输电线路污秽绝缘子泄漏电流情况的研究

(国网成都供电公司 四川 成都 611731)

输电线路污秽绝缘子泄漏电流情况的研究

黄满意刘刚常斌峰

(国网成都供电公司四川成都611731)

为了预防污闪事故的发生，电力维护人员采取了包括调整爬电比距、采用耐污绝缘子、在绝缘子表面涂憎水性防污涂料、对绝缘子进行定期清扫或水冲洗等一系列措施，这些措施在实际运行中都起到一定的作用，但减少污闪事故的效果仍不理想。其原因主要是采用上述措施的有效性或实施周期都需要根据对现场污秽度监视情况来确定，而依据目前检测外绝缘污秽程度的方法，电力维护人员无法实时准确掌握现场污秽程度。

泄漏电流；等值盐密；等值灰密

引言

数十年来，国内外科技工作者一直致力于污闪事故预防工作的研究，通过研究污秽绝缘子的闪络特性、闪络机理，建立绝缘子污秽闪络模型，确立绝缘子污秽等级的划分方法，得出了许多有价值的理论和经验，应用于工程实际中，促进了电力行业的发展。其原因主要是采用上述措施的有效性或实施周期都需要根据对现场污秽度监视情况来确定，而依据目前检测外绝缘污秽程度的方法，电力维护人员无法实时准确掌握现场污秽程度。

一、污秽程度常用衡量方法

通常污秽绝缘子污秽程度可以通过等值附盐密度、污秽表面电导率、泄漏电流、闪络场强等指标来衡量。其中，泄漏电流与污闪放电的发展过程密切相关，泄漏电流便于连续监测，包含了丰富的信息，可以综合反映污秽程度、受潮程度、绝缘子承受电压以及绝缘子形状等因素[1]。近些年以泄漏电流某些特征值及当地气候情况为监测目标的绝缘子在线监测系统相继出现，并被很多电力部门使用。

通过监测泄漏电流，能真实有效地反映绝缘子的污秽状况。当污秽水平过限时，发出警报，提示工作人员清扫，这样可以预防污闪事故的发生，提高了供电可靠性。另外，污秽泄漏电流受电压等级和气候的影响，在线监测可获得自然污秽绝缘子泄漏电流的特性数据，为现场防污的实施提供科学的依据[2]。

二、临闪前最大泄漏电流法

临闪泄漏电流与污闪电压之间存在确定的关系，临闪泄漏电流Ic是绝缘子污闪前的最大泄漏电流值，也是污闪后最小泄漏电流值。在临界点上测得的相应于闪络的泄漏电流必定是最大值，否则就不会闪络。但不在临界点上的泄漏电流是忽大忽小的，应在一定时间内测得的许多值中取其最大者来代表。在规定时间内(如15min或30min内)测得的许多电流脉冲中，取其中最大值来代表，此即为最大泄漏电流值法[3]。最大泄漏电流可以作为报警电流，及时通知运行人员采取维护措施。

临闪前最大泄漏电流可以反应污闪的全过程，能用在于在线检测，可以作为报警装置。但所用装备要能记录脉冲值，可以经常显示积污过程。此方法受地区限制较大，能用于经常湿润的地区，绝不能用于干燥的地区。究竟多大泄漏电流值作为报警电流，仍需作进一步深入研究。在干旱少雨的地区泄漏电流法不适用。

三、脉冲电流法

脉冲电流法也是一种常用的用于监测、分析系统绝缘子运行状态的方法。脉冲电流法的基本原理是：在线运行的绝缘子，在自然环境中受到污染，其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下，通过绝缘子表面的泄漏电流非常小，呈容性状态。这时泄漏电流呈正弦状。随着空气湿度的增加，绝缘子表面形成薄薄的一层导电层，使回路电阻减小，泄漏电流增大,并由容性转变为阻性。此时的泄漏电流局部有脉冲电流产生。泄漏电流的热效应使绝缘子表面形成局部干燥区域，干燥带的形成促使绝缘子表面电压分布更加不均匀，干燥带承担较高的电压[4]。当电场强度足够大时，将产生辉光放电，继而产生局部电弧。此时局部电弧有可能熄灭，也有可能发展。局部电弧使泄漏电流畸变，在泄漏电流中会检测到幅值较大的电晕脉冲信号。当局部电弧不断发生和发展达到和超过临界状态时，电弧贯穿两极，完成闪络。由于这一特性，用监测、分析脉冲电流的方法对监测系统绝缘子运行状况是可行的。

