浅析电力系统污秽绝缘及防污闪预防措施

邵志宏 陈胜强 马广俊

摘 要：在污闪、湿闪、冰闪、雷击闪络、操作冲击闪络等几种放电中，对电力系统危害最大的是污闪，虽然雷击闪络占外绝缘闪络次数最多，但污闪的损失却是雷害的数倍。在设备发生污闪事故时，重合闸成功率很低，往往造成大面积停电;污闪中所伴随的强力电弧还常导致电气设备的损坏，使停电时间延长，随着电网的发展，污穢条件下的电气绝缘问题显得更加突出。本文通过分析环境对电气设备绝缘的影响，提出一些绝缘子防污闪方法和技术措施。

关键词：雾霾 ;污闪;污秽绝缘子;方法; 技术措施

一、污闪及污闪的特点：

污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物，在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电场作用下出现的强烈放电现象。绝缘子污闪放电最显著的特点是：闪络电压低。以标准悬式绝缘子为例，单片的闪络电压：在洁净干燥的条件下75kV;在洁净淋雨状态下45kV，在潮湿污秽的状态下<10kV。

二、雾霾天气对电气设备外绝缘的影响

1、空气湿度大且大气层较为稳定时，大气污染物大量聚集，易演变成灾害性雾霾天气。城市、工业区及其邻近区域频繁出现的雾霾，导致了输变电设备外绝缘表面湿沉降的增加，表征雾霾脏污程度的雾水电导率，随所在区域污秽等级的提高而增大。

2、形成雾霾时，其雾水电导率可持续数小时稳定在1000-2000uS/m范围内，平均最大值可达2500uS/cm或更多;城郊雾水电导率可达数百至1000us/cm;远离城市雾水电导率一般在100uS/cm以下。在雾霾的持续作用下，绝缘子表面污秽度逐渐增大。雾水电导率在（2000uS/cm）时持续6-10h后，绝缘子表面等值盐密可增加0.03-0.04mg/cm2。若雾水为1000-2000μS/cm左右时，绝缘子的污闪电压比清洁雾时下降17%-20%.

3、污秽度越重，雾水电导率对其污闪电压的影响有减小趋势。

4、高导电率盐雾试验表明，浓雾霾中工作电压下线路发生的闪络是绝缘子串严表面放电，而不是空气间隔的击穿。

5、“绝缘到位，留有裕度”的外绝缘配置应对霾和雾霾天气是行之有效的。个别污闪事故的发生，表明防污闪工作仍存在薄弱环

三、绝缘子表面污秽的影响因素

工业、农业、交通运输及生态环境等在空气中产生大量的气相、液相和固体污秽物质，不同地区空气的污染有着不同的特点。绝缘子表面的污秽沉积与污染性质、污秽源距离、气象气候条件、地形、地貌以及绝缘子本身的造型结构等多种因素有关。绝缘子表面的积污过程主要取决于：

1）使尘埃微粒附着在绝缘子表面的力，如风力、重力和电场力，其中风力最重要。

2）污秽微粒与绝缘子表面的粘附力以及微粒之间的粘聚力。一般情况下，污秽微粒与瓷、玻璃，合成绝缘子表面的沾附力小于微粒之间室外沾聚力。因此洁净绝缘子表面开始时污秽积聚较慢，后来逐渐加快。

3）空气污染：弥漫在空气中的污秽物日积月累地沉积在运行中的外绝缘表面上，形成污秽层，可溶性导电物质在湿润溶解后，将使表面污秽层的电导急剧增大致使外绝缘的电气强度显著下降。

4）水分的凝结：

在一定条件下，水汽发生凝结而产生雾、露、霜、毛毛雨等是对污秽绝缘极为不利的气象条件对绝缘子的电气强度造成危害。

5）污秽的类型：沉积在外绝缘上的污秽类型可分为在工业生产过程中排出的气相和固相污秽物包括化冶炼厂及火电厂的排烟，水泥厂、煤矿及矿场的粉尘，循环水冷却塔或喷水池的酸化水雾等;以及自然条件下产生的污秽包括尘土污秽、盐碱污秽，海盐或海水污秽鸟粪污秽等。

