论文部分内容阅读
[摘 要]随着社会的进步和经济的迅猛发展，环境污染造成的危害日趋突出。电力架空线路分布广，长期处于露天运行的情况，不可避免地经常会受到周围环境和大自然变化的影响，从而在运行中引发污闪事故。本文分析了输配电线路绝缘子污闪的危害，指出，选择伞裙上表面为小倾角、下表面为平板无滴水沿结构的复合绝缘子，可以明显减少污秽物堆积、防止伞裙结构变形；最好选择水平串绝缘子，其上下均能被雨水冲刷，而且自洁性好。
[Abstract]with the rapid development of society and economy， the pollution of the environment harm is becoming more and more prominent. Overhead power line is widely distributed， open operation and the long-term influence， inevitably often affected by the surrounding environment and the change of nature， causing pollution flashover accident during operation. This paper analyzes the harm of insulator pollution flashover of transmission， distribution line out， select the umbrella skirt surface is a small angle， under the surface of composite insulator plate without drop along the structure， can reduce the accumulation of dirt， prevent deformation umbrella skirt structure； choose the best level of insulator string， which can be washed by the rain， but good self-cleaning.
[关键词]输配电线路；复合绝缘子应用；防污闪措施
[Keyword]power transmission and distribution lines； composite insulators； prevention measures
0引言
我国输配电电压等级越来越高，瓷绝缘子在交直流系统中遂渐表现出机械强度不足、耐污能力差等弱点，而且其污闪跳闸后的重复合闸率很低，易发生大面积和长时间的恶性停电事故，影响了电力系统的安全运行，造成严重的经济损失。而复合绝缘子防污闪能力较强，但进入电网的只有几千万只，地域分布也不均，值得在线路上推广使用。
1输配电线路复合绝缘子的应用选择
1.1复合绝缘子的应用现状
复合绝缘子在多种环境下均有良好的适应能力，我国的年需求量已达300万只，东部污闪多发和频发地区使用数量要明显多于西部地区（见图1）。2001年以来西北电网发生了3次大面积污闪事故的直接影响，凡是采用复合绝缘子的线路很少发生闪络事故，使当地电网在新建线路（包括交直流500kV以上线路）时，都开始批量使用复合绝缘子。但由于复合绝缘子的运行经验相对较少，选用时还是基于传统瓷绝缘子的经验，主要应用在Ⅱ、Ⅲ级以上的污秽地区，其泄漏距离一般比瓷绝缘子值要低20%左右。
如某些地方因山地海拔比较高，气候潮湿且盐雾大，时常受凝露和台风的侵袭；工厂比较密集和交通比较发达的地方，也使绝缘子极易产生污秽和腐蚀。传统绝缘子越来越不能满足要求。因此，2006年复合绝缘子的需求量已达6.3万只。尽管其价格比瓷和玻璃等传统绝缘子要高些，但它使电网污闪率大幅度下降，明显减少了事故损失，其性价比要比传统绝缘子高得多。
1.2复合绝缘子的类型选择
复合绝缘子的形状和安装方式直接影响挂网运行后的积污量，所以用户在选购时，一般都十分注重所选的类型，以经受住实际运行条件的考验。
1.2.1从外绝缘伞裙表面形状来选择