由于绝缘子在线检测的一些固有的问题，到目前为止，我国尚没有开发出能广泛应用，且能准确判断绝缘子运行状态的实用产品。当然也有一些处于试验阶段的产品，比如武汉高电压研究所研究出的污秽绝缘子泄漏电流自动监测报警器，是以绝缘子泄漏电流进行检测的。它的传感器和监测报警器安装在杆塔上，报警信号采用无线电传输方式传输到地面接收，地面部分为便携式接收机[5]。这个装置还不是全天候实时监测，它还需要巡线人员拿着接收机沿途收集数据。另外还有一种是变电站瓷绝缘污秽泄漏电流自动监测仪。

四、污秽绝缘子表面放电机理

到目前为止，有关沿绝缘污秽表面的放电机理还没有统一的看法，但大多认为：沿绝缘子湿润污秽表面的闪络现象已不是一种单纯的沿绝缘表面的空气击穿，而是一种与电、热、化学因素有关的绝缘表面气体电离以及局部电弧产生、发展的热动力平衡过程。

绝缘子的污闪过程一般受绝缘子表面特性的影响，现有绝缘子的表面状况有两种：憎水性或亲水性。由于污秽沿绝缘子表面的分布通常是不均的，且沿绝缘子泄漏路径的直径也不同，因此，绝缘子各个区段的泄漏电流密度是不同的，这就使得表面泄漏电流产生的热量对污层的烘干是不均匀的。由于结构形状或其它偶然因素的影响，在电流密度较大或污层电阻较大的局部地区，首先被烘干成干带或干区。绝缘子表面各处的电流密度不同，在悬式绝缘子的钢脚、钢帽附近，或棒形、支柱绝缘子的杆径处，电流密度较大。表面泄漏电流产生的焦耳热效应在几个周波内会使电流密度很大的地方水分蒸发，从而形成所谓的干区(干燥带)。干带的出现将减小甚至中断泄漏电流，在这种情况下作用电压将主要集中在干带上。由于干带比较窄，往往仅仅几厘米宽，导致干带上的空气可能击穿和产生泄漏电流脉冲。

五、本章小结

由于输电线路绝缘子的污秽程度与泄漏电流密切相关，因此，通过对污秽绝缘子泄漏电流的特性进行分析即能在一定程度上揭示绝缘子染污情况。污秽泄漏电流受电压等级和气候的影响，在线监测可获得自然污秽绝缘子泄漏电流的特性数据，为现场防污的实施提供科学的依据。

[1]蒋兴良，孙才新，舒立春，等，电力系统污秽绝缘与防污闪[M]，重庆：重庆大学出版社，2015

[2]宿志一，防止大面积污闪的根本出路是提高电网的基本外绝缘水平-对我国电网大面积污闪事故的反思,中国电力[J]2013,Vol.36,No.12:57-61.

[3]乐波，王黎明，毛颖科，污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究，高压电器[J]2015.12.vol.41 No.6

[4]王黎，李卫国，戴子勤，绝缘子泄漏电流值预测方法综述，电瓷避雷器[J]，2016.04.

[5]周泽洪，于亮，张茂春，绝缘子污闪预测与泄漏电流分析方法的认识和探讨，重庆市电机工程学会2016年学术会议论文.

黄满意(1986-)，四川成都人；刘刚(1986-)，四川成都人；常斌峰(1986-)，四川成都人。