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摘要:由于直流电本身存在吸附能力强这一特征,每当遇到雾霾天气时,在短时间内就会大量灰尘吸附于绝缘子表面,由此引发污闪现象;另外,当遇到降雪天气时,极易在直流特高压输电线路上出现结冰现象,从而引发冰闪放电现象。一旦直流超高压输电线路发生局部拉弧放电现象,极易引发整串绝缘子闪络发生故障,从而降低了线路运行质量和安全系数。在本文中,首先阐述直流特高压输电线路污闪冰闪现象的形成机理,之后圍绕着防污闪冰闪措施进行了一系列探究,希望所提出的建议能够为大家带来有价值的参考。
关键词:直流特高压;输电线路;污闪冰闪;防范措施
引言:目前,我国为了支持社会经济发展建设,在全国范围内建成多条±800kV、±660kV直流特高压线路。但是,对于此类供电线路而言,极易爱到雾霾、降雪、低温等恶劣天气的影响,引发污闪冰闪现象。当情况严重时,还会发生拉弧放电现象,致使线路只能被迫降压运行,在很大程度上造成资源和能源浪费,更不利于供电系统的平稳发展。对此,有必要针对直流特高压输电线路防污闪冰闪措施进行全面细致的研究,确保此类供电线路在雾霾、强冰雪等恶劣天气下依然能够保证安全平稳的运行。
1.污闪及冰闪形成机理
1.1污闪形成机理
污闪是指电气设备的绝缘子在遇到雾、露、雨和融冰等恶劣天气时,其表面就会被各种固态、液态和气态导电物质所污染,在电压运行时,就会产生局部电弧效应,最终形成沿面闪络放电。这种现象存在以下形成因素:首先,绝缘子形状和积污之间存在较大关联,而积污程度过高必然会引发污闪。其次,绝缘子表面积污程度与气流流速紧密相关。比如当气流受阻时,就会在受阻处形成一个涡流区域。然而,在此区域内,非常容易造成污秽物的大量积聚。在大雾、凝露、雨夹雪、粘雪、融雪、融冰、雾凇等天气环境下,空气相对湿度会大幅上升。这样一来,必然会加大绝缘子表面湿润程度,从而引发污闪现象。从理论角度来看,如果在相同环境下,带电运行的绝缘子的积污速度要快于不带电运行的绝缘子积污速度;在直流电压运行下的绝缘子的积污速度,要明显快速交流电压下运行的绝缘子积污速度。但是,这一规律并不适用于沿海地区。因为在沿海地区静电力便不再是积污量的关键性因素,该地区不论是否属于带电绝缘子,其积污速度都比较接近[1]。
1.2冰闪形成机理
通过对以往的直流输电线路冰闪现象进行研究,发现融冰期属于此类现象的高发期。在融冰期内,容易发生绝缘子伞群间的冰柱短接现象。一理形成冰柱,必然会大幅缩减绝缘子爬距,进而导致耐受电压能力深受影响。当泄漏电流达数百毫安时,便极有可能从局部弧光放电演变成贯穿整个绝缘子,最终形成冰闪现象[2]。
1.3直流电压下绝缘子闪络特性
与交流电压不同,直流电压的静电具有极强的吸附性。所以,在相同条件下,直流外绝缘表面具有更快的积污速度和脏污程度。因此,如果需要在潮湿环境下架设直流超高压输电线路,对于外绝缘设计具有相当高的设计要求。
2.直流特高压输电线路防污闪冰闪措施
2.1使用新型防污闪涂料
在针对直流特高压输电线路进行防污防闪保护时,可采用PRTV在其表面进行涂刷。在涂刷后期,针对防污防闪性能进行观测,确保该涂料防污闪作用的有效发挥。从目前这项措施的应用效果来看,绝大多数直流超高压输电线路没有发生过拉弧放电或沿面闪络现象。但在,个别地区在遇到恶劣天气时,仍然需要输电线路维修人员对污闪冰闪现象给予高度关注[3]。
