張紅黎

（文登市電業(yè)總公司，山東 文登 264400）

0 引言

2010年秋冬季山東持續(xù)干旱，輸變電設(shè)備外絕緣表面普遍積污嚴(yán)重，2011年2月2日至2月6日，膠東地區(qū)氣溫一直相對(duì)較高，出現(xiàn)了冬季較為反常的微南風(fēng)，導(dǎo)致海上水汽侵入內(nèi)地，遭遇少見的海霧天氣侵襲，能見度不足10 m。由于部分絕緣子設(shè)備絕緣配置低，在含鹽份較高的海霧影響下造成220kV馬李線跳閘，乳山市區(qū)多條110 kV和35 kV線路跳閘等大面積污閃事故。

1 跳閘原因分析

1.1 絕緣子鹽密值高

跳閘發(fā)生后立即組織對(duì)污閃絕緣子進(jìn)行鹽密測(cè)量，乳山鹽密數(shù)據(jù)如表1所示。

閃絡(luò)絕緣子鹽密值最大已達(dá)0.296 mg/cm2，綜合故障地點(diǎn)特征與鹽密測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,2010年9月至2011年2月,半島地區(qū)天氣持續(xù)干旱、無有效降水，正值采暖期，空氣污染嚴(yán)重,空氣中SO2、NOx和可吸入微粒含量高，絕緣子積污較快。海霧的侵襲又造成絕緣子快速積污，導(dǎo)致絕緣子表面鹽密值高。

1.2 氣象條件惡劣

事故時(shí)膠東地區(qū)普降多年未遇的海霧，霧濃度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。霧是從東南側(cè)的海面上吹來的海霧，霧中鹽分濃度高，加上空氣質(zhì)量下降,使大霧中導(dǎo)電粒子含量高,霧的導(dǎo)電率高。海霧造成濕沉降，使絕緣子快速積污，大大降低了絕緣子串的絕緣強(qiáng)度，造成絕緣子發(fā)生污閃。

1.3 絕緣配置低

乳山供電公司輸變電設(shè)備外絕緣配置水平普遍偏低，變電設(shè)備爬距偏小且未涂刷RTV涂料，線路絕緣子使用普通型瓷絕緣子，抗污閃能力差。輸變電設(shè)備均未進(jìn)行清掃檢零，零值瓷瓶導(dǎo)致絕緣水平進(jìn)一步降低，是造成污閃的另一個(gè)原因。

2 污閃的特點(diǎn)

絕緣子在長(zhǎng)期運(yùn)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(shí)，污穢層電阻很大，絕緣性能不會(huì)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(rùn)后，使表面電導(dǎo)率增大，泄漏電流增加，絕緣性能下降，而其中的灰分等保持水分，促進(jìn)污穢層進(jìn)一步受潮，從而溶解更多的電解質(zhì)，在高電壓的作用下造成沿絕緣子濕潤(rùn)表面的閃絡(luò)放電，簡(jiǎn)稱污閃。絕緣子污閃放電是一種與電、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(dòng)力平衡過程。污閃的兩要素是：絕緣子統(tǒng)一爬電比距和現(xiàn)場(chǎng)污穢度。

表1 乳山污閃絕緣子鹽密數(shù)據(jù)表

設(shè)計(jì)絕緣子的原則應(yīng)該是適當(dāng)增加爬電距離，兼顧自清洗作用的發(fā)揮，而且結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。在絕緣子的兩個(gè)導(dǎo)電部分之間，沿絕緣材料表面的最短距離稱為爬電距離，如圖1中A、B兩點(diǎn)間虛線所示距離。

圖1 統(tǒng)一爬電比距和現(xiàn)場(chǎng)污穢度的相互關(guān)系

污穢等級(jí)的確定及外絕緣選擇。根據(jù)Q/GDW 152—2006《電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》，現(xiàn)場(chǎng)污穢度等級(jí)從標(biāo)準(zhǔn)化考慮，現(xiàn)場(chǎng)污穢度從非常輕到非常重分為5個(gè)等級(jí)：a級(jí)——非常輕；b級(jí)——輕；c級(jí)——中等；d級(jí)——重；e級(jí)——非常重。

各級(jí)污區(qū)絕緣子，包括變電設(shè)備的絕緣子，其統(tǒng)一爬電比距按圖2選擇，并應(yīng)通過符合設(shè)計(jì)污穢要求的霧中耐受試驗(yàn)加以驗(yàn)證。

圖2 統(tǒng)一爬電比距和現(xiàn)場(chǎng)污穢度的相互關(guān)系

設(shè)備發(fā)生污閃，將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，且在設(shè)備污閃時(shí)，重合閘成功率很低，往往造成大面積停電。污閃中所伴隨的強(qiáng)力電弧還常導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞，使停電時(shí)間延長(zhǎng)。這種大面積、長(zhǎng)時(shí)間的停電給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，因此，防止電力設(shè)備發(fā)生污閃已成為保證電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的重要工作。根據(jù)污穢等級(jí)選擇合適的爬電距離，適當(dāng)提高爬電距離能夠從根本上提高設(shè)備防污閃能力，而根據(jù)鹽密指導(dǎo)進(jìn)行絕緣表面積污清掃是設(shè)備運(yùn)行后防污閃的積極措施。引起設(shè)備污閃的主要污穢來源是塵土、鳥糞類自然污穢和煙塵、廢氣等工業(yè)污穢。由于秋冬季空氣干燥，空氣中浮塵較多，在潮濕的空氣里很容易發(fā)生污閃，所以污閃故障高發(fā)月份主要集中在秋冬季及夏季7月。

