绝缘子防污闪分析与对策

绝缘子防污闪分析与对策

袁政伟

（许昌龙岗发电有限责任公司河南禹州461690）

摘要：电力系统污闪事故造成重大国民经济的损失，大面积的污闪事故更是电网的灾难性事故，我国大气环境污染严重，城乡大气环境质量在一个较长时期内还将日趋恶化。防污闪工作是一件长期而重要的工作，采取有效措施防止电网大面积污闪事故的发生，降低污闪跳闸率是提高电网供电可靠性重要内容之一。

关键词：绝缘子污染防污闪

前言

对于大、中型变电站，绝缘子大约有几百支甚至上千支；而变电站的进线、出线也有几条至几十条。在周围几十或上百平方公里的地区，大气的污染几乎是相近的，雾、露、毛毛雨等潮湿的气象条件也几乎是相同的，一旦一处污闪跳闸，则表明这个地区几乎相同的几百个或上千个绝缘子个体均处于临界污闪跳闸的边缘。一处跳闸，重合闸动作，还会造成电网的振荡，使临界输变电设备又多承受一个操作过电压的作用，使设备处于更加不利的状态。特别是较多设备的外绝缘抗污闪能力都低于实际承受的严酷污秽条件时，往往会造成区域性的大面积污闪事故。

1污秽物的沉积

绝缘子表面污秽是由空气中的悬浮物、液体、气体微粒的沉积而成。它的集聚过程，一方面取决于污秽微粒运行拼接介质表面的作用力；另一方面与微粒保持条件(粘著力)有关。假使微粒运行的作用力有风力、磁场力和重力，主要是风力、空气运动的速度和形成与绝缘子外部表面形状、憎水性决定著微粒的沉积。在工厂污源附近，大的污秽微粒垂直降落，则污秽沉积严重。可以发现清洁绝缘子起始污秽沉积缓慢，只有在形成薄膜后污层厚度迅速增加。至于在运行电压方面，交流电场带电微粒做振动运动只是促使其中性微粒极化，指向电力线密集的一边，而在直流电场下，由于介质极化和静电吸尘，微粒沉积要比交流严重得多。总之，污秽的沉积与污染源性质、气象条件、电压类型、绝缘子表面、性状及电场强度有关。

2污秽物的形成

2.1污秽的湿润：水分的湿润，将使绝缘子表面形成导电膜，使污层电导率增加，从而使绝缘子表面绝缘性能降低，泄漏电流增加，由此产生热量，引起闪络电压降低。而雾和毛毛雨是污层湿润的主要来源。雾是悬浮于空气中、由水蒸汽冷凝而成的水滴，出现机率一般在清晨，含水量0.2～0.5/立方米，高度约在一个塔高(20～50米)。露水是空气中的水分，在温度低于周围空气的绝缘子表面的冷凝物，通常出现在夜间或初夏清晨。毛毛雨的强度一般为0.5～4mm/h，水滴半径100～200um，降落速度不大，但持续时间不短。

2.2泄漏电流。污秽层受潮以后，其中的电解质首先发生电离，形成了导电膜，泄漏电流也随之增大起来，焦耳热也相应加大，由于污秽在绝缘子表面的分布是不均匀的，沿泄漏的路径也不相同，因此绝缘子表面泄漏电流分部也是不均匀的。在表面泄漏电流密度大的区域，如盘形绝缘子沿边附近，泄漏电流就大，热焦耳也大，形成干区，出现高的电阻，它将耐受绝大部分的外加电压，改变绝缘子表面电场分部，泄漏电流将增大。

2.3辉光放电：当烘干区形成后，绝缘子表面的物理过程发展因两端所加电压的不同而不同。当电压很低的烘干区电场强度不足以使两边空气发生碰撞电离而形成局部放电时，泄漏电流只有几百微安。当电压稍高，虽然整个污层的平均电位梯度不高，但在烘干区的电位梯度足以高达发生空气碰撞游离，会在沿边的周围出现局部放电现象---辉光放电。当泄漏电流又使之干燥时，又恢复上述过程，这样反覆循环，泄漏电流在局部位置发生电蚀，介质层面损伤。

2.4局部电弧：两端电压继续加大(或者污层进一步受潮),泄漏电流也随之增大，由辉光放电形式出现的局部放电转变为具有电弧性质的放电形式，它跨越了干燥区，成为局部电流。运行电压所供给的电能消耗在局部电流的燃烧和绝缘子表面发热上，整个泄漏电流的大小将由以下两种情况而发展：a.当表面干燥影响占优势时，电阻值增加，干区扩大，泄漏电流减小，电弧经零点熄灭。但当干区因周围湿润下其范围缩小时，电弧又重新燃起，形成间隙小电弧。b.当电解质温度系数影响占优势时，电阻值减小;或周围环境湿润，泄漏电流增加，与之相应电弧电流增加，电弧会进一步伸长。当电弧单位长度压降减少到污层长度压降时，电弧迅速向对方电极贯通，形成闪络。

3防污闪措施

3.1绝缘子的清洗：在防污的措施中，绝缘子的定期清扫是一个经常性工作。主要有停电或带电清扫、带电或停电水冲洗的方式。带电水冲洗是国内外常用的绝缘子清洗法。

3.2喷涂憎水性涂料：PRTV材料防污性能关键的特性在于其憎水性和憎水迁移性。在绝缘子表面施涂PRTV防污闪涂料后，所形成的涂层包覆了整个绝缘子表面，隔绝了瓷瓶与污秽物质的接触。当污秽物质降落到绝缘子表面时，由于RTV防污闪涂料具有憎水性，所以当雨水或露珠接触到涂层表面时，就会变成水珠自动滚落，或一颗颗散落在涂层表面上，而不会形成连续的水帘或铺展成水膜。更重要的是，当污秽物质降落到涂层上后，由于RTV防污闪涂料具有憎水迁移性，使得污秽物质也具有憎水性，而不被雨水或潮雾中的水分所润湿，因此该污秽物质不被离子化，从而能有效地扼制泄漏电流，极大地提高绝缘子的防污闪能力。

4PRTV涂料性能特点：

4.1大幅度提高电力输变电设备外绝缘污闪电压，污闪电压可提高到200%以上，保障电力设备运行安全。

4.2涂料为单组份涂料，使用时无需调配，密封包装开启后即可直接喷、涂于电瓷表面，与空气中的水分子接触后固化成膜，保证质量，减少浪费，施工简单。

4.3涂料的电气性能、力学性能优异、憎水性及憎水性迁移性强、附着力强、使用寿命长。

5.4本涂料可燃性指标不低于FV-1级。此项指标尤其适合电力系统直流输变电设备的绝缘防污工作。

6.5本涂料燃烧后残留物不导电，对设备运行不留安全隐患。

7.6在设备正常使用情况下，喷、涂RTV涂料后的电力外绝缘设备可以免清扫维护

5结束语

电力系统无论交流输电或直流输电，在清洁条件下对雷电冲击电压引起的绝缘闪络机理的研究已经比较深入，理论也较成熟。然而对污秽绝缘子遭受雷电冲击及操作冲击波时的电气特性和闪络的机理研究甚少，理论也显得不够完整。随着PRTV绝缘涂料技术的日益进步，PRTV涂料已用于电力系统变电站及输电线路绝缘子、发电厂和电力用户变电设备外绝缘，为电网安全运行提供了可靠保证。