王林

【摘要】本文結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際情況分別研究探討了大風(fēng)、沙塵環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的影響，大風(fēng)、沙塵環(huán)境對(duì)設(shè)備外絕緣和絕緣子的影響，低溫、日溫差大和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大對(duì)絕緣子的影響，以及污穢對(duì)絕緣子的影響。針對(duì)這些環(huán)境對(duì)變電站的影響情況，本文提出了相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境；變電站；影響

一、大風(fēng)、沙塵環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的影響

與內(nèi)地不同并應(yīng)該引起高度關(guān)注的是，新疆部分地區(qū)最大風(fēng)力可達(dá)10～12級(jí)，部分地區(qū)的大風(fēng)持續(xù)時(shí)間有的可達(dá)數(shù)天，大風(fēng)沙天中主要是飛揚(yáng)的砂、石沖擊或者打磨主變壓器、斷路器及電抗器套管瓷套外表面，損壞絕緣釉質(zhì)，影響電氣絕緣性能；飛揚(yáng)的砂、石沖擊或者打磨主變壓器、斷路器及電抗器設(shè)備本體的外表面，損壞設(shè)備表面漆層，影響電氣設(shè)備的外觀；在上述不利影響中，“集塵效應(yīng)”和“外漆面的打磨效應(yīng)”最為運(yùn)行人員所關(guān)注，而“絕緣性能下降”及“設(shè)備風(fēng)壓增大”等屬于肉眼無(wú)法觀察到的影響，更需提高警惕。

二、大風(fēng)、沙塵環(huán)境對(duì)設(shè)備外絕緣和絕緣子的影響

1.瓷質(zhì)絕緣子

飛揚(yáng)的砂、石沖擊或者打磨設(shè)備瓷套及絕緣子外表面，損壞絕緣子釉質(zhì)，影響電氣絕緣性能。同時(shí)，大量的沙塵會(huì)造成設(shè)備瓷套及絕緣子表面積灰嚴(yán)重，也會(huì)降低絕緣子表面絕緣性能。

可針對(duì)該情況，要求設(shè)備廠家對(duì)瓷質(zhì)絕緣子表面進(jìn)行加厚釉層處理，以提高絕緣子表面抗沙塵能力。

同時(shí)，為進(jìn)一步增強(qiáng)絕緣子表面爬距，增加其抗風(fēng)沙能力，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可在絕緣子表面均噴涂RTV/PRTV涂料或加裝輔助傘裙，提高瓷絕緣子的電氣性能。

2.復(fù)合絕緣子

絕緣子的表面積污特性是與表面狀況相關(guān)的，濕潤(rùn)表面更易積污。而在氣候干燥的西北地區(qū)，沙塵暴發(fā)生時(shí)往往伴隨著大風(fēng)和飛沙，沙塵不易沉積在絕緣子上，表現(xiàn)為典型的揚(yáng)沙狀態(tài)，所以在氣候干燥的西北地區(qū)強(qiáng)沙塵暴中復(fù)合絕緣子和瓷質(zhì)絕緣子的積污特性并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。但在沙塵的間息期或風(fēng)速較小時(shí)，絕緣子表面的污穢情況必須要加以考慮，特別是偶爾的降雨也會(huì)帶來(lái)污閃的風(fēng)險(xiǎn)?？紤]這一因素，由于復(fù)合絕緣子的高溫硫化硅橡膠擁有優(yōu)異的憎水性，具備抑制污閃濕閃的優(yōu)勢(shì)，則對(duì)沙塵天氣有較好的適應(yīng)性。

顆粒較大的沙會(huì)對(duì)絕緣子表面形成一定的侵蝕磨損，但在一定高度上沙塵濃度及大顆粒沙出現(xiàn)的機(jī)會(huì)與風(fēng)速等因素相關(guān)，圖1說(shuō)明這種關(guān)系的一般情況。大于150μm的粒子，一般被限制在近地面lm的空氣層內(nèi)。在這層內(nèi)約有半數(shù)沙粒（質(zhì)量計(jì)）是在地表面上10mm內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而另一半，多數(shù)是在近地表面上100mm內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我國(guó)西北地區(qū)空氣中沙塵含量（個(gè)/cm3）與風(fēng)速關(guān)系的實(shí)測(cè)結(jié)果如圖2圖所示。

