浅谈220kV升压站设备防污闪的预防措施

（石河子天富南热电有限公司，石河子市，832000） 李颂东

绝缘子又称瓷瓶，它由瓷质部分和金具两部分组成，中间用水泥粘合剂胶合。瓷质部分是保证绝缘子有良好的电气绝缘强度，金具是固定瓷瓶用的，机械负荷力是通过它传递给瓷质部分的。绝缘子被广泛用于发电厂和变电所的户外配电装置、变压器、开关电器及输配电线路中，用来支持和固定带电导体，并与地绝缘，或作为带电导体之间的绝缘。因此，要求，绝缘子具有足够的机械强度和绝缘性能，并能在不良环境（高温、潮湿、多尘埃、污垢等）下安全运行。绝缘子的作用有两个，一是牢固的支持和固定载流导体，二是将载流导体与地绝缘，并使电气装置中不同电位的载流导体之间可靠的绝缘起来。因此绝缘子在运行中除承受工作电压和过电压的作用外，还要承受机械力的作用和气温变化及周围环境的影响。所以绝缘子必须有良好的绝缘性能和一定的机械强度，并能承受自然界的[破坏和腐蚀作用。

1 绝缘子发生污闪的原因

架空线路的杆塔、绝缘子、导线等元件除承受正常的机械负荷和电力负荷外，尚需经受风、雨、雪、冰、雷电及其他自然条件的袭击从而引发的闪落事故，例如：由于温度变化会引起导线张力变化，易造成绝缘子和其他部件的损坏；由于风力过大会使导线产生震动、跳跃、摆动而造成断股，甚至发生导线之间互相碰撞而形成相间短路，烧伤导线造成跳闸而使线路停电；由于小雨和雾易引起赃污的绝缘子发生闪烙，由于空气中的灰尘会使绝缘子迅速赃污；由于露霜和粘雪会造成赃污绝缘子发生闪落和在线路上结冰；由于雷击引起绝缘子发生闪落甚至击穿，造成线路跳闸事故等。在污脏地区的瓷质绝缘表面落有很多工业污秽颗粒，这些污秽颗粒遇湿会在瓷表面形成导电液膜，使瓷质绝缘的耐压显著下降，闪络电压变得很低，这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。污和湿是污闪的必要条件，瓷绝缘只脏不湿不会引起闪络。

绝缘子表面的污秽层在雾、露、小雨等潮湿天气条件下，形成了沿绝缘子表面连续的导电层，沿面绝缘强度急剧下降。

从积污到发生污闪一般分为四个阶段。首先是积污阶段。空气中的各种污秽颗粒在风力、重力、电场力的作用下，逐渐积聚到绝缘子表面。同时，自然界的风雨也对绝缘子表面的污秽有一个自然清洗的作用。在一年雨水较少的秋冬季，污秽的积累量超过自清洗，表现为积污量逐渐增多，长时间以来，绝缘子表面积污量可能有增无减。

其次是污秽潮湿阶段。干燥状态下的污秽大多数是不导电的，只有当污秽受潮湿润，其中的电介质电离后，才能在绝缘子表面形成一层导电膜。雨天、大雾、凝露、粘雪、融雪、融冰等能潮湿污层却不能冲洗污层的天气条件，才最容易引起绝缘子的污闪。

2 闪络电弧形成过程及现象

在潮湿环境条件下，绝缘子表面的污秽湿润以后，沿绝缘子表面的泄露电流必然大大增加，泄露电流的大小取决于绝缘子表面污层的电导率及绝缘子伞群形状。泄露电流产生的热量会逐渐烘干湿润的污层，在电流密度较大的区域首先产生干区。干区的高电阻又降低了泄露电流，使其它区域继续受潮，从而其它区域所承担的电压将逐渐减少，干区所承担的电压降则不断增加，直至产生跨越干区的局部电弧。

