輸電線路重污區(qū)防污閃措施和效果

陳美權(quán)，王長征，王世祥

馬鞍山供電公司輸電中心，安徽馬鞍山，243000

安徽省馬鞍山市是一座以鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)鏈為主的城市，一些工業(yè)區(qū)廠礦以及馬鋼鋼渣和灰渣處理區(qū)造成局部大氣環(huán)境污染嚴(yán)重，空氣中漂浮大量的含硫和金屬顆粒塵埃，這些塵埃由于含硫和金屬導(dǎo)電顆粒，粘性較強(qiáng)，集附在絕緣子上不能自然脫落(風(fēng)吹、雨水沖刷)，在較短時間內(nèi)就能集附到危急線路安全運(yùn)行的厚度，對電網(wǎng)安全構(gòu)成重大威脅。近年來，馬鞍山供電公司在線路防污閃方面做了大量的工作，在重污區(qū)采取了選點(diǎn)取樣監(jiān)測、縮短調(diào)爬周期、將合成和玻璃絕緣子更換為雙傘防污瓷絕緣子、在絕緣子上噴涂RTV涂料、清掃等一系列措施，有效地防治了污閃事故。

1 絕緣子發(fā)生污閃的機(jī)理

附有污穢的絕緣子受潮，含在污穢層中的可溶性物質(zhì)逐漸溶解于水，成為電解質(zhì)，在絕緣子表面形成一層薄薄的導(dǎo)電液膜，這層液膜的導(dǎo)電率取決于污穢物質(zhì)的化學(xué)成分和潤濕的程度。在電場力的作用下，污層流過的泄露電流產(chǎn)生熱量，使水分蒸發(fā)，在電流密度較大的部位形成干燥帶。當(dāng)干燥帶部位場強(qiáng)超過一定數(shù)值時，產(chǎn)生輝光放電，使干燥帶擴(kuò)大。如果污穢嚴(yán)重或絕緣子的爬距較小，局部電弧迅速向?qū)Ψ诫姌O發(fā)展，直至貫穿兩極，導(dǎo)致閃絡(luò)事故的發(fā)生。因此，污穢的性質(zhì)和污穢的程度、絕緣子表面濕潤的方式、泄漏比距的大小是絕緣子產(chǎn)生污閃事故的關(guān)鍵因素[1-2]。

2 輸電線路絕緣子所處運(yùn)行環(huán)境的污閃事故分析

由于部分線路在重污區(qū)長期運(yùn)行，絕緣子積污嚴(yán)重，在空氣濕度大的時間段里，多次發(fā)生玻璃絕緣子因污穢受潮放電造成絕緣子集中自爆，合成絕緣子發(fā)生放電擊穿、傘裙電腐蝕開裂等故障。

近年來，馬鞍山市絕緣子故障已發(fā)生4起，均與污穢受潮放電有關(guān)。

(1)2006年12月25日22點(diǎn)50分許，220 kV西劉2831線路故障跳閘，重合不成功。故障時為大霧天氣，能見度小于20 m。該處線路配置對應(yīng)污區(qū)為Ⅲ級，其外絕緣配置未按照污區(qū)環(huán)境變化而及時更新采取必要的防范措施。

(2)2008年6月17日17點(diǎn)27分47秒，220 kV當(dāng)恒4836線路C相跳閘，重合成功；17點(diǎn)38分21秒，當(dāng)恒4836線C相再次跳閘，重合成功。故障時為小雨天氣，巡視發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生在線路處于馬鋼廠區(qū)的79#塔處，事故原因?yàn)榫€路下有大型自卸車傾倒高溫?zé)掍摶以?，與地面積水接觸后產(chǎn)生大量含金屬顆粒的水蒸汽，形成巨大的熱灰球，將本已積污嚴(yán)重的絕緣子串包圍。

(3)2010年6月，在登桿檢查中發(fā)現(xiàn)220 kV上恒4815/4816線路處于馬鋼廠區(qū)6#塔合成絕緣子傘裙部分被擊穿燒壞，進(jìn)行了及時更換未引起線路跳閘事故，該塔合成絕緣子運(yùn)行不到2年。

(4)2009年底和2010年7月，在馬鋼廠區(qū)段發(fā)生玻璃絕緣子連續(xù)自爆現(xiàn)象，嚴(yán)重的在220 kV萬臨4811線路2#塔耐張串20片中破碎8片。

3 防止污閃事故的措施

3．1 合理選擇輸電線路外絕緣配置

泄漏比距是直接與工頻閃絡(luò)故障率有關(guān)的主要參數(shù)，閃絡(luò)率與泄漏比距是指數(shù)關(guān)系。對不同的污穢程度，必須采取相應(yīng)的泄漏比距。在污穢區(qū)，不按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用泄露比距，或按一般地區(qū)正常絕緣配置，都會導(dǎo)致污閃發(fā)生進(jìn)而故障跳閘。多年現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，增加泄漏比距，即相應(yīng)減少沿絕緣子表面的工作電壓梯度，可以降低污閃事故率。在絕緣比距配置上，應(yīng)綜合考慮安全、基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。

(1)新建和改建的輸電工程外絕緣爬距的配置，應(yīng)根據(jù)最新版污區(qū)分布圖確定的污穢等級和現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，選擇合理的外絕緣爬距。

