引言
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,人們生產(chǎn)生活對(duì)電能的需求量急劇上升,對(duì)電能質(zhì)量的要求也在不斷提高,然而經(jīng)濟(jì)、社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了大氣污染等環(huán)境問(wèn)題。輸電線路絕緣子要求在大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓和長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下均能可靠運(yùn)行,而環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致輸電線路絕緣子的絕緣性能大大降低,污穢事故發(fā)生率呈明顯上升趨勢(shì),線路絕緣子污閃事故的發(fā)生次數(shù)已占到電網(wǎng)事故總數(shù)的第二位,對(duì)電力系統(tǒng)供電的安全性和可靠性造成了嚴(yán)重影響,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。因此,開展輸電線路絕緣子污穢監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握絕緣子積污情況,并采取切實(shí)有效的防污措施具有重要意義。
1輸電線路絕緣子污穢概述
1.1污閃的定義與成因
污閃是指輸電線路絕緣子表面附著了固體、液體等導(dǎo)電物質(zhì)后,在下霧、凝露、毛毛雨、降雪等天氣條件下,絕緣子表面受潮,泄漏電流增大,產(chǎn)生局部電弧而發(fā)展為沿絕緣子表面閃絡(luò)的放電現(xiàn)象。通常輸電線路絕緣子污穢導(dǎo)致污閃現(xiàn)象發(fā)生的原因主要有兩大類:一類是由于機(jī)動(dòng)車排放量大、擴(kuò)散條件不利等因素導(dǎo)致的大氣污染,造成絕緣子表面積污:另一類是氣象條件導(dǎo)致污穢物質(zhì)充分受潮。一般而言,輸電線路污閃現(xiàn)象發(fā)生的3個(gè)必要條件是:絕緣子表面積污、受潮、施加電壓,缺一不可,對(duì)應(yīng)的污閃發(fā)生過(guò)程也必須經(jīng)歷4個(gè)發(fā)展和延續(xù)階段:絕緣子表面積污、絕緣子表面濕潤(rùn)、局部放電的產(chǎn)生和發(fā)展[3]。
1.2污穢分類
污穢按照其來(lái)源可分為兩大類:
一類是自然污穢,即在沒(méi)有人類參與的自然條件下產(chǎn)生的污穢。比如,氣候因素,氣溫較低地區(qū)輸電線路表面會(huì)積冰或積雪,輸電線路絕緣子在凍結(jié)狀態(tài)或融化狀態(tài)時(shí),污閃電壓被提高,出現(xiàn)閃絡(luò)事故的可能性也提高:比如,海拔高度因素,眾所周知,大氣壓強(qiáng)隨海拔高度的升高而降低,所以在海拔較高的地區(qū),由于電弧較粗,交流過(guò)零后,電路很容易發(fā)生放電現(xiàn)象,電弧很容易產(chǎn)生重燃現(xiàn)象,而且難以熄滅,危害性特別大:再比如,鳥糞污染因素,鳥在輸電線路上排便時(shí),糞便很容易導(dǎo)致絕緣子爬距縮短,甚至造成短路,使正常電壓下的絕緣子出現(xiàn)污閃事故:再比如,空氣中無(wú)所不在的灰塵、沿海地區(qū)海風(fēng)帶來(lái)的鹽霧、土地鹽堿化嚴(yán)重地區(qū)被風(fēng)刮起的塵土等都是污穢來(lái)源。
另一類是工業(yè)和生活污穢,比如大氣環(huán)境污染,尤其在城鄉(xiāng)工業(yè)發(fā)展迅速的地區(qū),大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重,而且有些地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)不同程度的酸雨、酸霧現(xiàn)象,導(dǎo)致輸電線路的電導(dǎo)率隨pH值的降低而增大,使絕緣子實(shí)際閃絡(luò)電壓降低而出現(xiàn)污閃事故。
2輸電線路絕緣子污穢監(jiān)測(cè)
2.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置
（1）污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布點(diǎn)均勻,比如制定污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)格圖等。
（2）發(fā)電廠和110kV及以上輸電線路在近城、市郊地區(qū)原則上每5～10km選擇一個(gè)污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn):遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的農(nóng)田、山丘,原則上每10～30km選取一個(gè)污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
（3）局部污源點(diǎn)、微地形區(qū)、微氣象區(qū)應(yīng)設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
（4）三、四級(jí)重污染地區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量。
（5）對(duì)不屬于微地形區(qū)、微氣象區(qū)及不含局部污源點(diǎn)的山野、森林,其鄰近污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以適當(dāng)合并。