2.2污秽测量绝缘子采样
直流超高压输电线路维护人员可以每年选定一个适便的时间,将线路当中的绝缘摘除,再新挂测量绝缘子。将摘除下来的绝缘子送往相关实验机构进行取样,全面了解绝缘子表现污秽累积情况,从而有针对性的采取防污闪冰闪措施,从根本上降低此类现象的发生机率。
2.3应用插花式复合绝缘子
每当遇到大面积雾霾、降雪降温等天气,直流超高压输电线路绝缘子就极易发生局部拉弧放电现象,而且这种放电长度大约为整串绝缘子的1/5。当情况严重到一定程度时,就会引发整串绝缘子闪络故障。为防止此类现象,输电线路只能采取降压运行方式。通过对此类故障原因进行分析,发现主要因为在绝缘子表面存在严重的积污现象,外加伞裙间填充大量积雪导致桥接。针对这一问题,建议供电企业利用每一年春季进行线路检修的机会,将线路当中的复合绝缘子更换成插花式复合绝缘子。这些绝缘子的伞群为“特大-中-小”形式,可以有效阻断冰凌侵入,减少桥接现象,大幅降低稳定电弧的形成,起到防污闪冰闪的作用[4]。
2.4调整瓷绝缘子爬距
在直流超高压输电线路当中,尽管线路维修人员已经在所有瓷绝缘子表面涂刷过PRTV涂料。但在个别区域内,局部拉弧放电现象仍然时有发生。针对这一问题,建议线路维修人员适当增大瓷绝缘子区段爬距。通过这一措施,可以有效降低污闪冰闪现象的发生[5]。
2.5其他防污闪冰闪措施
在直流输电线路当中,绝缘子串存在多种安装方式,例如垂直安装悬垂串、水平安装耐张串、倾斜安装V型串以及倒V型串,有时还会采用Y型串。从其运行效果上看,不同的绝缘子安装方式,具有各自不同的优势。尤其不同的安装方式,会地绝缘子污闪冰闪现象的发生机率产生不同的影响。经过总结,这种影响主要体现在导致积污特性差异和导致污绝缘子串沿面放电过程存在差异这丙个方面。针对于不同安装方式下,绝缘子积污特性的差异,可以通过运行线路积污特性测量对其进行了解。在放电发展过程和闪络电压差异方面,可以通过人工污秽试验进行了解。目前,国内外V型绝缘子串的夹角大多位于70°-110°之间。其中,90°最为常见。据相关文献表明,当绝缘子串存在倾斜角度时,会造成污闪电压的增加,在倾斜角度达到20°时,可以达到最佳效果。随着绝缘子表面污秽程度的提升,所形成的V型布置污闪电压就会远远高于I型布置所产生的电压。也就是说,采用V型串布置方式,可以大幅降低线路污闪冰闪现象的发生机率[6]。
结语:在遇到恶劣天气时,直流超高压输电线路就会面临极大的考验。其中,受影响最大的就是线路当中的瓷绝缘子和复合绝缘了。因为其表面过于潮湿,或者脏污程度过高,就会导致绝缘子出现污闪冰闪现象。为了防止此类问题的发生,除了在绝缘子表现刷涂PRTV涂料以外,还可以利用停电检修、线路维修等机会,对积污严重的绝缘子进行清洗。必要时,还可以用插花式复合绝缘子复合绝缘子,减少冰闪事件的发生机率。总之,针对直流超高压输电线路容易发生污闪冰闪这一特性,需要在前期设计阶段与后续检修过程中,采取有效的防污闪冰闪措施,为线路的安全可靠性提供保障。
参考文献
[1]廖兴华,巢亚锋,岳一石,王珂,段建家,王成.超高压输电线路复合瓷绝缘子的运行状况分析[J].湖南电力,2020,40(06):53-58.
[2]崔浩,陈育淦,齐飞,徐勤法,孔磊.直流特高压输电线路防污闪冰闪措施分析[J].山东电力技术,2017,44(02):27-29.
[3]邵必飞.输电线路防污闪措施研究[J].企业技术开发,2011,30(23):37-38.
