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        110kV輸電線路出現(xiàn)污閃的原因分析

        2015-05-07 20:53:47彭海洋
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年14期
        關(guān)鍵詞:高海拔輸電線路

        彭海洋

        摘 要:造成線路跳閘的主要原因之一是污閃。架空輸電線路由于其分布廣泛的原因,經(jīng)常受到各種各樣的地理環(huán)境和氣候環(huán)境影響,因此難免會導(dǎo)致線路運(yùn)行出現(xiàn)故障,以及各種線路危險(xiǎn)問題的發(fā)生。文章對高海拔、重污穢地區(qū)某110kV輸電線路的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)分析,并通過對污穢測量、絕緣試驗(yàn)以及高海拔地區(qū)絕緣子統(tǒng)一爬電比距進(jìn)行修正計(jì)算等的綜合分析,得出線路污閃跳閘的主要是因?yàn)榄h(huán)境污穢加重,線路跳閘桿塔絕緣子絕緣配置不滿要求而導(dǎo)致,并提出采用調(diào)爬、及時(shí)清掃、涂PRTV防污涂料、采用復(fù)合絕緣子等措施來防止污閃跳閘發(fā)生。

        關(guān)鍵詞:高海拔;重污穢;輸電線路;污閃

        高壓輸電線路作為高壓電網(wǎng)的骨架,在電網(wǎng)中起著不可忽視的作用,但隨著石油、化工、冶金、煤礦等行業(yè)的迅猛發(fā)展,一方面,其排放的污染物越來越多,導(dǎo)致輸電線路周邊的環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重,使得輸電線污閃事故頻繁出現(xiàn);另一方面,隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,輸電線路的污穢區(qū)劃分卻不能跟上客觀環(huán)境的變化,致使輸電線路設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)人員不能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握污穢區(qū)等級和程度。近年來這一趨勢越來越嚴(yán)重,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重大威脅。

        1 污閃事故的特點(diǎn)

        (1)較強(qiáng)的地域性:經(jīng)常會出現(xiàn)多點(diǎn)跳閘,而且重合跳閘率高。(2)天氣潮濕:污閃事故都是發(fā)生在潮濕的天氣環(huán)境里,濕度在90-100度之間,溫度在-3-7度之間。(3)有一定的季節(jié)性規(guī)律:90%以上的污閃事故都發(fā)生在每年的11月份至次年3月份之間,因?yàn)樵谶@段時(shí)間內(nèi)降水量少,濃霧、融冰等潮濕天氣經(jīng)常發(fā)生,加上冬天需要供暖的緣故,用電量較大,空氣污染嚴(yán)重。(4)有一定的時(shí)間段性:根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)資料顯示,70%以上的污閃事故都發(fā)生在后半夜和清晨,原因是這段時(shí)間負(fù)荷較輕,運(yùn)行電壓高,同時(shí)此階段也是濃霧高、露、雪等易發(fā)生的階段。(5)污閃地點(diǎn)的絕緣子泄漏比距小于污區(qū)圖的要求。

        2 污閃事故的原因

        污穢是污閃網(wǎng)絡(luò)的根本原因,污穢絕緣子在受潮濕后,含在污穢層中的可溶性物質(zhì)便逐漸溶解于水中,這種物質(zhì)我們稱為電解質(zhì),在絕緣子表面上形成一種很薄的導(dǎo)電薄膜,由于污穢物的化學(xué)程度和濕度不同,所以導(dǎo)電膜的導(dǎo)電率不是一成不變的,在濕潤飽和的狀態(tài)下,污層的表面電阻甚至能降低幾個(gè)數(shù)量級,此時(shí),絕緣子的泄漏電流也隨之劇增,在直徑最小的鐵腳附近,由于電流密度最大,發(fā)熱最為嚴(yán)重,當(dāng)絕緣子處于垂直下掛的狀態(tài)時(shí),該處又處在瓷群遮擋的下方,很難直接受到雨雪較強(qiáng)烈的滋潤,于是該處的表面就會被直接風(fēng)干。先是靠在鐵腳的某處出現(xiàn)局部的風(fēng)干,而由于被風(fēng)干的緣故,該區(qū)表面的電阻率增大,大大加快的這些濕膜的風(fēng)干過程,如此下去,在鐵腳的四周便會形成一個(gè)環(huán)形烘干帶,其時(shí)間非???,烘干帶具有很大的電阻,這就導(dǎo)致了所分擔(dān)的電壓劇增,夾在紅烘干帶上的某處的場強(qiáng)超過臨界值,該處就會發(fā)生局部的延面放電(在此我們稱其為閃爍放電,因?yàn)檫@種放電現(xiàn)象具有不穩(wěn)定性,而且時(shí)斷時(shí)續(xù)),于是,大部分的泄漏電從泄漏電流閃爍放電的通道流過,閃爍放電通道的外端附近比較濕潤的表面處電流密度要比其兩側(cè)大,這就促使烘干區(qū)域徑向擴(kuò)散。另一方面,由于閃爍放電通道的存在,等于使烘干帶短路,致使兩側(cè)烘干帶中流過的泄漏電流降到很小,而此時(shí)這些區(qū)域中的烘干作用就很微弱了,大氣中的水分不斷使這些區(qū)域表面變得濕潤,致使表面的電導(dǎo)增大,同時(shí)對閃爍電流的通道造成分流,從而減少閃爍放電通道中的電流,更嚴(yán)重的話將導(dǎo)致閃爍放電熄滅。通道中原有電流轉(zhuǎn)移到兩側(cè)的濕潤區(qū),是該區(qū)再烘干,同時(shí)觸發(fā)新的閃爍放電,這樣一來,閃爍放電的路徑便向徑向橫向轉(zhuǎn)移,總趨勢使環(huán)形烘干帶的寬度逐漸增大,閃爍放電的長度也隨之增長。