用户根据产品外绝缘所采用材质性能特点，结合产品运行环境中各种因素的影响程度来确定外绝缘表面结构的特性。一般多选择伞裙上表面为小倾角，下表面为平板、无滴水沿结构，如图2（A）所示，它可以明显减少污秽物堆积，使水滴易形成球形状态脱离表面，还可以防止伞裙结构变形；而下表面凹凸的有滴水沿的绝缘子如图2（B）所示，它的棱间凹槽处就容易积污，用户选择的较少。
用户还看好大伞裙，大伞裙可以提高外绝缘表面结构特性中的间隙绝缘性能，对于产品外绝缘表面结构特性中的表面绝缘性能，多在大伞间加装污闪电压高的小直径伞裙来保证。
1.2.2绝缘子串安装方式的选择
用户在复合绝缘子的三种安装方式中，首选的是水平串绝缘子，其上下表面均能被雨水冲刷，自洁性最好。其次，是“V”形串绝缘子。悬垂串绝缘子由于积污最严重，采用的最少。
2输配电线路复合绝缘子常见障碍与预防
长期以来，许多电力企业认为，输配电线路应用复合绝缘子防污闪，只要定期清扫，便是恪尽职守。其实检修保养早有了新理念，需要根据大气污染程度、污秽性质和容易发生污闪的季节等，选择不同的维护方案，以提高复合绝缘子的闪络电压，防止发生恶性停电事故。
复合绝缘子损坏主要有以下两类情况。一类是机电性能已不能满足安全运行的要求，导致产品损坏，如界面击穿、芯棒脆断、芯棒断裂、芯棒击穿、筒击穿及安装损坏等，所占比例为5%～38%（见图3）；另一类是与传统绝缘子一样发生的闪络。前者多发生在早期产品上，原因是选材和工艺都不够成熟，年损坏率约为5/100000。 2.1界面击穿
复合绝缘子界面击穿占全部电气损坏的60%以上，常发生在雷击情况下。多为早期采用灌胶和挤包工艺的悬式产品及110kV的横担产品，近来挤压穿伞和整体注塑的复合绝缘子也多次发生。最为严重的是，某电力公司使用2年多的复合绝缘子的内绝缘发生了击穿，20多只产品存在护套与芯棒剥离现象。
2.2污闪
复合绝缘子在持续大雾、连续阴雨、结露及融冰雪等条件下发生的闪络，占闪络总数的6%。实际上，硅橡胶表面污层过厚使憎水性难以迁移至污层表面，其表面憎水性在长时间的潮湿条件下会呈现逐渐减弱甚至暂时消失的现象，如汉中地区的某些山地有些污闪就是由此引发，不同的污秽物也对其憎水性的迁移产生重大影响。
所以，要定期进行绝缘子串盐密度测量，有条件的可装泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，及时发出预告信号。防污闪主要有以下3种方法：
（1）增加串联盘形悬式绝缘子的片数（如35kV线路用4～5片，110kV线路用8～10片）；
（2）采用耐污秽的伞形扩张较大的盘形悬式绝缘子；
（3）对棒形绝缘子增加伞数或采用特殊伞形等。
2.3芯棒脆断
芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀而发生的断裂占芯棒断裂事故的74.5%，以500kV线路最为突出。有的芯棒脆断在投运1～3a内发生，有的在运行8～9a后发生。广东电网相继发生的5起芯棒脆断最具典例，均为500kV交流线路，而且是端部密封不严水分侵入造成的。
因此，一方面要提高芯棒的抗应力腐蚀（酸蚀）能力，另一方面必须保障密封的牢固与长效，防止护套受损。目前，直流线路选用的耐应力腐蚀芯棒，其端部芯棒护套与金具的连接，是在采用压接技术的基础上，使用高温硅橡胶密封的，明显地减少了脆断发生。
2.4芯棒损坏
虽然施工以及运输和储存中发生的问题，并未影响电网的安全运行，但其潜在影响也不可低估。
不能排除若干因施工和运输不当受到损伤的复合绝缘子已上网运行，也不能排除已发生脆断的复合绝缘子是施工受损所致。因此，其对策是预防和更换，首先要进一步规范复合绝缘子的运输、贮存及施工过程，严把挂网前的质检关；其次，要对挂网运行的复合绝缘子定期巡查检测，发现芯棒损坏的绝缘子应及时更换。
2.5防鸟啄伤
鸟粪闪络占闪络总数的29%。多发生在西部内陆与东部沿海。自2005年以来，在跨区电网输电线路检修和运行中，就多次发现被鸟啄伤的情况，遭受损害的复合绝缘子已达92只，分布在某个地方的4条交直流线路上。一般可从伞裙表面和杆塔下是否留有鸟粪残迹来判断，更应根据周围鸟类活动和迁徙的规律来确定。鸟粪闪络的危险主要来自鸟排泄的瞬时，采用塔顶横担安装防鸟刺、复合绝缘子顶部加装一只大伞盘瓷绝缘子等都有很好的效果。
