成绝缘子的防污性能是源于其外绝缘材料的特性,防雷性能则与外绝缘材料无关,只与其两端间隙距离及电极开状有关,距离越大,电场越均匀,其雷击放电水平就越高。绝缘子鸟害闪络情况分析在绝缘子正上方的横担及金具上栖立飞鸟时,可能因鸟粪形成鸟害闪络。这种闪络通常是绝缘子表面爬电及空气放电的一种混合闪络。鸟粪短接部分空气间隙并降低绝缘子局部表面的外绝缘性能,造成绝缘子串的绝缘性能下降。鸟害闪络一般可从绝缘子表面的鸟粪残迹及地面的鸟粪痕迹来进行分析。?对鸟害闪络,可在绝缘子串正上方的横担上安装鸟刺,防止鸟粪直接落在伞裙的上方,也可在上端第一片装大裙绝缘子,防止鸟粪直接桥接绝缘子伞裙。在采用瓷、玻璃、有机合成绝缘子的线路中,鸟害引起的闪络均占有相当比例。在有机合成绝缘子的闪络故障统计中,鸟害造成的闪络仅低于雷击闪络,居第二位, 与瓷绝缘子、玻璃绝缘子串相比,由鸟害造成的合成绝缘子闪络率较高。 绝缘子防污性能及憎水性分析有机合成绝缘子具有污闪电压高的优点,在同样的爬距及污秽条件下,其污闪电压明显高于瓷绝缘子和玻璃绝缘子,原因是硅橡胶伞裙表面为低能面,它具有良好的憎水性,而且硅橡胶材料的憎水性还具有迁移性。通过迁移,到污秽层表面使其也具有了憎水性,污秽层表面的水分以小水珠的形式出现,难以形成连续的水膜,在持续电压的作用下不会像瓷、玻璃绝缘子那样形成集中而强烈的电弧,表面不易形成集中的放电通道,从而具有较高的污闪电压。另外,有机合成绝缘子杆径小,在同样的脏污条件下,其表面电阻比瓷、玻璃绝缘子要大。 运行经验表明:有机合成绝缘子耐污闪能力强并不等于不会污闪,造成污闪的原因是表面快速积污或积污过多造成憎水性难以迁移、气候环境等外因造成绝缘子憎水性减弱或暂时丧失、硅橡胶材料老化造成憎水性及污闪性能下降等。试验及运行中均已发现有机合成绝缘子在长期受潮后,如在连续雨雾的气候条件下,硅橡胶的表面憎水性能有程度不同的下降, 有的绝缘子甚至暂时丧失憎水性能,造成漏电增大,污闪性能明显降低,在外部连续雨、雾等潮湿条件消失后憎水性会逐渐恢复。2.2污闪原因分析1、绝缘子本身因素。绝缘子的泄露距离、绝缘子的爬距、结构等。现在使用的绝缘子一般为瓷质，每片中间带环形槽，这种绝缘子较容易在环形槽中形成积尘且较不容易清理，一旦大雾、雪等天气，其耐压水平就会降低，发生跳闸的几率就会增加。2、外在因素，绝缘子所处的环境及大气湿度。一是大气污染会造成绝缘子表面积尘，产生金属导电物质。二是湿度较大的场所、沿海地区，脏污的绝缘子在大雾、毛毛雨的天气下，绝缘强度会大大降低，容易产生闪络或击穿2.3积尘原因分析影响绝缘子积污的原因主要有：1、 绝缘子周围大气湿度。大秦线（柳村站场）、迁曹线（曹妃甸北、曹妃甸西、乐亭、唐海等）属于沿海地段，绝缘子经常处于多盐分且潮湿地段，表面积盐严重，较容易发生放电。2、 绝缘子所处环境的污染程度。大气污染造成绝缘子表面积污（如：钢厂，铁矿，焦化厂等粉尘较重的地方），使绝缘子表面金属物质增加，绝缘子表面金属物质会缩短放电距离，容易引起放电。3、 接触网结构是沿铁路上方架设，车辆运行中的煤尘，灰尘、内燃机车排放的废气都有可能沉积在绝缘子上。特别是在隧道内粉尘更不容易扩散，绝缘子积尘会更加严重。4、 污闪的季节性和时间性。多发生在秋末冬初和冬末初春季节，一般多发生在凌晨时段，是大雾形成的最佳时期，当太阳出来后，跳闸的几率相对较少。5、 经过长期的经验证明，降雨对绝缘子的积尘有显著的影响，夏季雨水较多，对绝缘子的冲刷，极大减少表面积尘。但当到冬季1-3月时，降水量明显减少，这时，绝缘子表面积尘较厚，也是发生污闪频率最高的季节。6、 绝缘子运输和安装时造成破损，使绝缘子的爬电距离不够第三章 采取措施及建议3.1增加绝缘子的泄露距离，较重污染地区采取双重绝缘。在绝缘子附盐密度较严重的地区，根据棒式绝缘污秽等级标准，采用爬电距离在1400cm-1600cm的绝缘子，悬式绝缘子可视情况增加1-2片。3.2在水泥厂、钢厂、焦化厂等粉尘严重的地区，可使用硅橡胶复合式绝缘子，以其表面防水性强、机械强度高、重量轻、减少维护等优点,已在供电系统中得到了广泛应用。在同样的条件下,其污闪事故率、跳闸率均为最低。这种绝缘子具有很强的抗污能力及抗污闪能力，其污闪电压是瓷质的2-3倍，便于清扫，发生故障后较容易查找，缩短故障停电延时。3.3定期进行绝缘子的清扫工作，制定清扫周期，一般地区一年清扫一次，污秽区每年清扫两次（雾季前进行一次）。特别严重的区域要适当增加清扫次数，并保证清扫的质量。3.4加强对绝缘子的巡视工作。首先观察瓷瓶外观有无裂痕，釉质面有无损伤。如果有就必须更换。如果没有，则是由于瓷瓶表面脏污导致的。停电后，擦拭干净。绝缘子表面放电后,闪络后会在绝缘子表面发生闪络的路径留下一条痕迹,一般很细,根据绝缘子材料不同,闪络的痕迹也不一样。3.5在施工安装、运输中保证可靠性。在运输过程中时刻注意对绝缘子的保护，外部加装保护措施，不得发生碰撞，避免瓷质绝缘子破损。在安装过程中也要格外小心，保持轻拿轻放，随时注意其外观，不得破损。发现损坏的绝缘子坚决不能上网运行，保证其运行状态。3.6严把质量关。购置绝缘子时一定要到正规厂家，检查包装箱是否破损、受潮、制造厂家、产品名称及型号是否与所订购产品一致，随产品提供的包装清单、产品合格证明书、安装使用说明书是否完整，检查支柱瓷绝缘子的例行试验结果是否合格，检查支柱瓷绝缘子的外观和铭牌是否缺少或损坏，支柱瓷绝缘子瓷裙是否完好。结 论绝缘