        如果在絕緣子的爬距較小,且污穢較嚴(yán)重的情況下,放電通道就會呈黃色編織狀,而且非常粗,通道中的溫度也隨之增高,達(dá)到熱游離的程度,通道所需場強(qiáng)變小,而閃爍通道上的電壓可以維持很長的一部分電弧不被熄滅,慢慢會發(fā)展成整個(gè)絕緣子的沿面閃絡(luò)。

        上述是單個(gè)的絕緣子情況,相對于多個(gè)或一串絕緣子來說,污閃的基本過程和上面所解釋的一樣,但不同的是,分布在各絕緣子上的電壓是由整串絕緣子在該時(shí)的狀態(tài)決定的,而不是由各絕緣子在自身狀態(tài)時(shí)決定的。每個(gè)絕緣子在一整串絕緣子中的大氣環(huán)境是相同的,各絕緣子的濕潤程度、放電過程以及烘干的發(fā)展都是差不多的,除了在時(shí)間上有些差別外,程度的強(qiáng)弱也會相互影響,過程相當(dāng)復(fù)雜。污穢絕緣子在大雨中一般不會發(fā)生污閃,這是因?yàn)榻^緣子表面在淋上雨水之后,雨水會形成連續(xù)的導(dǎo)電層,泄漏相當(dāng)一部分的電流,使電壓降低。而且大雨也會把污穢沖掉一部分。其次,由于在濕潤的環(huán)境下,很難形成烘干,所以局部電弧將不會被引起。

        3 防范措施

        3.1 調(diào)爬

        對所有桿塔處的污穢等級要做好準(zhǔn)確的把握,以及線路通過地區(qū)的空氣污染狀況和污穢程度,對于各污穢區(qū)的劃分也要認(rèn)真對待。對于不滿足標(biāo)準(zhǔn)的桿塔要及時(shí)進(jìn)行調(diào)爬改造,使其達(dá)到規(guī)定的防污標(biāo)準(zhǔn),其次,加大對絕緣子的檢測,一旦發(fā)現(xiàn)不打標(biāo)準(zhǔn)的要及時(shí)進(jìn)行替換。

        3.2 清掃到位

        線路防污的一項(xiàng)基本手段是清掃絕緣子,這樣可以有效提高設(shè)備的實(shí)際抗污染能力。高海拔的地區(qū)像新疆、西藏等地,風(fēng)沙較大,絕緣子上面污穢積累較快,而同時(shí)設(shè)備的清潔能力下降,導(dǎo)致積累污穢越來越嚴(yán)重,如果再遇上持續(xù)不斷的雨、雪、霧等惡劣天氣,則極其容易受到污閃,所以,在這種季節(jié)來臨之際,應(yīng)該清掃絕緣子,出去其表面的污穢,清掃方法一般是在每年的雨季來臨之前清掃一次,用比較干的或者濕的布均可,蘸汽油后效果會更好。

        3.3 涂抹pptv防污涂料

        pptv涂料有以下幾個(gè)特點(diǎn):耐污能力強(qiáng),噴涂工藝簡單,施工所用時(shí)間短,涂抹之后不用維護(hù)等,因此受到了許多發(fā)電、供電企業(yè)的喜歡,經(jīng)實(shí)踐證明,表面涂覆憎水性較強(qiáng)的PRTV防污涂料可顯著提高絕緣子的耐污閃能力,在重污穢地區(qū),將瓷絕緣子表面涂上 PRTV可以有效抑制污閃發(fā)生。

        3.4 使用復(fù)合絕緣子

        復(fù)合絕緣子的材料是硅橡膠,從而構(gòu)成了一個(gè)整體耐壓層,復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、具有高耐污性能和免維護(hù)的特性,對于污穢較為嚴(yán)重的地區(qū),更好的方法是將瓷絕緣子更換為復(fù)合絕緣子。

        4 結(jié)束語

        在工業(yè)化日益發(fā)達(dá)的今天,用電量增大,輸電環(huán)境越來越惡劣,都會導(dǎo)致線路經(jīng)常會出現(xiàn)意想不到的問題,從而影響生產(chǎn),因此相關(guān)的維護(hù)單位應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员Wo(hù),加強(qiáng)對污穢的測量工作,對污穢等級有明確的掌握,以及對發(fā)生輸電線路的地方及時(shí)改造。

        參考文獻(xiàn)

        [1]楊雪峰.高壓電力設(shè)備外絕緣的耐污穢設(shè)計(jì)研究[J].電瓷避雷器, 2001.

        [2]宿志一,范建斌,楊迎建,等.GDW152-2006.電力系統(tǒng)污區(qū)分級與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國電力出版社,2008.

        [3]劉振亞.高海拔外絕緣配置技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2010.

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