最后是电弧发展直至闪络。跨越干区的局部电弧的弧根温度很高，会将干区扩大，当跨越干区的电压降无法维持电弧的燃烧时，电弧自行熄灭。当变干的污层因电弧熄灭泄露电流减小而在潮湿环境中逐渐重新受潮时，又会产生新的干区与局部电弧。在电弧向前发展过程中，当单位长度电弧的压降减少到不大于单位长度污层的压降时，电弧就能自动迅速发展。直至贯通绝缘子两端电极，完成闪络的全过程。当放电不严重，能量比较低时，电弧一般表现为蓝色光；放电能量比较大，或者说存在污秽严重时，电弧一般表现为橘黄光。最严重情况下，电弧会贯穿绝缘子，发生闪络接地。

在冬季，随着降雪量的增多，使瓷瓶波纹上积聚了较多的雪，一旦中午气温升高，大量雪融化遇冷空气又形成冰柱，严重时会在瓷瓶波纹边缘处连贯形成冰柱，造成冰闪的可能性。冰闪是闪络的一种特殊情况。冰桥搭接在绝缘子表面，缩短绝缘距离，高电压离子流容易沿着冰桥表面向地面放电，严重时击穿绝缘子闪络接地。

3 220kV升压站系统主接线及运行方式

3.1 220kV主接线方式

220kV接线方式为双母线。共两回出线、两台主变；220kV母线分为I母、II母，I母、II母间配母联2250开关。

3.2 220kV系统正常运行方式

220kV系统I母运行的设备：#1发变组（2201）、河南线（2302）、220kV I母电压互感器；220kV系统II母运行的设备：#2发变组（2202）、南联线（2301）、220kV II母电压互感器；220kV母联2250运行。

4 防止污闪的预防措施

220kV升压站若开关、刀闸支持瓷瓶绝缘子未刷防污涂料，且污闪事故常常发生在恶劣气象条件下，污闪事故时间越长，危害性越大，为能在四季保证220kV升压站安全稳定运行，因此升压站设备外绝缘的配置应和其所处地区的污秽等级相适应，并具有抵御大气污染侵蚀的能力；要使设备能正常运行就应保证电气设备有足够的绝缘强度，同时又有较好的经济性、安全性、可靠性，取得最大综合效益。就是在技术上正确处理各种电压、各种限制措施和设备绝缘耐受能力三者之间的配合关系，学习借鉴并运用其他地区升压站防污闪工作的管理制度与各项规定，为了进一步提高我厂220kV升压站防污闪工作，采取下列相关的预防措施：

1）在新建升压站及线路上采用合成绝缘子，在变电设备上采用防污罩，刷防污涂料，加装硅橡胶伞裙及定期清扫等措施。

2）运行人员应对未刷防污涂料的设备瓷瓶加强巡视检查，做好事故预想，在雨天、雪天、大雾天气，要重点巡检，特别是在夜间要观察瓷瓶放电情况，一旦发现放电情况较严重，立即通知检修确认，汇报值长，通知检修、运行、生技科等相关主要负责人，根据实际情况，在保证安全生产的前提下，在不危害人身安全、设备及做好相关安全措施的基础上，且接到调度命令后方可将设备停电处理。

3）设备瓷瓶刷有防污涂料后，瓷瓶表面光洁度变差，下雪天，瓷瓶上会积雪，晴天后积雪融化会在瓷瓶表面结成冰溜子，严重时会造成接地短路事故发生。为了防止其事故发生，运行人员要对设备加强巡视，观察天气变化情况，遇瓷瓶上有结冰溜子现象时，立即组织人员用220kV绝缘杆进行清扫，并通知检修配合清理。在清理结冰过程中应小心谨慎，注意设备及自身安全并保持与带电设备3米以上的安全距离，且严禁攀爬设备进行清扫，清扫人员应穿绝缘靴、戴绝缘手套，使用合格且干燥的绝缘杆，使用绝缘棒时不得用力过猛，防止击伤瓷瓶或其他设备，并做好事故预想

