330kV紧凑型铁塔防治污闪的原因分析

　 330kV紧凑型铁塔防治污闪的原因分析

李 军 杨兆峰

国网陇南供电公司 甘肃省陇南市 746000

摘要：随着我国国民经济的发展，用电负荷也在飞速增长，相应的对于长距离、大容量输电的模式提出了新要求。作为新技术的紧凑型输电线路，通过改变导线布置，达到减小电感、增大电容的效果，从而使线路波阻抗减小，自然功率增大。同时线路走廊因布置的紧凑而大大减小，其社会、经济效益十分显著。 本文结合紧凑型输电线路在运行当中遇到的实际问题进行了认真分析。本文还结合实际工程，论述了影响输变电设备污闪的各种气象因素，对于紧凑型线路工程的一些实际问题，譬如关于绝缘配合的研究、带电作业间隙的取值、相间绝缘技术等关键性问题，提出了建设性的意见和建议。

关键词：紧凑型; 污闪; 影响因素

1 紧凑型输电技术
紧凑型输电技术是通过对于导线的优化排列，缩小相间距离、将三组导线置于同一塔窗内，三相导线间没有接地构件，增加相分裂根数，减少波阻抗、增加电容、大幅度提高自然输送功率，有效压缩电线走廊的一项新的输电技术。紧凑型输电线路研究的目的是: 在保证电网经济安全运行的前提下，压缩架空输电线路走廊占地宽度，同时提高线路的输电能力，并且减少线路对环境的电磁污染，从而满足电网企业对于特（超）高压远距离输电、减少占地和降低工程综合造价的要求，进而提高我国输电技术的整体水平。

2 关于提高自然输送功率的研究
2.1自然功率代表着线路的输送能力，超高压线路输送功率静态稳定极限与该线路电抗的大小成反比，超高压线路的自然输送功率与该线路波阻抗的大小成反比。事实上，我们研究紧凑型线路有二个目的，既要大幅度的提高线路的自然功率，又要大幅度的压缩线路的走廊宽度，这就只有大幅度的压缩导线的相间距离才能达到。因为随着导线相间距离的减小，线路的电感L也减小，线路的电容C增加，又因为波阻抗Z=（L/C)^1/2，所以线路的波阻抗降低，其自然功率提高。
2.2突破常规线路的布置形式，将三相导线置于同一塔窗内，使任何两相导线之间都没有塔 柱或横担相隔，因而避免因为塔柱或横担额外增加相间距离，此时的相间距离只需满足相间过电压及带电作业安 全距离的要求即可。这是压缩相间距离最有效的方法。在这个塔窗内，将三相导线按等边倒三角形布置，不仅可以获得三相导线几何均距（GMD）最小，而且可使三相导线参数获得最好的平衡。
三相导线置于同一塔窗内，相间只有空气间隙而没有接地构件，从而在根本上压缩了相间距离。三相导线在空间上按等边倒三角形布置，使任意两相之间的距离都压缩到同一长度，从而使得三相导线的几何均距就等于相间距离。这是三相导线最紧凑的布置形式。

  2.3三相导线全部采用V形绝缘子串悬挂，使导线在塔窗中的位置固定，不因风力或电 动力而摆动。考虑到安全，3个V形串各自独立，2个上相V型串夹角均约90°，下相V形串夹角 约140°。

但对于某些垂直档距较大的铁塔，下相导线垂直荷载较大，夹角为140°的V形绝缘子即使采用300kN大吨位的绝缘子，其张力仍然不能满足要求。采取再增加一个垂直绝缘子串，专门用来承担导线的垂直荷载。此时夹角140°的V形串只起到防止导线摆动的作用。这种 新型的绝缘子串组装悬挂方式国内外都未有过。

由于垂直串中间的连接金具处于三相导线中间，金具上产生的悬浮电位对塔窗内电场分布的影响，尤其是对相间操作冲击绝缘强度的影响问题，是超高压线路中从未遇到过的。

3 污秽闪络的具体原因分析
3.1污秽闪络
积聚在绝缘子表面上的具有导电性能的污秽物质，在潮湿天气受潮或遇大雾后，使绝缘子的绝缘水平大大降低，使绝缘子之间构成短路,运行的330kV天成线038号铁塔就出现过此种情况，A相导线均压环对铁塔横担放电，导致在正常运行情况下发生大雾闪络事故。

