论述输变电设备防污闪措施 |
发布者：扬州市尊龙凯时电气有限公司 发布时间：2012/5/31 |
1污闪的产生 设备绝缘子的污闪是由于表面积污，在特定大气的条件下 ，使绝缘子的绝缘性能下降，从而在正常的工作电压下而发生的绝缘击穿，其大致过程为：绝缘子表面累积污垢；绝缘子表面污垢湿润使绝缘下降；绝缘子表面局部电弧形成 ；由局部电弧发展到两极击穿。 通过观察 ，大部分污物在干燥状态绝缘情况是的较好的 ，对击穿影响不大 ，只有在大雾 、凝露、小雨、雨加雪时使污垢受潮才会引起污闪。同时观察发现，大雨时，由于大雨对污垢有冲洗作用 ，发生污闪的情况也较少 ，只有在毛毛细雨发生污闪的时候较多。另外 ，不同类型 、不同质量的绝缘子防污闪的效果也不尽相同 。
2 污闪的特征 电力设备的电瓷表面，受到固体的、液体的和气体的导电物质的污染 ，在遇到雾、露和毛毛雨等湿润作用时，使污层电导增大 ，泄漏电流增加 ，产生局部放电 ，在运行电压下瓷件表面的事局部放电发展成为电弧闪络为污闪。设备发生污闪 ，将严重影响电力系统安全运行 。且在设备污闪时 ，重合闸成功率很低 ，往往造成大面积停电。污闪中所伴随的强力电弧还常导致电气设备损坏 ，使停电时间延长。这种大面积 、长时间的停电给工农生产和人民生活带来的危害是相当严重的 。因此，防止电力设备发生污闪已成为保证电力系统安全生产的重要工作 。 绝缘子防污闪工作是保证电网安全运行有效、重要的基础性工作。供电公司针对电网污闪跳闸及事故情况，在设备清扫 、盐密测量、污区划分以及采用新技术 、新材料等方面做了大量工作，先后采用RTV长效防污涂料 、不同规格合成绝缘子、安装硅橡胶伞群套等方法使设备外绝缘状况逐年得到改善 ，设备外绝缘防污能力大大提高。
3防污原理 在输变电设备瓷件上，采用硅橡胶增爬裙群和RTV涂料的防污原理，可以从憎水性能、电压分布、污闪电压、阻弧效益、自洁能力等几个方面加以分析 。具体防污闪原理处理如下： 3.1憎水性能好。硅橡胶伞群和RTV涂料都具有极强的憎水性，在这两种材料表面上的水分形成了水滴 ，污层难于湿润，不易形成连续的导电层 ，从而改善了组合绝缘介质贩表面上状况使加伞裙并涂刷RTV涂料后的绝缘子表面泄漏电流甚小，改善了污闪特性。 3.2电压分布均匀。由于硅橡胶和RTV涂料都具用很强的憎水性，难以形成连续的导电层 ，所以不会出现电压分布不均，形成伞裙跳弧现象。 3.3污闪电压高。加装伞裙改变了绝缘形状 ，延长了电弧通道。试验观测在加伞裙前绝缘子污闪路径是直线 ，而加装伞裙后 ，其闪络路径是过伞裙呈曲折形状，路径远比直线长，所以污闪电压高。同时，加装硅橡胶增爬裙可增加瓷件的爬距，如在ZS-110/400支柱绝缘子加装一个GQB-190/290伞裙，可增加爬距8.2% ，加装两个伞裙可增加爬距16%，这是变电站绝缘子增爬的有效措施。 3.4阻弧效应大 。利用硅橡胶的大盘径断“污水桥”，防止春雨造成“桥络”事故，还可以防止绝缘子在覆冰、融冰过程中的冰闪事故 。 同时 ，在上下法兰附近加装大盘径的伞裙起屏障作用 ，能阻止电弧发生 、发展 。另外 ，在瓷件上法兰处，加装加装大盘的径伞裙阻止充油设备中的绝缘油对RTV侵蚀，使RTV能长期呈现良好的防污性能。 3.5自洁能力强。瓷件上加装大盘径伞裙后 ，可减少绝缘子上RTV涂层的积污，而伞裙本身有一定的斜度，表面光滑，并且是软质弹性材料，在风力 、雨水作用下的自洁能力强 。通过试验测量证明 ，加装伞裙，绝缘子的积污量、盐密都有明显降低，抗雨闪 、雾闪能力明显增强 。