4）对停电设备送电前除例行应检查外还应仔细检查瓷瓶有无积水、积冰，若有则应清理干净后再送电。

5）运行人员应时刻注意天气变化情况，遇到下雪天气，应加强巡检次数，待雪停后及时联系检修对瓷瓶上的积雪进行清扫，尽量防止积雪融化结冰。

6）要求检修对220kV升压站未刷防污涂料的设备应利用设备停机、消缺和预试等停电机会，尽快完成对瓷瓶刷防污涂料及清扫工作，便于提高设备的防污闪能力。

7）遇大雾、雨、雪、雷等恶劣天气时，对升压站设备应仔细检查，遇有放电严重，应汇报值长，及时联系检修现场检查确认，运行人员将检查结果应详细记录在《防污闪记录本》上，并向专业、分场负责人及生技科汇报。

8）定期清扫绝缘子，提高绝缘子水平，增加爬弧距离，具体措施是增加悬垂式绝缘子串的片数，对支持绝缘子则可提高一级电压等。

9）对于风吹摆动较大的导线，应进行调整，松的应调紧，或在两杆塔中间加装一根杆塔，已缩短档距，使导线稳定，在线夹附近导线上加装防振锤、护线条，已防止导线震动。

5 提高绝缘子沿面闪络的方法

5.1 应用表面涂料

在交流电压作用下，靠近电极处的电流密度最大，该处介质表面的电位剃度也最大，容易发展沿面放电。如在该处介质表面涂以适当的电阻率的涂料，以减小该处的表面电阻，即可减小该处的表面电位梯度，抑制沿面放电的发展这种方法广泛的应用在高压瓷瓶上。

5.2 附加金属

在高压架空线路绝缘子链上加附加金属他在原理上就是外屏蔽的扩展，悬式绝缘子串上保护金属的作用主要是改善沿串的电压分布和防止绝缘子上链端金具上的电晕。

5.3 增加基本绝缘

如增加绝缘子的片数、增大沿面放大距离。增加绝缘子的片数就相当于提高了绝缘水平，增加了爬弧距离。户外式绝缘子由于它的工作环境条件的要求，将绝缘子作成凹凸不平的波纹，延长了爬弧长度，所以在同样的有效高度下，增加了电弧爬弧距离。而且每一个波纹又能起到阻断电弧的作用。在雨天，能起到阻止水流的作用，污水不能直接由绝缘子上部流到下部，形成水柱引起接地短路。污尘降落到绝缘子上时，其凹凸部分使污尘分布不均匀，因此在一定程度上保证了耐压强度，所以保证了绝缘子在恶劣的雨、雾等气候下能够可靠的安全工作。

5.4 表面处理

大多有机绝缘物，特别是以纤维素为基础的有机绝缘物，具有很强的吸水性；受潮后，它们的绝缘性能就大为恶化，陶瓷和玻璃等绝缘物，虽不吸水和不透水，但它们都是离子型电介质，具有较强的亲水性，水分在它们的表面能形成一层完整的薄膜，大大增加其表面电导，劣化其绝缘性能。

6 结束语

污闪的防止，一般是选用防污型绝缘子，在电气设备上调大爬电距离，涂上防污闪涂料（如使用长效单组份硅橡胶涂料、硅油、硅脂、地蜡等涂料），清扫，带电水冲洗，带电气吹，辅助伞裙等。长效单组份硅橡胶涂料应属首选，因为它运行时间长，多年内不用清扫，不龟裂，节省检修清扫费用及大量人力，既一次投资多年受益，又保证了电力系统安全运行。此外，要进行跟踪监测，根据历次的测量数据进行比较，加强管理，掌握电气设备运行状况，督促检查防污闪工作，发现问题及时解决。

[1]《发电厂和变电所电气设备运行》中国电力出版社

[2]《发电厂电气部分》中国电力出版社

[3]《电气设备》中国电力出版社

[4]《发电厂电气部分》中国电力出版社