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[摘要]:简述精伊霍电气化铁路污秽区接触网瓷质绝缘子历年污闪造成的停电事故,分析造成绝缘子污闪的环境、气象因素,提出在盐碱污秽区瓷质绝缘子表面喷涂防污闪涂料的防污措施,并对其优越性作以比较。
[关键词]: 盐碱区 绝缘子 防污闪 防治措施
【中图分类号】F416.7
接触网绝缘子是牵引供电线路的重要组成部分,有效防止绝缘子闪络对于牵引供电系统的稳定、可靠运行起着至关重要的作用。现以2011年3月份精伊霍电气化铁路精河南至苏古尔区段绝缘子污闪为例,浅析盐碱污染区瓷绝缘子污闪的原因、提出防治措施,并对其防治措施优缺点进行对比。
一、故障概况
1、2011年3月14日4:35至5:34分精河南变电所211断路器间断性跳闸三次,均重合成功,第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段出口,电压:11.562KV;电流:1348A;电阻:4.07Ω;阻抗角:69.4°,故障测距:15.30Km,三次跳闸故障参数接近。5:34分14秒第四次跳闸,重合失败。06:34强送失败,8:29分再次强送,强送成功。
几乎同时,阿恰尔变电所也发生跳闸,3月14日4:36分至5:34分阿恰尔变电所212断路器间断跳闸四次,均重合成功。第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段出口,电压:15.809KV;电流:1355A;故障测距:14.27Km。每次跳闸故障参数接近。5:41分第五次跳闸,重合失败。6:14分强送失败。8:49分强送成功。
跳闸后,安排人员进行巡视,巡视发现:跳闸供电臂范围内精河南-敖包间240、241、242#、敖包-阿恰尔100、101、103#支柱瓷质绝缘子表面有放电烧伤痕迹。
(二)、2011年3月15日4:42分至5:24分精河南变电所211断路器跳闸五次,均重合成功。第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段,短路电压:14.476KV;电流:1526A;故障测距:14.27Km,每次跳闸故障参数接近。5:28分电调下令断开211断路器。区间途停机车司机反映:精河南-敖包间256#支柱附近绝缘子处有放电现象。6:18分强送成功,送电后发现该区段绝缘子表面有明显放电现象,该现象持续约5分钟,但未发生跳闸。
二、原因分析
重污染区,绝缘子表面沉积大量的污秽物,在干燥环境下,污秽层的电阻较大,绝缘性能不会明显下降,但在雾、露、小雨、雪等气象条件下,污秽层湿润,其中的电解质就会形成导电膜,导致瓷绝缘子表面电导率增大,污秽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。
针对“3.14”“3.15”故障,下面从环境和气象条件两个方面进行分析。
1、污秽物的性质及污染程度是造成污闪的基础。污秽物中可溶性盐和酸碱含量越高,污秽程度越严重,越容易造成闪络。
精伊霍铁路精河至阿恰尔区段距离艾比湖垂直距离约35公里。艾比湖是新疆维吾尔自治区第一大盐水湖,盐、硭硝、硫酸镁等物质储备丰富;湖面由建国初1200平方公里已经萎缩至500平方公里左右,湖滨地区荒漠化程度加剧,成为中国西部沙尘暴主要策源地之一,干涸湖底盐漠区风蚀强度为每年3到9厘米;据资料记载:九十年代以来,位于艾比湖旁的精河县浮尘天气平均达到112天,是六十年代的9倍,每年降尘达每平方公里289吨。土壤表面中含有大量能溶于水而生成电解质的细小微粒,在大风的作用下,富含盐离子的浮尘物可飘到数百公里以外。
往往自然与工业污染共存的“混合污染”危害更大。精河南-敖包间275#- 450#处分别有石灰厂、矿石冶炼厂各一座,工业生产过程中由烟囱排出的气相和固相污秽物质,具有导电性能的酸、碱、盐类。
受上述自然及工业污染影响,精河南至苏古尔区段接触网瓷绝缘子受污染程度极为严重。
2、引起绝缘子污秽层湿润的大气温度与湿度,是污闪的条件。3月9、10日精伊霍线精河南-苏古尔间普降大雪, 14、15日气温在-5℃-5℃之间,跳闸时气温约在0℃左右,且存在大雾天气,空气湿度相对较大的情况下,污秽层逐步受潮,可溶性盐逐步溶解,污秽层变为导电层,泄露电流逐步增大,污秽绝缘子的绝缘强度逐步降低,造成闪络,引起跳闸。3月14日精河南变电所、阿恰尔变电所跳闸多次,但在8:49分强送成功,可以看出:随着气温回升,气象环境发生变化,空气湿度逐渐下降,污秽层的电阻逐步升高,绝缘性能明显提高。