4安装及涂刷 4.1硅橡胶增爬裙安装工艺：4.1.1首先将瓷裙擦净 ，再用厂家提供的清洁剂清洁瓷裙。4.1.2核对瓷裙周长，调整硅橡胶伞裙的缘口周长。4.1.3分别在绝缘子表面和伞裙上涂厂家配套供应的粘接剂 。4.1.4将硅橡胶伞裙覆盖在瓷裙上 ，调整接缝和覆盖角度 ，滚压伞裙排除界面气隙。4.1.5用腻子胶填充硅橡胶伞裙的沿、缘口和缝隙 。4.1.6粘接剂应注意使用硅橡胶伞裙与瓷裙的粘帖界面性能可靠，无气泡，无缝隙，粘接强度高，伞裙成整体 。 4.2RTV涂料涂刷工艺：硅橡胶增爬 裙安装完后，即可在无硅橡胶的瓷面上涂刷RTV涂料。4.2.1将绝缘子清扫干净 ，不能有残余灰尘和水分 。4.2.2将A、B两按照：1：1比例，分批少量地混合搅拌均匀 ，并马上涂刷，要求在哪里30秒内使用完毕。4.2.3涂层要均匀 ，切不可漏涂 ，也不能出现拉丝现象，待第一遍涂完了30秒后再涂刷第二遍 ，使涂层厚度达到0.5mm左右为宜。4.2.4涂刷RTV时，应注意选择好天气，且中午的时间最好，因为此时气温高 ，固化时间短。4.2.5 RTV涂刷完毕 ，清扫现场后，整个工作宣告结束。
5 可行性分析 实践证明，在同一瓷件上安装硅橡胶增爬裙并涂刷RTV涂料具有很强的可行性。 5.1利用硅橡胶防污增爬裙和RTV涂料的性能互补，可以从根本上消除电压分布不均和雨闪、雾闪缺陷，使两者达到和谐完美的统一。 5.2两者材料性能优异，具有极强的憎水性能和优良的憎水迁移性能 ，因此有着极强的耐污防污闪能力。再加上大盘径闪裙可减少RTV涂层上的积污 ，且本身且有一定的自洁作用 ，因此清扫周期可延长至今3～5年，表现出比防污绝缘子更为优越的性能。这特别适用于难以停电或不易进行带电清扫的高压大型变电站。 5.3硅橡胶防污增爬裙和RTV涂料适用性广 。硅橡胶增爬裙不永久性措施 ，寿命在家15年以上，RTV涂料自然老化周期长，其寿命也在3～5年以上，因此一旦采用，多年受益。 5.4投资少、效益高。在普通型绝缘子上安装硅橡胶增爬裙并涂刷RTV涂料后 ，可获得比防污型绝缘子更好的效果，比更换防污绝缘子可节约资金额40% 。
6 输电线路的防污闪 6.1输电线路发生污闪的主要原因是： 6.1.1设计计算泄漏比距不够； 6.1.2采用不绝缘子不能满足污秽的要求； 6.1.3环境污秽资料不准确 。 6.2针对上述三个方面的主要原因，有必要从线路设计选线开始，采取以下对策措施 ： 6.2.1线路路径避开污秽区。在保证经济合理施工方便的条件下，设计选定的线路践径应尽避开污秽等级高的化工厂、发电厂、冶金厂、煤窑等。 6.2.2对不可避开的铁路、通讯设施练油厂等，事先与所属单位取得联系。