趙甦 宗飛

摘?要：隨著人類對(duì)自然環(huán)境的資源過(guò)份索取，進(jìn)一步造成氣候惡劣變化，大氣中污穢混合物對(duì)高壓輸電線路的絕緣子安全穩(wěn)定運(yùn)行是一致命威脅，污穢絕緣子泄漏電流發(fā)生急劇上升進(jìn)一步造成飛弧是整個(gè)絕緣子串分生閃絡(luò)的最終結(jié)果，本文從絕緣子覆蓋污穢物后對(duì)電力系統(tǒng)的危害性及污穢絕緣子閃絡(luò)過(guò)程進(jìn)行全面的分析，其結(jié)果對(duì)高壓輸電線路絕緣子安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定性參考意義。

關(guān)鍵詞：覆冰;外絕緣;泄漏電流;閃絡(luò)

由于能源中心和負(fù)荷中心的逆向分布，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的要求，電力工業(yè)選擇“西電東送，南北互供，全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”為發(fā)展戰(zhàn)略，而在實(shí)施這一戰(zhàn)略的過(guò)程中，長(zhǎng)距離輸電線路將不可避免地要穿越低氣壓、污穢和覆冰（污穢）等共存的復(fù)雜環(huán)境地區(qū)。低氣壓、覆污穢混合物、微水分共同作用下絕緣子的電氣強(qiáng)度會(huì)顯著下降，輸電線路通過(guò)這些地區(qū)時(shí)，電氣強(qiáng)度的降低導(dǎo)致絕緣子在正常運(yùn)行電壓下可能發(fā)生閃絡(luò)，造成局部或大范圍停電，這將會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重不便，甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。絕緣子覆污穢混合物對(duì)高壓輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行是一致命威脅，對(duì)絕緣子覆污穢混合物對(duì)電力系統(tǒng)的危害性及覆污穢混合物絕緣子閃絡(luò)過(guò)程進(jìn)行全面的分析，其結(jié)果對(duì)高壓輸電線路絕緣子安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定性參考意義。

1 污穢閃絡(luò)概況

高壓輸電線路絕緣子是輸變電設(shè)備中數(shù)量最多、類型最豐富、運(yùn)行環(huán)境受到大氣環(huán)境影響最大的電氣元件，由于經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加快，大氣氣溶膠的污染日趨嚴(yán)重，全國(guó)各地時(shí)常發(fā)生污穢混合物天氣，絕緣子防污閃問(wèn)題面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。1996年12月持續(xù)大霧共造成華東電網(wǎng)500kV線路跳閘77次，閃絡(luò)1次，220kV 線路跳閘58次，閃絡(luò)24次;2001年2月東北、華北、華中等地在持續(xù)大霧的惡劣天氣下發(fā)生大面積污閃事故，2005年1月28、29日，珠江三角洲地區(qū)出現(xiàn)大霧，導(dǎo)致500 kV增莞甲、乙線跳閘7次;2007年11月26日遼寧昌圖局濃霧220kV X線路112號(hào)塔A相導(dǎo)線對(duì)鐵塔塔身放電，Y線路117號(hào)B相導(dǎo)線對(duì)南邊拉線放電;2011年2月2日至2月6日，山東膠東地區(qū)遭遇少見(jiàn)的海霧大氣侵襲，能見(jiàn)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220 kV馬李線跳閘，乳山市區(qū)多條110 kV和35 kV線路跳閘等大而積污閃事故。

2 污穢大氣混合物組成

有關(guān)學(xué)者通過(guò)在自然界大氣中提取的污穢混合物，進(jìn)行成分模擬分析過(guò)程中，結(jié)合考慮了下面四個(gè)方面出發(fā)：（1）土壤塵;（2）汽車尾氣;（3）生物質(zhì)的燃燒;（4）煤燃燒（工業(yè)生產(chǎn)中主要是燃燒煤炭）。而在電力系統(tǒng)污穢中，污穢物中的可溶物主要包括CaSO4、ZnSO4、MgSO4、NaNO3、KNO3、KCl、NaCl、NH4Cl、NH4NO3等，對(duì)絕緣子耐污受電壓最大的是CaSO4和NaCl，CaSO4使污閃電壓升高，NaCl使污閃電壓降低，NaNO3、KNO3、KCl等一價(jià)鹽對(duì)應(yīng)于較低的污閃電壓，跟NaCl有相似的污閃電壓曲線，可并到NaCl中，而ZnSO4、MgSO4等對(duì)污閃電壓的影響不大，可以不考慮，而NH4Cl、NH4NO3容易分解和揮發(fā)，所以盡管在空氣中的含量很高，但是在考慮它對(duì)絕緣的影響的時(shí)候，可以不予考慮。故可選的物質(zhì)有KNO3、KCl、NaCl、NaNO3、CaSO4。通過(guò)不同地區(qū)污穢混合物中所含物質(zhì)的大致比例，用以上幾種物質(zhì)污穢混合物環(huán)境，即可在實(shí)驗(yàn)室研究污穢混合物對(duì)輸電線路外絕緣的影響。

3 污穢混合物對(duì)電解質(zhì)影響

污穢混合物是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中的空氣混濁現(xiàn)象，成分非常復(fù)雜，包括數(shù)百種大氣顆粒物，如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子。而海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子溶解于水成為溶液并電離成正離子和負(fù)離子?？諝庵械倪@些含有大量離子的懸浮溶液包裹在電氣設(shè)備外表面，在設(shè)備鄰近電場(chǎng)作用下極易發(fā)生電離，其結(jié)果將導(dǎo)致運(yùn)行中高壓設(shè)備附近帶電粒子濃度增大，設(shè)備起始放電電壓降低，設(shè)備表面曲率半徑小處最先發(fā)生放電，放電弧隙中電子和離子濃度急劇增加，如果沒(méi)有流動(dòng)空氣補(bǔ)充來(lái)稀釋或擴(kuò)散弧隙中的電子和離子濃度，將造成設(shè)備近表面處的空氣擊穿，造成嚴(yán)重的事故。

4 污穢閃絡(luò)分析

污穢會(huì)導(dǎo)致絕緣子串的電壓分布發(fā)生嚴(yán)重畸變，這是導(dǎo)致污穢絕緣子閃絡(luò)電壓降低的主要原因之一。電壓分布發(fā)生畸變的絕緣子串兩端，尤其是高壓端承受很高的電壓，這將導(dǎo)致污穢絕緣子串的高壓端首先發(fā)生放電。而且這種畸變的程度與污穢狀態(tài)有關(guān)，污穢越嚴(yán)重，污穢絕緣子串的傘裙被污穢物橋接，而高壓端絕緣子不易被橋接，此時(shí)高壓端絕緣子承擔(dān)整串電壓的 50%以上。通常情況下，可以從閃絡(luò)電壓、泄漏電流以及電弧現(xiàn)象4等方面對(duì)污穢絕緣子串的放電過(guò)程進(jìn)行分析，是整個(gè)閃絡(luò)發(fā)生的實(shí)際過(guò)程。

5 結(jié)論

因經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，大氣環(huán)境也隨著日益變壞，空氣污染愈加惡劣，大氣中彌漫的污穢物漸多，如此居多外界因素使絕緣子固有的劣勢(shì)表現(xiàn)更加明顯，如何保證絕緣子其優(yōu)越的性能，是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行的前提，本文從污穢絕緣子的角度進(jìn)行放電研究，解釋了傳統(tǒng)的輸電線路絕緣子放電進(jìn)行引起跳閘的根本原因，結(jié)果對(duì)實(shí)踐運(yùn)行具有參考意義。

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