三、采取的措施
“3.14”“3.15”故障发生后,利用天窗,组织人工进行集中清扫,短期内解决了重污区绝缘子污闪隐患。为有效消除绝缘闪络隐患,综合考虑,对该污染区瓷质绝缘子喷涂PRTV防污闪涂料。PRTV涂料,即电力设备外绝缘永久性防污材料, 因具有耐热抗寒、憎水迁移性、耐腐蝕性和良好的不粘污性和免清扫等性能,被电力行业广泛使用,有关试验数据表明:污闪电压可提高到200%。
按产品说明要求,自2011年8月-11月间对精伊霍线污秽区段(约80公里)绝缘子试喷涂PRTV涂料,防污闪效果明显。在冬末舂初季节气温0℃左右时段,安排人员进行巡视、观察,无放电、闪络现象,绝缘污闪隐患得到有效控制。
四、防治措施对比
目前,有效防治接触网绝缘子污闪有效方式有:停电人工清扫,更换复合硅橡胶绝缘子。使用防污闪涂料与上述两种防治措施相比,其优越性有以下几点。
(一)、经济实用性。与更换复合硅橡胶绝缘子相比。现行市场均价每个棒式复合硅橡胶绝缘子约1000元/棒(含配套附件),而使用涂料仅需14元/棒,可见:复合硅橡胶绝缘子成本高于防污闪涂料约71倍;且更换复合绝缘子存在工作量大,完成周期长、占用天窗时间多等弊端。
(二)、便捷可靠性。与人工集中清扫相比。防污闪涂料可直接涂刷于绝缘子表面,与空气接触后固化成膜,使用方便;设备正常使用情况下,喷涂后绝缘子可以免清扫维护,一般暂定二十年以上。节约大量的人力、物力。若采用人工清扫,存在职工劳动强度大,人身安全监控难度大、耗费大量停电时间,等弊端。
五、结束语
在电气化铁路发展中,绝缘闪络事故占供电事故总数的前列,防止绝缘子闪络对于供电系统的运行至关重要,需要我们不断地总结经验和探索。为此,建议对瓷质绝缘子进行工厂化喷涂,将更有效提高绝缘子绝缘性能,确保供电设备运行稳定。
[参考文献]:
[1] 孙才新,司马文霞,舒立春.大气环境与电气外绝缘. 北京:中国电力出版社,2002
[2] 王彪等.复合绝缘子的积污规律初探[J].河北电力技术,2003,22(5):30~32
[3] 金振华等.绝缘子的积污规律及等值盐密量的测量问题[J].高电压技术,1992,64(2):
[4] 关志成等.合成绝缘子直流污闪极性效应的研究[J].清华大学学报(自然科学版),1999,39(5):13~15
{5}天津国恒公司PRTV超长效防污闪涂料说明书、相关检测报告。
[关键词]: 盐碱区 绝缘子 防污闪 防治措施
【中图分类号】F416.7
接触网绝缘子是牵引供电线路的重要组成部分,有效防止绝缘子闪络对于牵引供电系统的稳定、可靠运行起着至关重要的作用。现以2011年3月份精伊霍电气化铁路精河南至苏古尔区段绝缘子污闪为例,浅析盐碱污染区瓷绝缘子污闪的原因、提出防治措施,并对其防治措施优缺点进行对比。
一、故障概况
1、2011年3月14日4:35至5:34分精河南变电所211断路器间断性跳闸三次,均重合成功,第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段出口,电压:11.562KV;电流:1348A;电阻:4.07Ω;阻抗角:69.4°,故障测距:15.30Km,三次跳闸故障参数接近。5:34分14秒第四次跳闸,重合失败。06:34强送失败,8:29分再次强送,强送成功。
几乎同时,阿恰尔变电所也发生跳闸,3月14日4:36分至5:34分阿恰尔变电所212断路器间断跳闸四次,均重合成功。第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段出口,电压:15.809KV;电流:1355A;故障测距:14.27Km。每次跳闸故障参数接近。5:41分第五次跳闸,重合失败。6:14分强送失败。8:49分强送成功。
跳闸后,安排人员进行巡视,巡视发现:跳闸供电臂范围内精河南-敖包间240、241、242#、敖包-阿恰尔100、101、103#支柱瓷质绝缘子表面有放电烧伤痕迹。
(二)、2011年3月15日4:42分至5:24分精河南变电所211断路器跳闸五次,均重合成功。第一次跳闸故障参数,动作保护:阻抗I段,短路电压:14.476KV;电流:1526A;故障测距:14.27Km,每次跳闸故障参数接近。5:28分电调下令断开211断路器。区间途停机车司机反映:精河南-敖包间256#支柱附近绝缘子处有放电现象。6:18分强送成功,送电后发现该区段绝缘子表面有明显放电现象,该现象持续约5分钟,但未发生跳闸。
