第六節(jié)污閃事故及預(yù)防

第六節(jié)污閃事故及預(yù)防第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一 輸電線路絕緣子要求在大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓和長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下均能可靠運(yùn)行。但沉積在絕緣子表面上的固體、液體和氣體污穢顆粒與霧、露、毛毛雨、融冰、融雪等惡劣氣象條件的作用，將使絕緣子的電氣強(qiáng)度大大降低，從而使得輸電線路不僅可能在過(guò)電壓的作用下發(fā)生閃絡(luò)，更頻繁的是在長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下發(fā)生污穢閃絡(luò)，造成停電事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于污穢而引起的絕緣閃絡(luò)事故次數(shù)目前在電網(wǎng)事故次數(shù)總數(shù)中已占第二位，僅次于雷害事故，而污閃事故造成的損失大約是雷害事故的10倍一、污閃現(xiàn)象第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一污閃：指線路絕緣子表面積污，在受潮或爬電比距不足的情況下，在正常運(yùn)行電壓下發(fā)生的閃絡(luò)放電現(xiàn)象。 沿外絕緣表面放電的距離稱為泄漏距離,也稱爬電距離,簡(jiǎn)稱爬距。

爬電比距（泄漏比距）：

電力設(shè)備外絕緣的爬電距離與設(shè)備最高電壓之比。

第3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2001年2月22日凌晨,遼寧大部分地區(qū)遭受幾十年未見(jiàn)的濃霧天氣,造成遼寧電網(wǎng)建國(guó)以來(lái)最嚴(yán)重的1次大面積污閃停電事故,事故波及沈陽(yáng)、鞍山、營(yíng)口、遼陽(yáng)、撫順、鐵嶺和阜新等地區(qū)。220ｋＶ線路跳閘151條次,跳閘線路44條,并造成12座220ｋＶ變電所全停；2002-01-14—15，湖南省常德、湘潭地區(qū)220，500kV線路連續(xù)發(fā)生污閃跳閘事故，1990.2華北電網(wǎng)大面積污閃，500kV全部污閃，損失電量1200萬(wàn)度，損失6000多萬(wàn)元；1992春四川電網(wǎng)大面積污閃1996冬華東華中及其他地區(qū)電網(wǎng)大面積污閃1999.3華北山東及其他地區(qū)電網(wǎng)大面積污2001.2東北、華北、河南等地電網(wǎng)大面積污閃污閃事故第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一污閃事故發(fā)生原因環(huán)境污穢嚴(yán)重而且變化較快，絕緣子絕緣配置、選型不當(dāng)，未能適應(yīng)污穢的發(fā)展，導(dǎo)致一旦出現(xiàn)不利氣象條件就發(fā)生大面積污閃跳閘事故；運(yùn)行中零值瓷絕緣子在污閃發(fā)生時(shí)多次掉線，擴(kuò)大了污閃事故；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，發(fā)生污閃跳閘時(shí)引發(fā)大面積停電。第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、絕緣子積污特性1、污穢的種類第一類自然型污穢：該類污穢主要來(lái)自于海洋、沼澤和土壤等自然環(huán)境。在防污閃工作中常遇到的有：農(nóng)田塵土污穢、鹽堿污穢、沿海海水（霧）污穢、鳥(niǎo)糞污穢等。第二類工業(yè)型污穢：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中由煙囪排出的氣相、液相和固相污穢物質(zhì)。它主要分布在工業(yè)城市及近郊和工業(yè)集中的地區(qū)，包括化工廠、冶煉廠及火電廠的排煙，水泥廠、煤礦及礦場(chǎng)的粉塵，循環(huán)水冷卻塔或噴水池的酸化水霧等。第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.絕緣子表面污穢物的化學(xué)分析絕緣子表面污穢物水溶液中，可溶鹽的主要陽(yáng)離子為：Ca2+、NH4+、Zn2+、Na+、Mg2+，還有K+等，主要陰離子為：SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-、還有F-等。其中以Ca2+和SO42-離子含量最大，約占總陽(yáng)離子和總陰離子的50％～80％。污穢物水溶液中各種陰陽(yáng)離子經(jīng)配合，污穢物中硫酸鈣和一價(jià)鹽占全部鹽類比重的分散性較大。一般硫酸鈣大約占全部鹽類的30%～70%，平均占50%左右，而一價(jià)鹽大約占全部鹽類的10%～30%，其他鹽類占25%左右。第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一污穢中不溶于水的成份：按其吸水性能大小可分為三類：吸水性強(qiáng)的有高嶺土、伊利石、石膏；吸水性次之的有方解石、白云石；吸水性差的有石英、長(zhǎng)石、赤鐵礦和不定形碳。