6）覆冰积雪：绝缘子覆冰积雪也是一种污秽，当冰层或积雪层融化时，明显提高绝缘子表面的电导，导致绝缘子在运行电生闪络事故，这种闪络事故称为冰闪。

四、防污闪方法和技术措施

电压、污秽、潮湿是产生污闪的三个必要条件，防止污秽闪络就是在这三个方面采取措施，如增大爬电比距、减少表面积表面干区、使用新型绝缘子等，以此破坏污闪条件的形成，避免事故的发生，在污秽地区加强绝缘的防污闪主要方法和措施概括为：爬、扫、涂

1）调整爬电比距：根据污区图上规定的爬电比距，调整该地区电气设备的外绝缘的爬电距离的工作称为调整爬距。由于工农业的发展，输电线路的运行环境不断发生变化，因此，应根据污区等级的变化及时和适当调整爬电距离。对于已建成的线路在调爬时，要校核增加绝缘子片数后线路的风偏造成的相间或相对地的距离，以及横担是否能承受绝缘子的重量。

对于已经建成的输电线路，如果塔头间隙不满足增加绝缘子片数的要求，通常以用同样高度的防污绝缘子调换普通绝缘子为宜：如果间隔距离符合要求，且增加1～3片普通型绝缘子或绝缘子串长增加20%-30%可满足防污要求时，可采用增加普通型绝缘子的方式

2）选择合适的绝缘型号：各种型号的绝缘子积污特性不同，环境污源性质也有很大差异，要使调爬达到最佳效果，就必须重视绝缘子型式的合理选择。

3）绝缘子表面处理：瓷和玻璃绝缘子表面呈现的是亲水性状态，在污湿环境条件下，容易形成连续的水带，污秽容易受潮湿润，从而导致绝缘子表面容易形成泄漏电流通道。表面处理是在绝缘子表面覆涂特殊涂料，改变绝缘子表面的状况，增加绝缘子表面的憎水性，使绝缘子表面在通电的情况下不易形成泄漏电流通道。表面处理表面处理是一种辅助方法种补救的措施，只有在增加爬电距离有困难的情况下才采用这种技术措施。也是一种防止绝缘子发生污闪的有效手段，在严重污秽区，具有非常重要的意义，效果也非常显著，目前涂料主要有有机硅涂料（如硅油、硅脂）、地蜡、长效硅脂、室温硫化硅橡胶、含氟涂料等。

4）及时进行失效涂层的复涂：复涂时要注意复涂在牢固、无污秽的底面上进行，复涂工艺可采取彻底清除残留失效涂层后再复涂;也可在常规清扫后，在旧涂层上重涂，必要时可采用偶联剂。清除失效涂层时，注意不得刮伤瓷件釉面，并禁止使用强氧化性物质，避免对瓷件和钢帽造成损害。复涂前瓷表面应干燥，不得残留清。

5）清扫：在防污技术措施中，比较简单的方法就是将积聚在绝缘子表面的污秽污清除，恢复其原有的绝缘水平，这就是运行工作中经常采用的清扫。清扫可分为带电清扫和停电清扫，带电清扫又可分为带电水冲洗、气冲和电动刷等方式。清扫一般与电气设备检修同时进行，应在雾季初期（一般为10-11月）清扫1次，因为11月至次年1月雨量较少，积污量处在一年中的最高值，而且雾天较多，所以在这时进行清扫其防污闪效果最佳

6）在防污闪中应用复合绝缘子：复合绝缘子伞裙表面具有很好的憎水性，并且其憎水性具有迁移特性，在污湿环境中具有较高的污闪电压，因此在防污闪技术中得到广泛应用。

总之，无论采用那种防污闪技术措施，都要根据污染区及绝缘子的防污特性进行综合考虑，结合本地区的实际情况，进行单一或多种综合技术措施防止污闪事故的发生，加强薄弱设备环节的维护、改造，提高电气设备的绝缘等级，加强电网的日常维护管理，能够有效避免电网发生污闪事故。