特高压交流输电线路绝缘子防污闪方法研究

特高压交流输电线路绝缘子防污闪方法研究

作者：赵阳

来源：《华中电力》2014年第02期

摘要：输电线路绝缘子污闪严重影响高压交流输电线路的使用寿命及安全，文章简单阐述了我国特高压输电线路绝缘子污闪的现状，介绍绝缘子污闪产生的原因，深入研究总结了防污闪的措施及方法，希望能就提高输电线路的使用寿命及安全起到积极的作用。 关键词：高压交流输电 绝缘子 防污闪 引言

随着我国经济发展的要求，特高压输电线路的建设也已经进入了高速发展的快车道，我国特高压输电工程已被列入“十二五”规划，计划在“十二五”期间投资超过5000亿元建成“三纵三横”特高压交流骨干网架和11项特高压直流输电工程，“投资额相当于2个三峡工程”，其中交流特高压的投资额约占2/3。然而，高压输电线路绝缘子串的污秽闪络一直是影响电网运行的重要因素之一，随着电力系统的发展和各类污染的加剧，污秽闪络事故日益严重，它严重阻碍着电力系统的安全、稳定、经济运行。直到目前为止，尚无“一步到位”的输电线路的防污闪措施，污闪事故一旦发生往往造成长时间大面积的停电，带来巨大的经济损失和严重的社会影响。如何减少输电线路污闪发生，延长使用寿命及安全已显得至关重要。 1绝缘子发生污闪的形成机理及影响因素 1.1污闪的形成机理

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就是绝缘子的污闪现象（1）。 1.2影响污闪发生的因素

1.2.1绝缘子表面的污秽的性质和程度

污秽颗粒经过重力、风力、电场力三者的作用被带到绝缘子表面，并沉积下来，三者共同决定产生的污秽的性质和程度。污秽的电导率越高则闪络电压越低，污闪发生的可能性越大。如图一所示。一般情况下，与局部电弧串联的剩余电阻阻值越大， 则沿面闪络越不容易发生。在污层表面电导率一定的情况下， 泄露距离越长， 则剩余的电阻越大，因此绝缘子的表面泄露距离也是影响污闪电压的重要因素。 1.2.2 潮湿的环境

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降水量大时的绝缘子表面积聚的污秽，尤其是水容性的导电物质很容易被降水冲掉， 而不易发生闪络现象。当气候比较潮湿时，例如：大雾、霜露、毛毛雨时。在这些气象条件下绝缘子表面的污层极易达到饱和湿润状态，导电率增高，但不被冲洗掉，更易发生闪络现象。潮湿的环境称为闪络发生的有利条件（2）。 1.2.3 绝缘爬距、结构及材料的影响

爬距、结构及材料与污闪电压密切相关。一般情况下，污闪电压随爬距的增大而增加；而输电线路的绝缘子的材料也会影响污闪通常情况下，玻璃的击穿电压高，而且价格便宜，性能稳定，所以输电线路的绝缘子大都采用玻璃材料做绝缘子；绝缘子的形状也会影响污闪，绝缘子的结构形状直接影响绝缘子的防污性能，合理的结构设计，其表而光滑.小易形成涡流.积污量较小，提高了污闪电压例如：螺纹状的绝缘子，通过增大爬距提高污闪电压，且螺纹状的绝缘子也耐脏，污物不易吸附在上面，从而提高污闪电压。 1.2.4 海拔高度

大气压强会随着海拔高度的升高而降低，在3000M范围内，每升高12M，大气压减小1mmHg。放电起始电压与海拔存在线性关系，在海拔较高的地区更易发生放电现象，由于放电电弧较粗，等交流过零后，电路容易发生放电现象电弧极易重燃且很难熄灭。 1.2.5 外施电压的作用

由于污闪是局部电弧不断拉长的过程， 因此电压作用时间越长就越容易导致污闪。通过几种不同电压下相比较发现， 雷电冲击电压下污闪发生率最高， 工频电压下的污闪发生率较低， 而且直流电压下污闪发生率最低。 2 防污闪的方法

2.1对线路进行定期清扫或清洗。

在污闪或污秽季节到来之前，定期对瓷绝缘子表面的污秽物进行清扫或清洗。污秽严重地区至少半年清扫或清洗一次。事实证明，清扫或清洗仅仅是一种辅助手段，而且每清扫或清洗一次，都要用大量的停电时问，电量损失巨大，因此关键还是要从硬件上达到防污闪的要求。 2.2 使用防污闪涂料或进行表面处理

在绝缘子表面涂一层憎水性的涂料， 这样在潮湿的气候下表面会形成水滴， 但不易形成连续的水膜， 因此绝缘子的泄露电流较小， 污闪电压就不会下降太多。常用的涂料有RTV涂料。由于RTV涂料具有较优良的憎水性和憎水迁移性，易实施，在避免污层湿润及其影响上效果明显，防污闪效果显著，近几年得到广泛的应用。

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我们准备了试验产品（在35kV悬式瓷绝缘子表面喷涂RTV涂料），通过与表面未喷涂RTV涂料的同型绝缘子进行了对比试验，来验证RTV涂料的防污闪效果。试验结果见表1 2.3调爬

通过采取了调爬的补救措施，在原绝缘子串的基础上增加1-2片绝缘子。即增大绝缘子表面的泄漏距离，泄漏电流，提高闪络电压。

需要指出的是，这种方法只实用于污区范围不大的情况， 否则很不经济， 因为增加串中绝缘子片数后必须相应的提高

杆塔强度（3）。使用专门设计的耐污绝缘子可以避免上述缺点， 因为耐污绝缘子在不增加结构高度的情况下是泄露距离明显增加。经验证明，调爬是解决污闪的最彻底的手段，若再辅以清扫等其他措施，污闪的发生机率将会大大降低。需要注意的是调爬后，带电导线对杆塔最小空气问隙的调整、带电导线对下横担距离的调整以及调爬后对风偏的校验等。 2.4 使用特殊材质的绝缘子

半导体釉质绝缘子的釉层中有电导电流流过，使绝缘子表面温度比环境温度略高， 因而污层不易吸湿（4）。当污层受潮后， 半导体釉的发热也会对湿污层有一定的烘干作用， 使污层中泄露电流减小， 因此其污闪电压比一般绝缘子要高。但是半导体釉易老化， 至今不易推广应用。

复合绝缘子的外绝缘材质，是以硅橡胶为基材，填充多种添加剂，经混炼加热硫化而成。硅橡胶是有机聚合绝缘材料，其高键能分子结构，使之具有其它所有有机聚合绝缘材料难以相比的耐各种老化性能，这种产品在自然环境下能长期运行不致于损坏。其材料分子独特的原子构成及特殊的排列组合，使材料具有良好的憎水迁移性，明显提高复合绝缘子长期挂网运行的防污性能。 3 结束语

由于高压输电线路极易受大气污染和气象条件的影响，容易发生输电线路的污闪现象，导致输电线路发生故障，影响输电线路的正常运行。实际工作中我们往往会面临多方面的挑战，通过以上措施相互结合，可以一定程度的解决实际工作中的遇到污闪现象，最大限度的降低并消除污闪事故的发生。 参考文献：

（1）吴光亚，蔡炜等复合绝缘子的运行特性及可靠性分析[J].电力设备，2012. （4）. （2）周浩.我国发展特高压输电中一些重要问题的讨论[J].电网技术，2011（12）.

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（3）舒印彪.中国直流输电的现状及展望[J].高电压技术，2012，30（11）.

（4）陈原，张章奎，岳乔.以RTV涂料作为永久性防污措施的可行性研究[J]华北电力技术2011，12：3-4