浅谈某核电站室外高压电气设备防污闪措施的实施与改进

孙士睿 李博 赵京京

摘要：国内核电站均建立在沿海地区，高湿度、多盐雾的气象因素对室外高压电气设备的绝缘水平带来较大影响。本文通过介绍污闪原因，分析某核电站室外高压电气设备防污闪措施面临的问题，并因地制宜地提出改进建议，以提高室外高压电气设备绝缘水平，降低污闪事件发生，保障核电站室外高压电气设备的安全运行。

关键词：核电厂电气设备绝缘污闪爬电比距长周期燃料循环

中图分类号：TM854 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

目前，我国在运核电机组22台和在建机组26台大多分布在沿海地区。沿海地区存在多盐雾、高湿度的气象因素，这对核电站室外电气设备的绝缘水平带来较大影响，因此在设计上，500千伏和220千伏开关站配电装置均采用室内GIS，以避免污闪事故的发生，但是在室外仍有少量电气设备（主要是500千伏和220千伏架空线路、开关站出线侧部分设备等）裸露在盐分较重的空气中，发生污闪故障时可能导致线路跳闸，引起机组甩负荷，甚至停堆停机。本文通过介绍沿海地区污闪发生的主要原因，分析某核电站室外高压电气设备防污闪措施面临的问题，并提出解决问题的方法，以提高室外高压电气设备绝缘水平，降低污闪事件发生，保障核电站室外高压电气设备的安全运行。

1核电站室外高压电气设备污闪发生原因

长期露天运行的架空线路和变电站绝缘子其表面的污秽成分，按其导电特点分为非导体、电子导体和离子导体。其中，沿海核电站室外高压电气设备表面主要受海水污秽影响，以离子导体为主。即海边空气中含有的大量海水微粒随风飘落到绝缘子上，形成污秽层，在潮湿的空气中，含大量离子的微粒溶解后呈离子状态，在电场作用下，带不同电荷的离子向相反的方向流动，形成泄漏电流。随着绝缘子表面污秽物的不断增加，泄漏电源也不断增加，使得呈容性阻抗的绝缘子串逐渐呈电阻性，并且绝缘电阻也逐渐变小。由于泄漏电流的作用，绝缘子表面形成局部干燥区，从局部打火演变为小短电弧、长电弧，直到击穿整个绝缘子串，发生闪络。海水污秽还有另外一种情况，即在一定不利气象条件下，海水水滴或盐粒构成雾核而形成盐雾，使绝缘子表面湿润，加剧污层的导电性，严重影响绝缘子的运行。

2某核电站室外高压电气设备防污闪措施

某核电站设置有500千伏和220千伏GIS开关站及出线装置，于2003年完成安装投入运行，均按照污秽等Ⅳ级设计，设备额定爬电比距31mm/kV。室外高压电气设备主要有：棒形支柱绝缘子、电容式电压互感器、氧化锌避雷器、GIS出线套管、盘形悬式绝缘子串等。

自室外高压电气设备投运以来，电站室外高压电气设备运行良好，未发生污闪故障。采取的防污闪措施是定期清扫，辅助监测措施包括红外检测、盐密测试、绝缘预防性试验等。

3 防污闪面临的问题

a）根据2013年江苏省电网污区分布图，沿海地区的污区等级高于内陆地区，其中核电站处于e1级，相对应的变电设备污秽等级、额定爬电比距与实际爬电距离要求如下：

污秽等级名称 额定爬电比距，mm/kV 不同电压等级设备实际爬电距离（不小于）mm

500kV 220kV

e1 32 17600 8064

通过将核电站500千伏、220千伏室外高压电气设备实际防污等级和爬电距离与江苏电网2013年防污闪要求对比，只有500千伏、220千伏电容式电压互感器和盘形悬式绝缘子串满足要求，其它设备爬电距离偏小。

b）目前该核电站正在向长周期燃料循环过渡，由初始设计的12个月停堆换料向18个月停堆换料过渡，燃料循环天数的增加使得500千伏出线停电检修间隔变长，仅靠设备清扫来提高高压电气设备绝缘性能受到很大限制。

4改进建议

a） 通过PRTV涂料等材料增加绝缘子的爬电比矩

PRTV涂料材质为室温硫化型硅橡胶，是以较低分子量的活性直链聚硅氧烷为基础胶料，加入填料、硫化剂和颜料，在常温下即可硫化的硅橡胶。它具有较强的憎水性和憎水迁移性，可以有效地抑制绝缘子外部表面的水膜形成，从而很好的对绝缘子的绝缘特性进行维持。

b） 室外高压电气设备区域设立空挂绝缘子串，用于定期测量该区域等值盐密。对本地区设备外表面污秽物质的等值附盐密度监测，是掌握户外绝缘设备污闪特性的重要参考依据。目前电站盐密测试采取停电时选取运行绝缘子串样本运行，受停电窗口限制，取样周期较长。

c） 在设备现场维护方面，必须遵守“逢停必扫”的原则。根据核电站长周期燃料循环过渡规划、长周期燃料循环运行规划，合理安排线路清扫周期，充分利用每次停电窗口进行设备清扫，保证每年至少清扫一次。

d） 增加红外检测、绝缘预防性试验的频次，及时发现设备隐患和缺陷，保持电气设备正常的绝缘水平。

5结语

电气设备的安全稳定运行成为核电站安全的重要保障之一。核电站室外高压电气设备受沿海地区大气环境影响易发生污闪事故，因此在设计上需要提高电气设备污闪等级，同时应加强运行期间防污闪措施的实施。以上提出的改进建议，能有力地增强电气设备的绝缘性能，大大降低设备发生污闪的几率，进一步提高核电站机组和电网的稳定性。

参考文献：

[1] 国家电网公司.电力系统污区分级与外绝缘选择标准[S].Q/GDW152-2006

[2]王辉.沿海核电站防污闪设计采用新标准的必要性[J].水电能源科学，1000-7709（2011）06-0163-03

[3] 田湾核电站.田湾核电一期工程初步设计文件