3 防污閃措施

文登市與乳山市相鄰且同屬沿海地區(qū)，同樣經(jīng)受了大霧的考驗(yàn)，只有中部地區(qū)（不在沿海）的4條線路因污閃跳閘，由于事先知道了事故跳閘的原因，及早采取投入備用線路或重新投運(yùn)線路等措施和大用戶放假等因素，基本未造成大的影響。通過分析總結(jié)出設(shè)備防污閃措施。

3.1 所有近海變電站都采取室內(nèi)結(jié)構(gòu)方式

室內(nèi)設(shè)備與室外設(shè)備相比，平時(shí)因灰塵積污較少，海霧侵襲時(shí)室內(nèi)相比室外干燥的多，絕緣子表面的現(xiàn)場(chǎng)污穢度很輕，因此基本不會(huì)發(fā)生污閃事件。 部分老變電站的主變沒有安裝到室內(nèi)，根據(jù)反事故技術(shù)措施要求就在室外主變套管出線部分都加裝了絕緣護(hù)套，套管出線部分與母線相比相間距離較近，在大霧時(shí)容易引起相間閃絡(luò)短路，安裝絕緣護(hù)套后，有效增大了污閃電離距離。

3.2 選用耐污性能好的絕緣子

選用如玻璃絕緣子或合成絕緣子等耐污性能好的絕緣子。由于玻璃絕緣子和合成絕緣子良好的耐污性能為污穢地區(qū)的安全供電提供了可靠保證，而且無需零值檢測(cè)等性能，減少線路運(yùn)行維護(hù)工作量。同時(shí)，絕緣子的形狀對(duì)耐污性能也有影響，通用的雙傘型防污絕緣子因具有光滑而傾斜的群邊，積污量較小。而鐘罩型耐污絕緣子積污較快，防污效果則較差。

3.3 增加絕緣子片數(shù)及增大爬電距離

規(guī)程規(guī)定了根據(jù)污穢等級(jí)選擇絕緣子串所需片數(shù)的最低值，如c級(jí)污穢區(qū)110 kV電壓等級(jí)的線路絕緣子采用不少于7片普通盤形絕緣子串［1］。

根據(jù)本地區(qū)污穢等級(jí)條件，將變電站室外母線支柱絕緣子采用高一電壓等級(jí)的支柱絕緣子，懸垂絕緣子都在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)110 kV電壓等級(jí)增加2片，35 kV電壓等級(jí)增加1片。線路直線絕緣子都采用復(fù)合或防污絕緣子，耐張絕緣子在規(guī)程規(guī)定基礎(chǔ)上110 kV電壓等級(jí)增加2片，35 kV電壓等級(jí)增加1片絕緣子。

3.4 及時(shí)進(jìn)行絕緣子清掃

通過測(cè)定等值附鹽密度（ESDD）可發(fā)現(xiàn)污穢絕緣子的閃絡(luò)電壓隨ESDD增大而降低，因此在線路的運(yùn)行實(shí)踐中，要隨著線路周圍環(huán)境的變化定期測(cè)定ESDD。依據(jù)ESDD的變化，結(jié)合春秋檢工作，及時(shí)安排對(duì)線路進(jìn)行清掃，清除絕緣子表面的污穢物，提高閃絡(luò)電壓，這是目前操作簡(jiǎn)易，便于實(shí)施，并實(shí)踐證明是很有效的一種措施。

3.5 絕緣子表面處理

硅橡膠傘裙和RTV涂料都具有極強(qiáng)的憎水性，在這兩種材料表面上的水分形成了水滴，污層難于濕潤(rùn)，不易形成連續(xù)的導(dǎo)電層，從而改善了組合絕緣介質(zhì)的表面狀況，使加有傘裙并涂刷RTV涂料后的絕緣子表面泄漏電流甚小，改善了污閃特性。同時(shí)，加裝硅橡膠增爬裙可增加瓷件的爬距，這是變電所絕緣子增爬的有效措施。試驗(yàn)測(cè)量證明，加裝傘裙和涂刷RTV涂料，絕緣子的積污量、鹽密都有明顯降低，抗雨閃、霧閃能力明顯增強(qiáng)。

3.6 加裝防鳥裝置

針對(duì)線路容易遭鳥害的事實(shí)和由于鳥糞引起絕緣子整串閃絡(luò)導(dǎo)致線路跳閘的教訓(xùn)，在線路運(yùn)行維護(hù)中，除采取人為驅(qū)鳥措施外，還采取了在桿塔上加裝了防鳥裝置和更換大沿面絕緣子等措施，取得了良好的運(yùn)行效果。

4 結(jié)語

污閃事故的防范主要取決于設(shè)備外絕緣配置（爬電比距）和現(xiàn)場(chǎng)污穢度等級(jí)，設(shè)備外絕緣配置高并且現(xiàn)場(chǎng)污穢度輕時(shí)，污閃跳閘率就會(huì)很低。相反，污閃跳閘率就會(huì)增多，甚至造成電網(wǎng)大面積污閃事故。由于從設(shè)備采購安裝前的設(shè)計(jì)階段就開始采取提高設(shè)備外絕緣配置來增加爬電比距的措施，因而在此次大霧污閃事故中將損失降到了最低。