收集沿线现有及拟建铁路、通信信号等设施资料 ，掌握现有及拟开工的化肥厂 、炼油厂等排出的水、气、灰等污秽程度和扩散范围以及对输电线路的影响程度。 6.2.3尽可能准确全面地掌握线路沿线的环境资料，为划分污秽等级和计算泄露比距做准备。 6.2.4根据环境污秽等级计算泄露比距。根据线路沿线的污秽资料 ，对线路所在地区划分污秽等级。 6.2.5根据《设计规程》中有关架空电力线路环境污秽等级规定，准确计算绝缘子泄露比距。 6.2.6根据以往教训，计算泄露比距采用高一级的污秽等级 。即线路环境污秽等级为二级，那么计算泄露比距就选定三级。 6.2.7选用满足要求的绝缘子。采用有机复合绝缘子。有机复合绝缘子由硅橡胶整体制成 ，从而构成了一个整体耐压层。所以，其污闪电压是瓷绝缘子的2～3倍，其结构为不可击穿型 ，且便于清扫 。 6.2.8采用玻璃绝缘子 。玻璃绝缘子的爬距大，泄露比距高，且发生故障时能够自爆，可缩短事故点的查找时间并降低停电损失 。 6.2.9线路直线前进 。在制定线路选线方案时 ，尽量排除或减少转角，线路尽可能直线前进。同时，尽量避开污染程度的化工厂 、采石场、煤窑等区域 ，减少跨越公路、铁路的次数 ，整体降低线路沿线环境的污秽等级 。 6.2.10采用高一级污秽等级计算泄露比距。因为采用高一级的污秽泄露比距比实际要求的泄露比距高20%左右，即使在污闪季节且系统电压高的情况下，泄露比距依然满足要求 。 6.2.11采用有机复合绝缘子 。利用其结构的优越性和自身的防污秽能力，在一定程度上提高了线路的防污能力。 6.3为了让输电线路工程设计更加安全环保，在设计选线中，还应当注意以下几点 ： 6.3.1对策措施应列入线路设计质量控制点。设计部门应加强与相关单位配合 ，健全线路环境资料的收集 ，提高对新产品的认识和应用能力 。 6.3.2进行盐密监测活动，确定合理的污区等级，以此为依根线路进行调爬,增大泄露比距，提高线路防污能力。 6.3.3及时与政府职能部门取得联系，了解掌握输电线路沿线污染源以及天气变化情况 。 6.3.4加强与施工、运行、维护等单位通力合作 ，提高线路本体绝缘水平，从设计选线开始采取对策措施 ，达到标本兼治的防污效果，大幅度降低输电线路的污闪掉闸事故。
7变电站设备的防污闪 变电站处于相当严重的工业污源包围之中 ，确定了较高的污秽等级 ，由于资金不到位、停电困难、人力物力不足等多种原因，仍有一部分电瓷设备爬电比距低于所在污秽区标准。如4级污区的变电站110 kV软母线水平串8片普通瓷瓶；三级污区的变电站，刀闸支柱瓷瓶、软母线瓷瓶串爬电比距不够 ，靠清扫或水冲洗（水冲洗后积污105 d）只是一种辅助防污手段。 7.1瓷瓶质量较差是断串的内因 ，污闪则是引发断串的外因 运行中瓷瓶在多种温度下承受各种应力 ，虽然按规程要求2 a检测一次零值瓷瓶，根据绝缘子劣化程度，可适当延长或缩短检测周期 。由于线路逐年增多，带电作业人员不足 ，很难保证按周期检测零值瓷瓶 。另外带电检测准确度受大气湿度 、人工调整火花间隙距离、工作人员经验等因素影响，很难保证检测准确率达到100％，容易产生少数误判或漏检，或不到检测周期，逐渐发展使瓷瓶绝缘电阻下降，直到出现低阻值瓷瓶或零值瓷瓶 ，给瓷瓶串因污闪引起掉串留下隐患。