3 防污闪技术措施
3.1 调整爬距
污闪的主要因素就是单位泄漏距离的工作电压，相同条件下电压梯度越大，其泄漏电流越大，则线路闪络的机率就越高。因此，对不同污区线路采用相应的泄漏比距（调整爬距）是降低污闪事故的有效措施，但需注意：
（1）调爬不是唯一措施，应与其他措施综合运用。
（2）不能全线一个配置，应按污染情况分别对待。
（3）应兼顾杆塔呼称高和交叉跨越情况。
（4）尽量采用自洁性能好的绝缘子。
3.2 采用新型绝缘子
（1）合成绝缘子优点是重量轻、强度高、耐污闪、无零值、优憎水性好、制造维护方便等。缺点是易老化、放电电压分散性大、缺乏有效的检测手段，另外当硅橡胶表面污层过厚和长期潮湿时憎水性会逐渐减弱甚至消失。
（2）防污绝缘子可加大爬距，且自洁作用较强。
（3）使用防污闪绝缘护套和增爬裙，前者用于导线和绝缘子接触部分，后者有加大爬距和防止水顺绝缘子流下而闪络的功能。
（4）在绝缘子串上部加装大盘径绝缘子，可防杆塔锈水和鸟粪的污染。
3.3 加强线路设计、维护、监测和技术管理
（1）线路设计除根据污区图采用相应绝缘和防污措施外，还应根据地区发展有前瞻性。
（2）开展零值、低值绝缘子检测工作，研究有效检测合成绝缘子等新型绝缘子手段。
（3）定期和不定期清扫线路绝缘子，开展经常性的盐密测试等技术管理，为污区图的修正提供依据并指导清扫工作。
4结束语
防污闪工作是一项长期艰巨的工作。要做好这项工作，需要我们各级组织及时配合、协调。只有做好各项日常防污管理工作，才能具体落实防污闪工作。为了提高防污闪工作的各项技术措施，保证设备安全经济运行。下面提出了几点建议：
（1）应选择伞裙上表面为小倾角，下表面为平板、无滴水沿结构的复合绝缘子。
（2）最好选择水平串绝缘子，其上下均能被雨水冲刷，且自洁性好。
（3）用高温硅橡胶密封可明显减少芯棒脆断。
（4）增加绝缘子串长度以抵抗雷击。
参考文献
[1] GB/T16434-961高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准
[2]张玲，刘如星，输电线路绝缘子污闪的机理1电力学报，1999，14（2）（总第47期）1
[3]刘智勇，杨承知，架空线路污闪机理及防污措施1高电压技术，2001，271（总第104期）
[Abstract]with the rapid development of society and economy， the pollution of the environment harm is becoming more and more prominent. Overhead power line is widely distributed， open operation and the long-term influence， inevitably often affected by the surrounding environment and the change of nature， causing pollution flashover accident during operation. This paper analyzes the harm of insulator pollution flashover of transmission， distribution line out， select the umbrella skirt surface is a small angle， under the surface of composite insulator plate without drop along the structure， can reduce the accumulation of dirt， prevent deformation umbrella skirt structure； choose the best level of insulator string， which can be washed by the rain， but good self-cleaning.