（6）污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在輸變電線路桿塔或變電站內(nèi)的電氣設(shè)備上。
(7）設(shè)立線路模擬污穢度監(jiān)測(cè)點(diǎn),主要是為了消除帶電絕緣子污穢度檢測(cè)難且容易造成混亂的缺點(diǎn),統(tǒng)一使用非帶電絕緣子,懸掛一串長(zhǎng)度為7片的絕緣子串。原則上線路模擬絕緣子應(yīng)與實(shí)際運(yùn)行絕緣子等高懸掛,即掛在橫擔(dān)上,且懸掛點(diǎn)應(yīng)保證污穢度測(cè)量作業(yè)時(shí)的安全距離。
2.2監(jiān)測(cè)采樣
污穢監(jiān)測(cè)采樣,一般每年三月上旬進(jìn)行污穢采樣工作,周期至少1年,積污期結(jié)束時(shí)懸掛及測(cè)量絕緣子,需要配備一次性塑料手套、密封袋和專用無(wú)紡采樣布。使用專用無(wú)紡采樣布收集絕緣子表面污穢。佩戴一次性塑膠手套,打開密封袋,取出第一張專用采樣布,擦拭絕緣子的每一個(gè)傘裙,除金屬部分外均進(jìn)行擦拭直至絕緣子表面潔凈,再取出第二張采樣布,擦拭絕緣子相同部位,直至絕緣子表面完全潔凈。采樣擦拭模擬監(jiān)測(cè)點(diǎn)四片絕緣子的上數(shù)第二片、第三片、第四片,共三片絕緣子的表面污穢。
2.3污穢度測(cè)試
絕緣子污穢度是指絕緣子表面的積污程度,國(guó)際上主要推薦等值附鹽密度法、污層電導(dǎo)率法、污閃梯度法、脈沖計(jì)數(shù)法、最大泄漏電流法5種污穢度測(cè)試方法[4]。目前電力企業(yè)對(duì)絕緣子污穢程度的評(píng)判采用較多的是等值附鹽密度法,主要的測(cè)試方法是把絕緣子表面的污穢物量化為單位面積上的氯化鈉含量。首先準(zhǔn)備工作需要將測(cè)試儀的導(dǎo)電極用蒸餾水沖洗干凈,并甩掉水珠,安裝到測(cè)試儀上待用,然后將擦拭完的采樣布放入容器中并標(biāo)注清楚,根據(jù)絕緣子表面積倒入相應(yīng)的蒸餾水,靜置15min左右,使得污穢物得到充分溶解,并搖勻污穢液:接著設(shè)置好測(cè)試參數(shù)后,將與污穢液水量相當(dāng)?shù)恼麴s水倒入量杯中,并將導(dǎo)電極放入,開始測(cè)試,測(cè)量出蒸餾水的電導(dǎo)率、鹽密值和水溫后,取消回到初始狀態(tài),便于儀器在測(cè)量時(shí)減去蒸餾水自身的電導(dǎo)率影響:最后就是將導(dǎo)電極從蒸餾水中取出,放入待測(cè)污穢液中,靜置片刻后開始測(cè)量,逐個(gè)測(cè)量多個(gè)采樣污穢物的電導(dǎo)率、鹽密值、水溫等,再通過(guò)計(jì)算求得該污穢監(jiān)測(cè)點(diǎn)的污穢度平均值。
3輸電線路絕緣子防污措施
（1）熟悉輸電線路的污穢期、污穢程度或污穢等級(jí)、污穢性質(zhì),對(duì)輸電線路狀況有相對(duì)全面的了解,有助于對(duì)線路污穢區(qū)的合理劃分,對(duì)于防污閃工作也能夠提出更有針對(duì)性、更有建設(shè)性的意見。
（2）定期清掃絕緣子,尤其在污穢期或者污閃現(xiàn)象到來(lái)前,要加大力度開展絕緣子污穢清理工作,污穢嚴(yán)重區(qū)域可以加密清理,以降低污穢帶來(lái)的不利影響。
（3）做好防污閃調(diào)爬工作,即增加電氣設(shè)備外絕緣的爬電距離,提高絕緣水平,運(yùn)行線路調(diào)爬應(yīng)滿足絕緣子選型及爬電比距的配置要求,并貫徹"配置到位,留有余度"的原則。
（4）采用特殊的絕緣子材料,如采用合成絕緣子,其芯棒材料是環(huán)氧玻璃纖維棒,抗拉強(qiáng)度高,其基本絕緣體是硅橡膠,具有很好的抗復(fù)合絕緣子污穢閃絡(luò)性能,能夠防止污閃事故的發(fā)生:如采用防污絕緣子,通過(guò)改變絕緣子表面結(jié)構(gòu)以及增加絕緣爬距達(dá)到防污目的:或者采用防污涂料,如疏水性材料、有機(jī)硅油等防污涂料,以增強(qiáng)絕緣子的抗污能力。
（5）裝設(shè)風(fēng)力清掃環(huán)自動(dòng)清掃絕緣子表面污垢,風(fēng)力清掃環(huán)采用輕質(zhì)的絕緣材料制成,即在一個(gè)絕緣環(huán)上穿若干個(gè)同一方向排列的風(fēng)力推動(dòng)碗,以組成風(fēng)力清掃環(huán),套在絕緣子上,當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)時(shí),風(fēng)力清掃環(huán)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),從而推動(dòng)風(fēng)力推動(dòng)碗的邊沿不斷刮除絕緣子表面污垢,達(dá)到清潔目的,從而有效防止污閃事故的發(fā)生,這是一種新型、環(huán)保的絕緣子清掃方式。
4結(jié)語(yǔ)
輸電線路絕緣子的污穢會(huì)大大降低其絕緣性能,導(dǎo)致污穢事故的發(fā)生,嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)供電的安全性和可靠性,同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。本文簡(jiǎn)要闡述了輸電線路絕緣子污閃的定義及成因,介紹了污穢監(jiān)測(cè)的采樣點(diǎn)設(shè)置、監(jiān)測(cè)采樣方法和污穢度測(cè)試方法,及時(shí)掌握線路積污情況,采取切實(shí)有效的防污措施,以保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