[4]郝雪峰.高压输电线路绝缘子防污闪对策分析[J].电气时代,2020(06):69-70.
[5]刘汉鹏.浅析输电线路绝缘子防污闪技术[J].电子制作,2018(17):81-82.
[6]谢家力.输电线路绝缘子防污闪技术研究及预防措施[J].企业技术开发,2018,37(09):84-86.
关键词:直流特高压;输电线路;污闪冰闪;防范措施
引言:目前,我国为了支持社会经济发展建设,在全国范围内建成多条±800kV、±660kV直流特高压线路。但是,对于此类供电线路而言,极易爱到雾霾、降雪、低温等恶劣天气的影响,引发污闪冰闪现象。当情况严重时,还会发生拉弧放电现象,致使线路只能被迫降压运行,在很大程度上造成资源和能源浪费,更不利于供电系统的平稳发展。对此,有必要针对直流特高压输电线路防污闪冰闪措施进行全面细致的研究,确保此类供电线路在雾霾、强冰雪等恶劣天气下依然能够保证安全平稳的运行。
1.污闪及冰闪形成机理
1.1污闪形成机理
污闪是指电气设备的绝缘子在遇到雾、露、雨和融冰等恶劣天气时,其表面就会被各种固态、液态和气态导电物质所污染,在电压运行时,就会产生局部电弧效应,最终形成沿面闪络放电。这种现象存在以下形成因素:首先,绝缘子形状和积污之间存在较大关联,而积污程度过高必然会引发污闪。其次,绝缘子表面积污程度与气流流速紧密相关。比如当气流受阻时,就会在受阻处形成一个涡流区域。然而,在此区域内,非常容易造成污秽物的大量积聚。在大雾、凝露、雨夹雪、粘雪、融雪、融冰、雾凇等天气环境下,空气相对湿度会大幅上升。这样一来,必然会加大绝缘子表面湿润程度,从而引发污闪现象。从理论角度来看,如果在相同环境下,带电运行的绝缘子的积污速度要快于不带电运行的绝缘子积污速度;在直流电压运行下的绝缘子的积污速度,要明显快速交流电压下运行的绝缘子积污速度。但是,这一规律并不适用于沿海地区。因为在沿海地区静电力便不再是积污量的关键性因素,该地区不论是否属于带电绝缘子,其积污速度都比较接近[1]。
1.2冰闪形成机理
通过对以往的直流输电线路冰闪现象进行研究,发现融冰期属于此类现象的高发期。在融冰期内,容易发生绝缘子伞群间的冰柱短接现象。一理形成冰柱,必然会大幅缩减绝缘子爬距,进而导致耐受电压能力深受影响。当泄漏电流达数百毫安时,便极有可能从局部弧光放电演变成贯穿整个绝缘子,最终形成冰闪现象[2]。
1.3直流电压下绝缘子闪络特性
与交流电压不同,直流电压的静电具有极强的吸附性。所以,在相同条件下,直流外绝缘表面具有更快的积污速度和脏污程度。因此,如果需要在潮湿环境下架设直流超高压输电线路,对于外绝缘设计具有相当高的设计要求。
2.直流特高压输电线路防污闪冰闪措施
2.1使用新型防污闪涂料
在针对直流特高压输电线路进行防污防闪保护时,可采用PRTV在其表面进行涂刷。在涂刷后期,针对防污防闪性能进行观测,确保该涂料防污闪作用的有效发挥。从目前这项措施的应用效果来看,绝大多数直流超高压输电线路没有发生过拉弧放电或沿面闪络现象。但在,个别地区在遇到恶劣天气时,仍然需要输电线路维修人员对污闪冰闪现象给予高度关注[3]。
2.2污秽测量绝缘子采样
直流超高压输电线路维护人员可以每年选定一个适便的时间,将线路当中的绝缘摘除,再新挂测量绝缘子。将摘除下来的绝缘子送往相关实验机构进行取样,全面了解绝缘子表现污秽累积情况,从而有针对性的采取防污闪冰闪措施,从根本上降低此类现象的发生机率。
2.3应用插花式复合绝缘子