圖1 最大顆粒尺寸與風(fēng)速的依賴關(guān)系 圖2 戶外大氣中沙塵含量與風(fēng)速的關(guān)系

（對(duì)最大粒子尺寸有影響的近地面條件（小于1m）的曲線） （新疆火焰山戈壁灘，距地1m高度）

由此可見，沙塵暴中顆粒較大的沙粒將會(huì)被局限于較低的空間，在套管的高度范圍內(nèi)對(duì)外套起磨耗作用的大直徑沙粒出現(xiàn)的機(jī)率和密度是有限的。對(duì)于復(fù)合絕緣子的高溫硫化硅橡膠外套而言，其耐磨耗性能取決于機(jī)械強(qiáng)度，由扯斷強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及定伸應(yīng)力等參數(shù)表征。不同復(fù)合絕緣子廠家生產(chǎn)工藝有所差異，但配方優(yōu)良的高溫硫化硅橡膠材料均具備較強(qiáng)的耐磨耗性能，能夠抵御西北地區(qū)強(qiáng)風(fēng)沙的侵蝕。

準(zhǔn)北750kV變電站的夏孜蓋站址正位于戈壁荒漠中，五十年一遇10m高10min平均最大風(fēng)速采用33m/s，受風(fēng)沙影響較大，因此可以考慮使用復(fù)合絕緣的設(shè)備。

三、低溫、日溫差大和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大對(duì)絕緣子的影響

準(zhǔn)北750kV變電站推薦的夏孜蓋站址位于和什托洛蓋鎮(zhèn)東南方向28km 左右，夏孜蓋鄉(xiāng)西南方向2km 左右的戈壁荒漠。和布克賽爾縣氣候干旱，日照充足，紫外線強(qiáng)度較高。而不同配方硅橡膠的耐紫外老化特性不一樣，初始扯斷伸長(zhǎng)率在276%以上的硅橡膠可以滿足耐受紫外線的要求。

準(zhǔn)北地區(qū)晝夜溫差較大，全年1月最冷，7月最熱。最熱月與最冷月的平均氣溫之差（氣溫年較差）較大，山區(qū)為30～35℃，平原戈壁地區(qū)36～40℃。一日間，一般在拂曉時(shí)氣溫最低，午后15～17時(shí)最高。由于站址居于內(nèi)陸且多為荒漠戈壁，一日間冷暖變化劇烈，日最高氣溫與最低氣溫之差，一般均在10℃以上，從而導(dǎo)致積雪在白天融化，夜晚結(jié)冰，融冰融雪現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

冰雪融化導(dǎo)致設(shè)備及建筑物上產(chǎn)生冰掛，設(shè)備冰掛嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣破壞而放電、擊穿；而瓷絕緣子表面冰凌較長(zhǎng)，導(dǎo)致覆冰橋接，更易發(fā)生冰閃事故。

因此，準(zhǔn)北750kV變電站可以考慮耐低溫性能更好的復(fù)合絕緣子。

四、污穢對(duì)絕緣子的影響

污穢對(duì)變電站絕緣子的閃絡(luò)影響很大，為有效降低絕緣子的污閃，瓷絕緣子可在表面均噴涂RTV/PRTV涂料等維護(hù)措施，提高瓷絕緣子的電氣性能。但由于瓷絕緣子表面噴涂的RTV/PRTV本身材料耐磨強(qiáng)度小且涂層薄，并且有機(jī)材料RTV/PRTV和無(wú)機(jī)材料瓷絕緣子的釉面粘接強(qiáng)度小而易被風(fēng)沙侵蝕，造成絕緣子表面積污，引發(fā)閃絡(luò)。而復(fù)合絕緣子采用HTV硅橡膠作為外絕緣護(hù)套和傘裙材料，由于表面具有良好的憎水特性，耐污穢的能力優(yōu)于瓷質(zhì)絕緣子，在相同情況下，最小需要的公稱爬電距離僅為瓷質(zhì)絕緣子的75%左右，因而具有很強(qiáng)的耐污閃能力。

準(zhǔn)北750kV變電站的北側(cè)是和豐工業(yè)園，根據(jù)和豐地區(qū)的氣象資料，冬季主要是西北風(fēng)，夏季主要是西風(fēng)和西北風(fēng)。準(zhǔn)北750kV變電站位于和豐工業(yè)園的下風(fēng)向，并且當(dāng)考慮遠(yuǎn)景工業(yè)園的發(fā)展，所以實(shí)際的污穢情況較高，采用復(fù)合絕緣子則可以提高耐污閃的能力。

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