论污秽等级对高压电力设备的影响

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  电对人类的生活有着重大影响,电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动,使人类的力量长上了翅膀,使人类的信息触角不断延伸。随着社会的不断进步,科技的日趋发展,电,已经成为人们日常工作、生活中不可或缺的一部分。
  电力系统是联系发电和用电动设施和设备的统称。主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路的成网联结构成。我们通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。随着电力系统的发展及技术的更新,一些主要电气设备,如断路器(从空气,少油到SF6气体)、避雷针(有间隙到无间隙)、互感器(油绝缘到SF6气体绝缘、光电式)等,在技术上都取得了巨大的进步。110kV变电所的布置也由间隔式布置逐渐向开关柜、GIS(SF6全封闭高压组合电器)组合过度。近年来,变电所的可靠性、运行维护便利性及经济方便要求已经成为越来越关键的因素。
  电作为能源,从被生产、输送到分配使用的过程中各种设备会受到很多因素影响。在输电线路经过的地区,由于工业污秽、海风的盐雾、空气中的尘埃等污秽物渐渐积积累附着在绝缘子表面,形成污秽层。这些污秽物含有酸碱和盐的成分,在干燥时导电性不好,遇水受潮后,具有较高的导电系数。当下雨、积雪融化、下雾等不良天气时,污染绝缘子的绝缘强度大大降低,引起绝缘子在正常运行电压下闪络,造成大面积停电事故。
  上世纪80年代初,我国对发变电所污秽环境分级一直未制订标准。高压电力设备外绝缘污秽等级国家标准亦未制订,污秽地区室外配电装置大部分都沿用正常绝缘的电气产品,故污闪事故频发,事故率居高,对人们的生活造成很大影响,也使工业生产造成很大损失。
  按照污秽的严重程度可将变电所的污秽水平分为若干等级。根据自然污秽环境条件,国际电工委员会将其划分为四级污秽水平。
  (1)轻:主要是没有工业,装供热设备的房屋密度较小的地区;工业或房屋密度较小,但经常有风和(或)雨的地区;农业地区;山区。所有这些地区,至少都离海边10~20km,不直接遭受海风的作用。
  (2)中等:不产生特别污染烟灰的工业区和(或)装供热设备的房屋密度中等的地区;房屋和(或)工业密度较大,但经常有风和(或)雨的地区;会遭受海风作用但离海岸不太近(至少相隔几千米)的地区。
  (3)重:工业密度较大地区和产生污染的供热设备密度较大城市地区;靠近海岸的地区或是任何情况下都会遭受相当强的海风作用的地区。
  (4)很重:能遭受到导电粉尘和能产生特别厚的导电沉积物的工业烟灰的地区,范围适度;很接近海岸和会受到海水雾气喷溅或会受到很强的污染性海风作用的地区,范围适度;长期无雨受到夹有沙和盐的强风作用且常有凝露的地区和沙漠地区。我国的国家标准,与之相比,只多了一个0级,为无明显污秽地区。
  国家技术监督局1993-07-17 批准1994-02-01 实施的中华人民共和国国家标准高压电力设备外绝缘污秽等级。
  (一)公称爬电比距分級数值mm/kV
  (二)耐污型盘形悬式绝缘子人工污秽耐受值
  (三)耐污型户外棒形支柱绝缘子人工污秽耐受值
  鉴于污秽等级,对输送线路等各电力设备有着巨大的影响,需采取一定措施。根据电力设备的当地具体地理环境、气候条件、污湿特征、设备运行状况以及设备重要性的要求,按照国家标准规定,定期清扫绝缘子,根据绝缘子所在地区的污秽等级及盐密分析数据,确定清扫次数;定期检测和更换不良绝缘子,保持线路绝缘水平;提高线路绝缘水平,采用防污型绝缘子或增加绝缘子个数,提高泄漏比距;对于重污区采用涂刷防污涂料、合成绝缘子等措施。
  为了防止污秽等级严重而影响电力设备,造成污闪等事故发生的措施具体有下列几种:
  (1)根治污染源。
  (2)把电站的电力设备装设在户内。
  (3)合理配置设备外绝缘。
  (4)加强运行维护。
  (5)采取其他专用技术措施,如在电瓷绝缘表面涂涂料等。
  其原理如下:
  (1)污闪事故的主要原因是绝缘表面遭受污染,除沿海空气中含盐和海雾外,主要的工业污染源都是人为的,要防治污染,首先要控制污染源,不让大气受到污染,变电所选址,应尽量避开明显的污染源。
  (2)为防止大气污染,将变配电设备置于室内,可以大大减少污闪事故,但室内应配备除尘吸湿装置或者选用“全工况”型设备以防结露污闪。
  (3)发生污闪又和瓷件的造型以及它的泄漏比距有关,防污型绝缘子一般泄漏距离大,应对照本地区污区分布图及运行经验选用相应爬电比距的电气设备。
  (4)及时清扫电瓷外绝缘污垢,恢复其原有的绝缘水平,是防污闪的基本措施。
  (5)有时不能适应当地的污秽环境则可采用更换绝缘子、增加绝缘叶片数、加装防污裙套、防污罩涂料(有机硅、硅油、硅脂、地蜡RTV等)及合成绝缘子,目的是增大绝缘爬距,减少污闪事故。以上方法各有优缺点,应做经济比较后选用。
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