(2)運(yùn)行中的輸電線路外絕緣爬距的配置，應(yīng)依據(jù)線路歷年積累的鹽密值、污區(qū)分布圖和實(shí)際運(yùn)行狀況，采取更換防污型絕緣子、加裝輔助傘裙和整串絕緣子增加個數(shù)等措施。

3．2 認(rèn)真做好污區(qū)分布圖繪制工作

繪制污區(qū)分布圖時，要合理準(zhǔn)確選擇鹽密測試點(diǎn)，為新建工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

(1)認(rèn)真編寫電網(wǎng)污區(qū)分布圖修訂說明，調(diào)查供電區(qū)域的污染源種類和分布情況，繪制污染源分布圖，并注明區(qū)域內(nèi)各種典型的工業(yè)污染源、公路、鐵路與電力設(shè)備的相對位置和歷年積累的鹽密值。

(2)收集本地區(qū)有關(guān)氣象參數(shù)，繪制氣象分布圖，并用文字、圖表等予以說明。

(3)根據(jù)鹽密測量情況，繪制鹽密測量圖，同時在圖中標(biāo)出污染源位置，在線路圖上注明區(qū)內(nèi)污閃故障點(diǎn)。

3．3 采用綜合措施，提高重污區(qū)設(shè)備抗污閃能力

(1)新建線路的直線塔要采用合成絕緣子，但由于線路在重污區(qū)運(yùn)行，需縮短輪換周期，特殊情況下可采用瓷質(zhì)雙傘防污絕緣子。

(2)耐張塔采用瓷質(zhì)雙傘防污絕緣子，因?yàn)樗信谰嚅L、頭部不易擊穿、不易老化掉串、耐振性能好、表面不易集污、污穢易被雨水沖刷掉等特性。但由于無自爆性能，需按周期開展測零工作。

(3)對于老舊線路桿塔，頭部距離無法調(diào)整，無法用增加絕緣子片來調(diào)整爬電距離，故應(yīng)采用輔助傘裙、更換瓷質(zhì)雙傘防污絕緣子或采用RTV涂料。

3．4 認(rèn)真做好絕緣子的鹽密測量工作

鹽密是劃分污穢等級的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，是確定線路清掃周期的重要依據(jù)。

(1)合理選擇鹽密測量點(diǎn)。對于110 kV以上輸電線路，按照安徽省電力科學(xué)研究院要求，在近郊、市郊地區(qū)5～10 km選擇1個測量點(diǎn)，重污區(qū)和污穢成分復(fù)雜的地段應(yīng)適當(dāng)增加測量點(diǎn)。

(2)重污區(qū)鹽密測量取樣應(yīng)選擇運(yùn)行中的絕緣子，如果受條件限制，可在運(yùn)行設(shè)備附近掛設(shè)，對測量的結(jié)果要進(jìn)行修定。

(3)每年年初由運(yùn)行單位對鹽密監(jiān)測點(diǎn)絕緣子進(jìn)行鹽密測量。

3．5 做好絕緣子的清掃工作

對運(yùn)行絕緣子開展清掃工作是挖掘設(shè)備絕緣裕度、防止污閃的一個重要手段。人工清掃簡單易行，效果直觀，故一直沿用至今。

(1)根據(jù)絕緣子最大鹽密值確定清掃的線路區(qū)段。如鹽密值超過絕緣子絕緣爬距控制的鹽密指標(biāo)時，應(yīng)進(jìn)行清掃。

(2)對于運(yùn)行多年或在重污染地段內(nèi)的線路絕緣子，在線路桿上清掃不凈時，應(yīng)采取落地清掃或更換絕緣子。

3．6 加強(qiáng)絕緣子的質(zhì)量管理

絕緣子質(zhì)量管理是降低污閃事故的重要環(huán)節(jié)。由于瓷質(zhì)絕緣子質(zhì)量和積污等產(chǎn)生零值，絕緣水平降低便會發(fā)生閃絡(luò)，因此，必須加強(qiáng)絕緣子的質(zhì)量管理和監(jiān)督，開展帶電測零等工作。

(1)絕緣子的爬距設(shè)計(jì)、產(chǎn)品鑒定、訂貨運(yùn)輸均應(yīng)按部頒《絕緣子質(zhì)量全過程管理規(guī)定》要求進(jìn)行。

(2)絕緣子安裝前，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，逐個進(jìn)行絕緣測定。

(3)新投運(yùn)的線路使用一二年后應(yīng)進(jìn)行瓷質(zhì)絕緣子測零普查，對零值和老化絕緣子要及時更換。

4 結(jié)束語

防污閃技術(shù)工作應(yīng)跟上客觀環(huán)境的變化，及時認(rèn)識到污閃由個別到局部，由局部向大面積發(fā)展的可能。污閃事故是絕緣介質(zhì)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由于溫度、濕度、大氣壓力、污穢程度和污穢物的性質(zhì)等多種原因造成泄漏比距不足而引發(fā)的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玲，劉如星.輸電線路絕緣子污閃的機(jī)理[J].電力學(xué)報(bào)，1999，14(2)：87-90

[2]卞玉萍，康宇斌.直流輸電線路污閃特性分析及防范措施[J].華北電力技術(shù)，2011(2)：45-48