3.2污闪机理

运行中的合成绝缘子容易受到自然界盐碱、灰尘等的污染，在干燥情况下，这些污秽物的绝缘电阻很大；但当大气湿度较高时，在雾、露、毛毛雨等不利的天气条件下(这其中又尤以雾的威胁性最大），绝缘子表面污秽物被充分润湿，使得污层中的电解质完全溶解，但又不致使污层被冲洗掉，从而在绝缘子表面形成一层导电膜。因此，污层的电导率最大，而污闪电压最低。

3.3影响污闪的气象因素
3.3.1湿度

   绝缘子表面污秽的充分湿润是发生污闪的必要条件之一。水分的湿润将使绝缘子表面污层的电导率增加，从而使其绝缘特性明显降低。当污层达到饱和受潮状态，表面电导率达到最大值，其外绝缘特性将下降到最低点。因此在各种高湿天气下，绝缘子发生污闪的概率大增。
3.3.2温度
绝缘子污层的湿润同样受到温度的影响。这里主要是指绝缘子表面温度与环境温度之间的温度差。温差不同，湿润的方式、速度、均匀程度等也不同，从而造成绝缘子污闪特性的差异。

 3.3.3气压
   空气中放电电压随其密度增大而加大，这是由于随着密度增加，空气中电子的平均自由行程缩短，电离过程减弱造成的。所以一般而言，高气压下的闪络电压要比低气压时高。对污秽绝缘子闪络特性与气压之间关系的试验研究表明，在其它条件相同的情况下，绝缘子污闪电压随气压的降低而减小。

3.3.4降水
  降水对大气中的污秽物质有较强的净化作用。就降雨而言，可按雨强分为大雨、中雨、小雨。每h几十到几百mm降雨量的大雨，对污秽地区绝缘子的运行状态是有利的。中雨的雨强也可达2.5～8.0 mm/h。大雨和中雨的雨强大，可将绝缘子上部表面的可溶盐类冲洗掉，使绝缘子的耐压强度在一定程度上得以恢复，因而很少发生污闪。而毛毛雨和小雨不仅雨强小，水滴半径以及降落的速度也很小，冲洗作用并不明显，这时起主要作用的是对污层的湿润，所以造成的污闪事故较多。

3.3.5风和湍流

  一般把空气的水平运动称为风。排入大气的污秽物质在风的输送作用下，便随着大气做水平移动。风速是污染源影响范围的重要参数。随着风速的增大，单位时间从污染源排放出来的污染物被拉长散布，对污秽具有稀释作用。而风向则影响受污范围的趋向，污染区总是在污染源的下风向。通常，污染范围基本上是以污源为起点的扇形范围。 

4结论

根据330kV紧凑紧凑型输电线路运行经验，可得出以下结论：

4.1 气象因素与输变电设备的污闪密切相关，为了有效预防和杜绝大面积污闪事故，设计、运行单位应加强对各种灾害性天气的监视，加强对于各种气象信息的统计和分析，可联系气象部门，做好对具有高含水量的浓雾的预报工作，尽可能及早掌握其发生时间和范围。寻求掌握防治污闪发生的普遍规律。

4.2 紧凑型输电线路必须能够开展登塔巡视及相关的带电作业，导线的排列布置及相间距离的确定必须满足带电作业的基本条件。应根据紧凑型线路的实际情况，专门研究并制造出整套的带电作业工具及防护用具。

4.3 加装保护间隙，可提高带电作业的安全性。对于330kV紧凑型线路在进行带电检修和维护作业时，只需在作业点的相邻杆塔的工作相上加装保护间隙即可。

4.4 连接金具处于三相导线中间，金具上产生的悬浮电位对于塔窗内电场分布的影响，尤其是对于相间操作冲击绝缘强度的影响问题，在超高压线路中是从未遇到过的，值得注意。

参考文献：

[1] 张柳,巢亚锋,黄福勇,等.布置方式对染污绝缘子污闪电压影响综述[J].中国电力.2016,(6).95-100.

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