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架空輸電線路絕緣子的防污閃措施
污閃對電網(wǎng)安全運行的威脅越來越嚴重,因污閃而導(dǎo)致輸電線路故障及危害僅次于雷害事故。輸電線路絕緣子的正確選擇和使用,可保證絕緣子的安全穩(wěn)定運行,從而減少停電和線路的運行維護。為此,通過對輸電線路絕緣子污閃放電機理分析,根據(jù)影響線路絕緣子污閃的因素,提出了防止線路發(fā)生污穢閃絡(luò)措施,減少運行線路污穢閃絡(luò)事故。
一、污閃及機理
絕緣子在長期運行中,大氣中的塵埃微粒沉積到其表面形成污穢層,在干燥氣候時,污穢層電阻很大,絕緣性能不會降低,但在霧、露、小雨、雪等氣象條件下,污穢層中的電解質(zhì)濕潤后,使表面電導(dǎo)率增加,絕緣性能下降,而其中的灰分等保持水分,促進污穢層進一步受潮,從而溶解更多的電解質(zhì),造成絕緣子濕潤表面的閃絡(luò)放電,簡稱污閃。絕緣子污閃放電的顯著特點是閃絡(luò)電壓低,可能低到10kV及以下。標(biāo)準(zhǔn)絕緣子在干燥清潔狀態(tài)下每片的閃絡(luò)電壓平均為75kV,在潮濕狀態(tài)下也有45kV,污穢絕緣子的沿面放電過程與清潔表面完全不同,不再是一種單純的空氣間隙的擊穿現(xiàn)象,而是一種與電、熱、化學(xué)因素有關(guān)的污穢表面氣體電離、表面層發(fā)熱和烘干,以及局部電弧發(fā)生、發(fā)展的熱動力平衡過程。宏觀上可將污閃放電過程分為四個階段,即絕緣子表面的積污、污穢層的濕潤、形成干帶、局部放電的產(chǎn)生和發(fā)展并導(dǎo)致沿面閃絡(luò)。因此污閃的三要素是,絕緣子表面積污、污穢層濕潤和電壓作用。
二、原因分析:
(一)塵土污穢
由于風(fēng)吹或運輸車輛、農(nóng)業(yè)機械等使空氣中的塵土飛揚,逐漸落到絕緣子表面而形成污穢。塵土中并不含大量的導(dǎo)電物質(zhì),所以對線路的威脅并不顯著,如農(nóng)田使用大量化肥,增加了塵土中的導(dǎo)電物質(zhì),就容易引起絕緣子串污閃故障。
(二)鹽堿污穢
處于鹽堿地區(qū)的線路,由風(fēng)吹起含鹽粒的塵土,積淀在絕緣子上面而形成鹽堿污穢。鹽堿污穢對線路的危害較嚴重,特別是沙土或半沙土的鹽堿地區(qū),常因遇到塵土風(fēng)暴,從而形成嚴重的鹽堿污穢。
(三)海水污穢
線路靠近海岸附近,海浪沖擊海岸引起海水飛濺或海水微粒,受風(fēng)吹的作用,把他們吹向遠離海岸的地方,一旦落在絕緣子的上面,在干燥的氣象條件,水分蒸發(fā),微小顆粒的海鹽則沉積在絕緣子上面形成海水污穢。
(四)工業(yè)污穢
如火力發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、焦化廠、玻璃廠、冶金廠等工礦企業(yè)排出的煙塵和廢氣,飄散在空中,當(dāng)落在絕緣子串上面時就形成工業(yè)污穢。這些污穢物質(zhì)可能是液體、氣體或固體。
(五)鳥糞污穢
在多鳥的地區(qū),多發(fā)生在季節(jié)鳥成群集中的地區(qū),鳥群停留在橫擔(dān)上,鳥糞則落在絕緣子串上形成鳥糞污穢。
三、污閃故障防止措施
(一)、確定線路的污穢期和污穢等級
要正確了解線路通過地區(qū)的大氣污穢程度和污穢性質(zhì),正確劃分各地區(qū)的污穢區(qū),以便為防污閃工作提供可靠依據(jù);
(二)定期清掃絕緣子
在污穢季節(jié)來臨之前,逐基登桿清掃絕緣子。清掃方法,可用干布、濕布、蘸汽油的布(或浸肥皂水的布)將絕緣子擦干凈;也可帶電沖洗絕緣子。對污穢嚴重,不易在現(xiàn)場清掃的絕緣子,可以更換新的絕緣子,將舊的絕緣子帶回在工廠進行清洗。
(三)更換不良和零值絕緣子
對絕緣子串定期進行零值和不良絕緣子的測量,及時更換不良和零值絕緣子,使線路永遠保持能耐污閃的絕緣水平。
(四)增加絕緣子的單位泄露比距
絕緣子表面泄露電流越大,污閃越嚴重,而泄露電流的大小與絕緣子串的單位泄露比距成反比。因此,可以增加絕緣子片數(shù)或改為耐污染絕緣子來增加絕緣子的單位泄露比距。
(五)采用憎水性材料
憎水性材料是一種具有粘附性和拒水性油料。將它涂在絕緣子的表面,當(dāng)污穢物落在其上后,便被涂料包圍形成一個個獨立的細小微粒。因為這些污穢物的微粒外面包裹了一層拒水性涂料,故使里面的污穢物質(zhì)不易吸潮,即使吸潮后也是一個個孤立的微粒,而不能形成片狀水膜的導(dǎo)電通路,從而可以避免污閃發(fā)生。
(六)采用合成絕緣子
合成絕緣子是由環(huán)氧玻璃纖維棒制成芯棒和以硅橡膠為基本絕緣體構(gòu)成。環(huán)氧玻璃纖維棒抗張強度相當(dāng)高,硅橡膠絕緣傘裙具有良好的耐污閃性能,所以采用合成絕緣子是線路防污閃的有效措施。
(七)采用防污涂料
對污穢嚴重地區(qū)的絕緣子,必要時可采取定期在表面涂有機硅油等防污涂料,以增強其抗污能力。有條件時,也可采用半導(dǎo)體釉絕緣子;
(八)使用防污絕緣子
防污絕緣子主要是通過改變絕緣子的表面結(jié)構(gòu),并增加絕緣爬距來達到防污目的。防污絕緣子有在線路和母線上使用的防污吊瓶,在主變和開關(guān)上使用的防污套管,在刀閘上使用的防污絕緣支柱等等,將刀閘防污絕緣支柱和爬距增長器配合使用的效果更好。防污絕緣子的主要優(yōu)點就是使用方便,更換后不會增加工作量和維護量,
(九)裝設(shè)風(fēng)力清掃環(huán)
對于輸電線路的絕緣子,人工清掃、機械清掃費時費力,帶電水沖洗成本高。有些地方受地理條件限制不能進行機械清掃或帶水沖洗,為解決這一難題,我國的某些地區(qū)常使用風(fēng)力清掃環(huán)自動清掃絕緣子表面污垢。風(fēng)力清掃環(huán)采用輕質(zhì)的絕緣材料制成,其結(jié)構(gòu)是一個絕緣環(huán)上穿著若干個、按同一方向排列的風(fēng)力推動碗,組成風(fēng)力清掃環(huán)。使用時,將風(fēng)力清掃環(huán)套在絕緣子上,當(dāng)有風(fēng)吹動時,風(fēng)力清掃環(huán)就會轉(zhuǎn)動,風(fēng)力推動碗的邊沿就會不斷地刮去絕緣子表面的污垢,從而保證絕緣子表面永遠清潔,防止污閃事故發(fā)生。