长时间的大雾、脏雾水使瓷瓶表面上的污秽受潮湿润后形成导电层，泄漏电流开始加热污层并产生干区 ，当泄漏电流通过绝缘电阻为零的瓷瓶，在电流热效应或电弧局部放电的作用下，使钢帽内缓冲层、绝缘胶分解，浇注的水泥松散剥落。此时大电流流过零值瓷瓶中央 ，使胶装在铁帽内的瓷件头部被炸碎 ，将铁帽炸裂，导致瓷瓶铁帽和钢脚分离而断串 。 7.2合成绝缘子应用状况 合成绝缘子具有重量轻、强度高 、耐污闪能力强、无零值，价格比相同防污瓷瓶串低 ，安装维护方便等特点，合成绝缘子进入大规模实用阶段，由于合成绝缘子挂网运行 ，污闪事故明显下降，得到供电运行部门的广泛好评，合成绝缘子入网数量成倍增长。在挂网运行期间没有发生掉线、损坏等重大事故 ，仅发生几起闪络掉闸，但均重合成功 。说明合成绝缘子在大面积污闪事故中经受住了大雾天气的考验 ，表现出良好的抗污闪、抗湿闪的能力 。合成绝缘子挂网给河北省南部电网防污闪工作带来巨大的安全经济效益 。 7.3 RTV防污闪憎水性长效涂料的应用 RTV涂料与合成绝缘子一样，具有优良的耐污闪性能，主要特点是：憎水性和憎水迁移性好 、长效可靠、适应性强、少维护、施涂工艺简单等 。RTV涂料主要用于变电站电瓷设备上，也用于线路绝缘子和玻璃绝缘子上，在我国有15 a成功运行经验。起到了防止污闪事故发生的作用。在许多变电站、电厂升压站电瓷设备上，取得令人满意的防污闪效果 。但由于生产RTV涂料的厂家很多，产品质量差别较大，缺乏严格施涂工艺规范 ，容易出现质量问题。此外RTV涂料的有效使用寿命尚无定论，但是使用寿命已经超过出厂规定的5 a 。运行经验表明：在严重水泥污秽、有氯气排放的化工污秽地区 ，一般不宜采用RTV涂料。 7.4硅橡胶伞裙应用情况 变电站设备加装硅橡胶伞裙是一种既有效又经济的防污闪、防雨闪辅助补救措施，硅橡胶伞裙能增加电瓷设备的爬电距离，有效地阻断电瓷设备上流淌的污水，硅橡胶良好的憎水性能抑制瓷件表面的泄漏电流，表面电弧不易发展。总的爬电距离增加，其污闪电压得到一定程度提高。按规定要求安装硅橡胶伞裙数量和合理部位，平均提高污闪电压30％左右 。变电站设备瓷套加装硅橡胶伞裙是防雨闪的有效方法。 硅橡胶伞裙存在的问题有 ：规格较少，难以满足变电站电瓷设备各种尺寸要求 ，现场剪切会影响粘接质量 ；与瓷件表面连接需要高质量的粘接剂，由于现场手工操作，施工质量无法检测；长期运行发现，个别产品有塌边变形现象，有的搭口部位或连接处有脱胶、开胶的 。安装硅橡胶伞裙的电瓷设备给清扫、预防性试验带来一定困难。
8小结 现代科学技术日新月异，新型材料层出不穷。输变电设备防污闪的主要手段---涂刷硅油已有被涂刷RTV涂料和安装硅橡胶防污增爬裙所取代的趋势。利用硅橡胶爬和RTV涂料的性能互补，在同一瓷件上同时采用上述两种材料，达到了很好的防污效果。对于输电线路和变电设备 ，由于合理计算了泄露比距并采用了新型绝缘子 ，从而提高了绝缘子的放电电压 ，明显降低了绝缘子的闪络事故。减少了各种维护成本，降低了职工的劳动强度。同时 ，由于停电清扫周期的延长 ， 也取得了可观的经济效益和社会效益。
|