絕緣子表面的污穢包含溶性成分和不溶性成分，其中可溶性成分的含量用鹽密(等值鹽密度ESDD)表示，灰密(非可溶沉淀物密度NSDD)是指附著絕緣子表面不能溶解于水的物質(zhì)除以表面積的結(jié)果，用于定量表示絕緣子表面非可溶殘?jiān)俊５?頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.絕緣子串中污穢分布規(guī)律污穢在絕緣子表面沉積：取決于污穢物向絕緣子表面運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力狀況。包括:重力、風(fēng)力、電場(chǎng)力等。污穢分布規(guī)律：統(tǒng)計(jì)資料表明對(duì)于輸電線路用懸式絕緣子串，每片絕緣子自然積污程度是隨機(jī)的。但每串中鹽密最高值以靠近導(dǎo)線的那片絕緣子的出現(xiàn)頻率為最高。復(fù)合絕緣子靠近高壓端和接地端的2個(gè)單元傘裙鹽密值略高?？拷邏憾说膯卧}密值為最高值。中間單元鹽密值略低，呈現(xiàn)不規(guī)則的鋸齒狀。第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.影響絕緣子積污因素氣象條件影響：取決于風(fēng)、雨、霧等天氣對(duì)污穢物運(yùn)動(dòng)和沉積規(guī)律影響上。電壓種類的影響：直流電壓下絕緣子表面的積污量要高于交流電壓下的絕緣子。絕緣子型式對(duì)積污特性的影響：絕緣子下表面有棱將形成渦流區(qū)，易于積污，而表面光滑，邊緣呈開(kāi)放形有利于減少積污。經(jīng)驗(yàn)表明，普通型絕緣子下表面有棱，積污嚴(yán)重，耐污水平低，雙層傘防污型絕緣子邊緣呈開(kāi)放形，上下表面光滑無(wú)棱，積污量小，耐污水平高，防污效果好。第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一絕緣子串的安裝型式對(duì)積污影響：懸垂串絕緣子串的積污最嚴(yán)重。水平串絕緣子上、下表面均能被雨水沖刷，其自潔性最好。V形串絕緣子的受污程度介于懸垂串和水平串之間。絕緣子直徑的影響：隨著設(shè)備平均直徑的增加，其表面污穢度相應(yīng)減小。電壓等級(jí)的影響：電壓等級(jí)越高，積污越嚴(yán)重，鹽密量越大。季節(jié)氣候的影響：絕緣子積污一般從每年9月開(kāi)始，到雨季來(lái)臨之前最大，以后因雨水沖刷鹽密下降，到秋季氣候干燥時(shí)重新開(kāi)始。第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、污閃過(guò)程絕緣子表面的積污