[关键词]输配电线路；复合绝缘子应用；防污闪措施
[Keyword]power transmission and distribution lines； composite insulators； prevention measures
0引言
我国输配电电压等级越来越高，瓷绝缘子在交直流系统中遂渐表现出机械强度不足、耐污能力差等弱点，而且其污闪跳闸后的重复合闸率很低，易发生大面积和长时间的恶性停电事故，影响了电力系统的安全运行，造成严重的经济损失。而复合绝缘子防污闪能力较强，但进入电网的只有几千万只，地域分布也不均，值得在线路上推广使用。
1输配电线路复合绝缘子的应用选择
1.1复合绝缘子的应用现状
复合绝缘子在多种环境下均有良好的适应能力，我国的年需求量已达300万只，东部污闪多发和频发地区使用数量要明显多于西部地区（见图1）。2001年以来西北电网发生了3次大面积污闪事故的直接影响，凡是采用复合绝缘子的线路很少发生闪络事故，使当地电网在新建线路（包括交直流500kV以上线路）时，都开始批量使用复合绝缘子。但由于复合绝缘子的运行经验相对较少，选用时还是基于传统瓷绝缘子的经验，主要应用在Ⅱ、Ⅲ级以上的污秽地区，其泄漏距离一般比瓷绝缘子值要低20%左右。
如某些地方因山地海拔比较高，气候潮湿且盐雾大，时常受凝露和台风的侵袭；工厂比较密集和交通比较发达的地方，也使绝缘子极易产生污秽和腐蚀。传统绝缘子越来越不能满足要求。因此，2006年复合绝缘子的需求量已达6.3万只。尽管其价格比瓷和玻璃等传统绝缘子要高些，但它使电网污闪率大幅度下降，明显减少了事故损失，其性价比要比传统绝缘子高得多。
1.2复合绝缘子的类型选择
复合绝缘子的形状和安装方式直接影响挂网运行后的积污量，所以用户在选购时，一般都十分注重所选的类型，以经受住实际运行条件的考验。
1.2.1从外绝缘伞裙表面形状来选择
用户根据产品外绝缘所采用材质性能特点，结合产品运行环境中各种因素的影响程度来确定外绝缘表面结构的特性。一般多选择伞裙上表面为小倾角，下表面为平板、无滴水沿结构，如图2（A）所示，它可以明显减少污秽物堆积，使水滴易形成球形状态脱离表面，还可以防止伞裙结构变形；而下表面凹凸的有滴水沿的绝缘子如图2（B）所示，它的棱间凹槽处就容易积污，用户选择的较少。
用户还看好大伞裙，大伞裙可以提高外绝缘表面结构特性中的间隙绝缘性能，对于产品外绝缘表面结构特性中的表面绝缘性能，多在大伞间加装污闪电压高的小直径伞裙来保证。
1.2.2绝缘子串安装方式的选择
用户在复合绝缘子的三种安装方式中，首选的是水平串绝缘子，其上下表面均能被雨水冲刷，自洁性最好。其次，是“V”形串绝缘子。悬垂串绝缘子由于积污最严重，采用的最少。
2输配电线路复合绝缘子常见障碍与预防
长期以来，许多电力企业认为，输配电线路应用复合绝缘子防污闪，只要定期清扫，便是恪尽职守。其实检修保养早有了新理念，需要根据大气污染程度、污秽性质和容易发生污闪的季节等，选择不同的维护方案，以提高复合绝缘子的闪络电压，防止发生恶性停电事故。
复合绝缘子损坏主要有以下两类情况。一类是机电性能已不能满足安全运行的要求，导致产品损坏，如界面击穿、芯棒脆断、芯棒断裂、芯棒击穿、筒击穿及安装损坏等，所占比例为5%～38%（见图3）；另一类是与传统绝缘子一样发生的闪络。前者多发生在早期产品上，原因是选材和工艺都不够成熟，年损坏率约为5/100000。 2.1界面击穿
复合绝缘子界面击穿占全部电气损坏的60%以上，常发生在雷击情况下。多为早期采用灌胶和挤包工艺的悬式产品及110kV的横担产品，近来挤压穿伞和整体注塑的复合绝缘子也多次发生。最为严重的是，某电力公司使用2年多的复合绝缘子的内绝缘发生了击穿，20多只产品存在护套与芯棒剥离现象。
2.2污闪
复合绝缘子在持续大雾、连续阴雨、结露及融冰雪等条件下发生的闪络，占闪络总数的6%。实际上，硅橡胶表面污层过厚使憎水性难以迁移至污层表面，其表面憎水性在长时间的潮湿条件下会呈现逐渐减弱甚至暂时消失的现象，如汉中地区的某些山地有些污闪就是由此引发，不同的污秽物也对其憎水性的迁移产生重大影响。
所以，要定期进行绝缘子串盐密度测量，有条件的可装泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，及时发出预告信号。防污闪主要有以下3种方法：