每当遇到大面积雾霾、降雪降温等天气,直流超高压输电线路绝缘子就极易发生局部拉弧放电现象,而且这种放电长度大约为整串绝缘子的1/5。当情况严重到一定程度时,就会引发整串绝缘子闪络故障。为防止此类现象,输电线路只能采取降压运行方式。通过对此类故障原因进行分析,发现主要因为在绝缘子表面存在严重的积污现象,外加伞裙间填充大量积雪导致桥接。针对这一问题,建议供电企业利用每一年春季进行线路检修的机会,将线路当中的复合绝缘子更换成插花式复合绝缘子。这些绝缘子的伞群为“特大-中-小”形式,可以有效阻断冰凌侵入,减少桥接现象,大幅降低稳定电弧的形成,起到防污闪冰闪的作用[4]。
2.4调整瓷绝缘子爬距
在直流超高压输电线路当中,尽管线路维修人员已经在所有瓷绝缘子表面涂刷过PRTV涂料。但在个别区域内,局部拉弧放电现象仍然时有发生。针对这一问题,建议线路维修人员适当增大瓷绝缘子区段爬距。通过这一措施,可以有效降低污闪冰闪现象的发生[5]。
2.5其他防污闪冰闪措施
在直流输电线路当中,绝缘子串存在多种安装方式,例如垂直安装悬垂串、水平安装耐张串、倾斜安装V型串以及倒V型串,有时还会采用Y型串。从其运行效果上看,不同的绝缘子安装方式,具有各自不同的优势。尤其不同的安装方式,会地绝缘子污闪冰闪现象的发生机率产生不同的影响。经过总结,这种影响主要体现在导致积污特性差异和导致污绝缘子串沿面放电过程存在差异这丙个方面。针对于不同安装方式下,绝缘子积污特性的差异,可以通过运行线路积污特性测量对其进行了解。在放电发展过程和闪络电压差异方面,可以通过人工污秽试验进行了解。目前,国内外V型绝缘子串的夹角大多位于70°-110°之间。其中,90°最为常见。据相关文献表明,当绝缘子串存在倾斜角度时,会造成污闪电压的增加,在倾斜角度达到20°时,可以达到最佳效果。随着绝缘子表面污秽程度的提升,所形成的V型布置污闪电压就会远远高于I型布置所产生的电压。也就是说,采用V型串布置方式,可以大幅降低线路污闪冰闪现象的发生机率[6]。
结语:在遇到恶劣天气时,直流超高压输电线路就会面临极大的考验。其中,受影响最大的就是线路当中的瓷绝缘子和复合绝缘了。因为其表面过于潮湿,或者脏污程度过高,就会导致绝缘子出现污闪冰闪现象。为了防止此类问题的发生,除了在绝缘子表现刷涂PRTV涂料以外,还可以利用停电检修、线路维修等机会,对积污严重的绝缘子进行清洗。必要时,还可以用插花式复合绝缘子复合绝缘子,减少冰闪事件的发生机率。总之,针对直流超高压输电线路容易发生污闪冰闪这一特性,需要在前期设计阶段与后续检修过程中,采取有效的防污闪冰闪措施,为线路的安全可靠性提供保障。
参考文献
[1]廖兴华,巢亚锋,岳一石,王珂,段建家,王成.超高压输电线路复合瓷绝缘子的运行状况分析[J].湖南电力,2020,40(06):53-58.
[2]崔浩,陈育淦,齐飞,徐勤法,孔磊.直流特高压输电线路防污闪冰闪措施分析[J].山东电力技术,2017,44(02):27-29.
[3]邵必飞.输电线路防污闪措施研究[J].企业技术开发,2011,30(23):37-38.
[4]郝雪峰.高压输电线路绝缘子防污闪对策分析[J].电气时代,2020(06):69-70.
[5]刘汉鹏.浅析输电线路绝缘子防污闪技术[J].电子制作,2018(17):81-82.
[6]谢家力.输电线路绝缘子防污闪技术研究及预防措施[J].企业技术开发,2018,37(09):84-86.