絕緣子表面污穢層的潮濕

形成干燥帶和局部放電產(chǎn)生局部放電發(fā)展導(dǎo)致閃絡(luò)第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一絕緣子表面的積污污穢的輸送與沉積：風(fēng)力、重力、電場(chǎng)力三者將污穢顆粒帶到絕緣子表面，并沉積下來(lái)。三者對(duì)不同顆粒污穢的輸送與沉積作用不同。這三者的差別決定了帶電與否對(duì)積污的影響，決定了交流/直流積污的差別。絕緣子外形與材質(zhì)：影響空氣動(dòng)力學(xué)性能，影響污穢顆粒的沉積，影響自清洗第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一受潮 有時(shí)雖然防污閃工作不到家，但沒(méi)有充分濕潤(rùn)的氣象條件，沒(méi)有污閃事故。 有時(shí)防污閃工作花了大功夫，但面臨連續(xù)惡劣的氣象條件，還是閃了，很不走運(yùn)！干燥的污穢是不導(dǎo)電的，受潮是污閃的必要條件。然而大量降水有利于自清洗，因此污穢的充分濕潤(rùn)又不流失是污閃的最有利條件第14頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一形成干燥帶和局部放電產(chǎn)生 由于絕緣子表面各部位的電流密度不同，結(jié)果在電流密度大的部位形成干燥帶，干燥帶的形成促使絕緣子表面的電壓分布更不均勻，干燥帶承受較高的電壓。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，將產(chǎn)生輝光放電，繼而產(chǎn)生局部電弧。局部放電發(fā)展導(dǎo)致閃絡(luò) 當(dāng)局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達(dá)到或超過(guò)臨界狀態(tài)時(shí)，電弧就貫穿兩極，產(chǎn)生閃絡(luò)。第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、防止污閃事故發(fā)生措施防污閃應(yīng)從污閃產(chǎn)生四方面著手1.防污閃分析充分利用絕緣子的自清潔能力，開(kāi)放傘形少積污，但要有必要的爬距。清洗：人工清掃、帶電水沖洗積污第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一受潮：憎水性表面慢受潮。所以用硅油、硅脂、地蠟；RTV涂料、硅橡膠合成絕緣子等，關(guān)鍵是憎水性遷移。局部閃絡(luò)：采用半導(dǎo)體釉絕緣子。 半導(dǎo)體釉是在瓷釉中加入某種物質(zhì)(如氧化錫等),使瓷釉絕緣電阻降低，處于絕緣體和導(dǎo)體之間。優(yōu)點(diǎn)：在運(yùn)行中因通過(guò)電流而發(fā)熱，使表面始終保持干燥，同時(shí)使表面電壓分布較均勻，從而能保持較高的閃絡(luò)電壓。缺點(diǎn)：性能不穩(wěn)定、適應(yīng)壽命、電能損失第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一加大爬距必須兼顧傘形。否則容易飄電弧，爬距不能充分利用，甚至得不償失。細(xì)絕緣子污閃電壓高。等效直徑越小，同樣污穢度下污閃電壓越高。大套管、套筒污閃電壓最低。直流下污閃電壓最低。電弧不熄滅，飄弧較嚴(yán)重。閃絡(luò)：第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.防止污閃事故發(fā)生措施劃分線路污穢等級(jí)目的：核實(shí)絕緣子爬電比距能否滿足防污閃要求，以便有針對(duì)性制定防污措施。

等值附鹽密度簡(jiǎn)稱等值鹽密，其含義是把絕緣子表面的導(dǎo)電污物密度轉(zhuǎn)化等值為單位面積上含有多少毫克的鹽(NaCl)。方法：根據(jù)線路絕緣子等值附鹽密度、周圍環(huán)境、污源變化和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，定期或不定期地進(jìn)行修正。

第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)量等值鹽密方法 等值鹽密的測(cè)量方法是將待測(cè)瓷表面的污物用蒸餾水(或去離子水)全部清洗下來(lái)，采用電導(dǎo)率儀測(cè)其電導(dǎo)率，同時(shí)測(cè)量污液溫度，然后換算到標(biāo)準(zhǔn)溫度(200C)下的電導(dǎo)率值，再通過(guò)電導(dǎo)率和鹽密的關(guān)系，計(jì)算出等值含鹽量和等值鹽密值。鹽密=鹽量/被清洗絕緣子表面第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一清掃絕緣子污區(qū)線路，臨近工廠的桿塔絕緣子積污較為嚴(yán)重，每年堅(jiān)持在冬季對(duì)線路絕緣子進(jìn)行停電清抹，做到逢停必抹，把線路污閃事件消除在萌芽狀態(tài)。結(jié)合鹽密指導(dǎo)清掃，能有效利用外絕緣的抗污能力。清掃方法：停電清掃和帶電清洗。第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一定期測(cè)試和及時(shí)更換不良絕緣子增加絕緣子片數(shù)或更換防污絕緣子采用憎水性材料（室溫硫化硅橡膠RTV和PRTV）

RTV是一中無(wú)色透明液體，將其涂在絕緣子表面后通過(guò)空氣及觸媒的作用，涂層固化為橡膠似薄膜，比較牢固附著在絕緣子表面上。利用有機(jī)硅化合物優(yōu)良的憎水性、絕緣性、耐氣