（1）增加串联盘形悬式绝缘子的片数（如35kV线路用4～5片，110kV线路用8～10片）；
（2）采用耐污秽的伞形扩张较大的盘形悬式绝缘子；
（3）对棒形绝缘子增加伞数或采用特殊伞形等。
2.3芯棒脆断
芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀而发生的断裂占芯棒断裂事故的74.5%，以500kV线路最为突出。有的芯棒脆断在投运1～3a内发生，有的在运行8～9a后发生。广东电网相继发生的5起芯棒脆断最具典例，均为500kV交流线路，而且是端部密封不严水分侵入造成的。
因此，一方面要提高芯棒的抗应力腐蚀（酸蚀）能力，另一方面必须保障密封的牢固与长效，防止护套受损。目前，直流线路选用的耐应力腐蚀芯棒，其端部芯棒护套与金具的连接，是在采用压接技术的基础上，使用高温硅橡胶密封的，明显地减少了脆断发生。
2.4芯棒损坏
虽然施工以及运输和储存中发生的问题，并未影响电网的安全运行，但其潜在影响也不可低估。
不能排除若干因施工和运输不当受到损伤的复合绝缘子已上网运行，也不能排除已发生脆断的复合绝缘子是施工受损所致。因此，其对策是预防和更换，首先要进一步规范复合绝缘子的运输、贮存及施工过程，严把挂网前的质检关；其次，要对挂网运行的复合绝缘子定期巡查检测，发现芯棒损坏的绝缘子应及时更换。
2.5防鸟啄伤
鸟粪闪络占闪络总数的29%。多发生在西部内陆与东部沿海。自2005年以来，在跨区电网输电线路检修和运行中，就多次发现被鸟啄伤的情况，遭受损害的复合绝缘子已达92只，分布在某个地方的4条交直流线路上。一般可从伞裙表面和杆塔下是否留有鸟粪残迹来判断，更应根据周围鸟类活动和迁徙的规律来确定。鸟粪闪络的危险主要来自鸟排泄的瞬时，采用塔顶横担安装防鸟刺、复合绝缘子顶部加装一只大伞盘瓷绝缘子等都有很好的效果。
3 防污闪技术措施
3.1 调整爬距
污闪的主要因素就是单位泄漏距离的工作电压，相同条件下电压梯度越大，其泄漏电流越大，则线路闪络的机率就越高。因此，对不同污区线路采用相应的泄漏比距（调整爬距）是降低污闪事故的有效措施，但需注意：
（1）调爬不是唯一措施，应与其他措施综合运用。
（2）不能全线一个配置，应按污染情况分别对待。
（3）应兼顾杆塔呼称高和交叉跨越情况。
（4）尽量采用自洁性能好的绝缘子。
3.2 采用新型绝缘子
（1）合成绝缘子优点是重量轻、强度高、耐污闪、无零值、优憎水性好、制造维护方便等。缺点是易老化、放电电压分散性大、缺乏有效的检测手段，另外当硅橡胶表面污层过厚和长期潮湿时憎水性会逐渐减弱甚至消失。
（2）防污绝缘子可加大爬距，且自洁作用较强。
（3）使用防污闪绝缘护套和增爬裙，前者用于导线和绝缘子接触部分，后者有加大爬距和防止水顺绝缘子流下而闪络的功能。
（4）在绝缘子串上部加装大盘径绝缘子，可防杆塔锈水和鸟粪的污染。
3.3 加强线路设计、维护、监测和技术管理
（1）线路设计除根据污区图采用相应绝缘和防污措施外，还应根据地区发展有前瞻性。
（2）开展零值、低值绝缘子检测工作，研究有效检测合成绝缘子等新型绝缘子手段。
（3）定期和不定期清扫线路绝缘子，开展经常性的盐密测试等技术管理，为污区图的修正提供依据并指导清扫工作。
4结束语
防污闪工作是一项长期艰巨的工作。要做好这项工作，需要我们各级组织及时配合、协调。只有做好各项日常防污管理工作，才能具体落实防污闪工作。为了提高防污闪工作的各项技术措施，保证设备安全经济运行。下面提出了几点建议：
（1）应选择伞裙上表面为小倾角，下表面为平板、无滴水沿结构的复合绝缘子。
（2）最好选择水平串绝缘子，其上下均能被雨水冲刷，且自洁性好。
（3）用高温硅橡胶密封可明显减少芯棒脆断。
（4）增加绝缘子串长度以抵抗雷击。
参考文献
[1] GB/T16434-961高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准
[2]张玲，刘如星，输电线路绝缘子污闪的机理1电力学报，1999，14（2）（总第47期）1
[3]刘智勇，杨承知，架空线路污闪机理及防污措施1高电压技术，2001，271（总第104期）