二、原因分析
重污染区,绝缘子表面沉积大量的污秽物,在干燥环境下,污秽层的电阻较大,绝缘性能不会明显下降,但在雾、露、小雨、雪等气象条件下,污秽层湿润,其中的电解质就会形成导电膜,导致瓷绝缘子表面电导率增大,污秽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。
针对“3.14”“3.15”故障,下面从环境和气象条件两个方面进行分析。
1、污秽物的性质及污染程度是造成污闪的基础。污秽物中可溶性盐和酸碱含量越高,污秽程度越严重,越容易造成闪络。
精伊霍铁路精河至阿恰尔区段距离艾比湖垂直距离约35公里。艾比湖是新疆维吾尔自治区第一大盐水湖,盐、硭硝、硫酸镁等物质储备丰富;湖面由建国初1200平方公里已经萎缩至500平方公里左右,湖滨地区荒漠化程度加剧,成为中国西部沙尘暴主要策源地之一,干涸湖底盐漠区风蚀强度为每年3到9厘米;据资料记载:九十年代以来,位于艾比湖旁的精河县浮尘天气平均达到112天,是六十年代的9倍,每年降尘达每平方公里289吨。土壤表面中含有大量能溶于水而生成电解质的细小微粒,在大风的作用下,富含盐离子的浮尘物可飘到数百公里以外。
往往自然与工业污染共存的“混合污染”危害更大。精河南-敖包间275#- 450#处分别有石灰厂、矿石冶炼厂各一座,工业生产过程中由烟囱排出的气相和固相污秽物质,具有导电性能的酸、碱、盐类。
受上述自然及工业污染影响,精河南至苏古尔区段接触网瓷绝缘子受污染程度极为严重。
2、引起绝缘子污秽层湿润的大气温度与湿度,是污闪的条件。3月9、10日精伊霍线精河南-苏古尔间普降大雪, 14、15日气温在-5℃-5℃之间,跳闸时气温约在0℃左右,且存在大雾天气,空气湿度相对较大的情况下,污秽层逐步受潮,可溶性盐逐步溶解,污秽层变为导电层,泄露电流逐步增大,污秽绝缘子的绝缘强度逐步降低,造成闪络,引起跳闸。3月14日精河南变电所、阿恰尔变电所跳闸多次,但在8:49分强送成功,可以看出:随着气温回升,气象环境发生变化,空气湿度逐渐下降,污秽层的电阻逐步升高,绝缘性能明显提高。
三、采取的措施
“3.14”“3.15”故障发生后,利用天窗,组织人工进行集中清扫,短期内解决了重污区绝缘子污闪隐患。为有效消除绝缘闪络隐患,综合考虑,对该污染区瓷质绝缘子喷涂PRTV防污闪涂料。PRTV涂料,即电力设备外绝缘永久性防污材料, 因具有耐热抗寒、憎水迁移性、耐腐蝕性和良好的不粘污性和免清扫等性能,被电力行业广泛使用,有关试验数据表明:污闪电压可提高到200%。
按产品说明要求,自2011年8月-11月间对精伊霍线污秽区段(约80公里)绝缘子试喷涂PRTV涂料,防污闪效果明显。在冬末舂初季节气温0℃左右时段,安排人员进行巡视、观察,无放电、闪络现象,绝缘污闪隐患得到有效控制。
四、防治措施对比
目前,有效防治接触网绝缘子污闪有效方式有:停电人工清扫,更换复合硅橡胶绝缘子。使用防污闪涂料与上述两种防治措施相比,其优越性有以下几点。
(一)、经济实用性。与更换复合硅橡胶绝缘子相比。现行市场均价每个棒式复合硅橡胶绝缘子约1000元/棒(含配套附件),而使用涂料仅需14元/棒,可见:复合硅橡胶绝缘子成本高于防污闪涂料约71倍;且更换复合绝缘子存在工作量大,完成周期长、占用天窗时间多等弊端。
(二)、便捷可靠性。与人工集中清扫相比。防污闪涂料可直接涂刷于绝缘子表面,与空气接触后固化成膜,使用方便;设备正常使用情况下,喷涂后绝缘子可以免清扫维护,一般暂定二十年以上。节约大量的人力、物力。若采用人工清扫,存在职工劳动强度大,人身安全监控难度大、耗费大量停电时间,等弊端。
五、结束语
在电气化铁路发展中,绝缘闪络事故占供电事故总数的前列,防止绝缘子闪络对于供电系统的运行至关重要,需要我们不断地总结经验和探索。为此,建议对瓷质绝缘子进行工厂化喷涂,将更有效提高绝缘子绝缘性能,确保供电设备运行稳定。
[参考文献]:
[1] 孙才新,司马文霞,舒立春.大气环境与电气外绝缘. 北京:中国电力出版社,2002
[2] 王彪等.复合绝缘子的积污规律初探[J].河北电力技术,2003,22(5):30~32
[3] 金振华等.绝缘子的积污规律及等值盐密量的测量问题[J].高电压技术,1992,64(2):
[4] 关志成等.合成绝缘子直流污闪极性效应的研究[J].清华大学学报(自然科学版),1999,39(5):13~15
{5}天津国恒公司PRTV超长效防污闪涂料说明书、相关检测报告。