配电线路复合绝缘子与玻璃绝缘子等的选择及防污闪措施

配电线路复合绝缘子与玻璃绝缘子等的选择及防污闪措施

李晓达

广东电网有限责任公司汕尾海丰供电局  广东汕尾 516400

摘要:现行配电设备使用中,仍面临着较为严重的污闪故障问题,其危害极大,单纯依托于现有清扫方式、外绝缘控制等手段,很难达到防污闪目标,正确认识污闪故障产生的原因,对于污闪故障的预防及处理具有积极的意义。

关键词:电网污闪故障；绝缘子的选择；防污闪措施

根据配电线路运行维护管理要求及实际情况,积极开展具体问题的分析工作,正确认识污闪故障产生的原因,加强多样化改进措施,可使配电线路运维效果更加显著,有利于优化应用中的安全性能。因此,在减少污闪研究内容,改善运维管理状况过程中,需要提高对相应问题分析及改进措施使用的关注度,促使线路运行维护管理更加高效、科学,从而实现对配电线路的高效利用。

一、绝缘子概述与选择

绝缘子是配电线路上的重要组成构件,是安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间的器件,能够耐受电压和机械应力的作用,其设备运行的性能,直接对整个配电线路的安全运行性、供电可靠性产生了重要的影响。绝缘子本不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,但是配电线路上的绝缘子在运行的过程中,极容易受到多种因素的影响,出现绝缘子污闪的现象,导致损害配电线路的使用和运行寿命,严重影响了安全及稳定运行。

玻璃绝缘子是由玻璃制成的绝缘子器件,目前在线路中较为广泛的是钢化玻璃绝缘子,运行寿命通常为40年,因其表层的机械强度高,外表不易产生裂缝、老化速度慢,可以撤销在运行过程中绝缘子进行的带电定期预防性试验和“零值”检测,具有零值自破和易检测的特点。在运行中,被雷击烧伤的玻璃绝缘子的新表面仍然是光滑的玻璃体,仍带有钢化内应力保护层,因此仍保持足够的绝缘性能和机械强度。

复合绝缘子是有机硅橡胶材料复合制成的绝缘子,外形结构近似悬式绝缘子,由端部金具、绝缘伞形波纹、护套和绝缘套心棒构成。运行寿命通常为15年,具有体积小分量轻、机械强度高不易破碎、耐污功能好、质量稳定性高的特点。由于具有憎水性,下雨时不会在绝缘子的伞状波纹表面淋湿形成水膜,而是以水滴的形式滴落,难以形成导电通道,污闪电压较高,是同电压等级陶瓷绝缘子的3倍,具有良好的抗污闪性能。

绝缘子性能是污闪故障产生的重要原因,要求其在外界环境作用下都可维持原有的机械性能、电气性能等,但选择哪种绝缘子又成为防污闪及日常运维工作中需考虑的重要问题。综合比较,从寿命周期角度看,陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子二者使用周期的决定性因素分别表现在绝缘件、金属附件两方面,各自寿命周期分别为20年与40年左右,而复合绝缘子在使用周期上多维持在15年左右。而从雷击闪络看,决定性因素多表现在绝缘材料两端间距方面,一般雷击放电水平会随间距的拉大而上升,这样与玻璃绝缘子、陶瓷绝缘子相比,复合绝缘子由于电弧距离较小,放电电压自然也会降低。从日常运维巡视角度看,玻璃绝缘子在实际使用中可以充分显示出良好的性能优势和功能,因为玻璃的透明性,在巡视中外形查验时容易肉眼发现裂缝以及各种内部缺陷,可在地面进行观察,不需登杆逐个检测,从而降低了运维人员的劳动程度,比较之下,复合绝缘子便由于外形与内在设计原因在巡视时较难以肉眼发现故障点。若从防污闪性能看,复合绝缘子的防污闪性能较为优异,运行中不需清污处理,但在电压等级较高的线路上存在鸟害问题,抗拉强度高,但抗扭性能不够,所以现在用着悬垂串上较多,较少用在耐张及转角杆塔上,且在施工或正常运行过程中,需严禁掉落或摩擦硬物,因为合成绝缘子的伞部是由硅橡胶制成,柔软易损坏密封性能,容易导致绝缘性能下降。而陶瓷绝缘子与玻璃绝缘子的防污闪性能不及复合绝缘子,所以要定期清扫,工作量大,且陶瓷绝缘子在运行时要定期检零,玻璃绝缘子不需检零,零值自爆,但用在人口密集地区可能伤人,多用在耐张及转角杆塔上。

绝缘子污闪概率的影响因素多表现在其表面污秽方面,这种闪络不是由于作用电压的升高,而是由于绝缘子表面绝缘能力降低引起的结果,与绝缘与表面积污、表面污层湿润以及绝缘子本身耐特性诸因素有关。不同绝缘子在闪络机理上也存在一定差异,如瓷绝缘子,局部电弧在临闪前将以黄红色色彩呈现,而复合绝缘子表现为青兰色。产生这种差异的原因主要表现在复合绝缘子应用下,泄漏电流将会被憎水性所抑制,放电现象变化极为明显,假若憎水性能极高,很可能出现局部放电过程不存在的情况。由此可见,污闪故障的产生,极大程度上取决于外界环境变化与绝缘子性能。且污闪概率也与地理条件、气候条件有关,所以在绝缘子配置中,需考虑的问题将集中在安装环境、区域大气情况、积污条件与绝缘子耐污闪能力方面,选择较为合适的绝缘,应遵循相应的原则。

二、绝缘子污闪事故的相关因素分析

1.自身因素

配电线路的绝缘子在生产的过程中,伴随着运行时间的增长,其性能会出现下降的趋势。在这种情况下,绝缘子长期受到高压、机械负荷相互作用下,就会导致绝缘子出现污闪的现象;另一方面,在实施绝缘子搬运、安装的过程中,一旦出现不小心的现象,就会导致其内部出现裂缝、不完整等现象,进而导致其出现污闪现象。

2.大气污染

近年来,伴随着社会经济和生产的大力发展,大气污染也越来越严重。大气中存在大量的废烟、废气、微尘等,对线路中的绝缘子电压下降,进而导致其出现污闪的现象。

3.气候因素

配电线路设备长期暴露在大气环境中,其气候条件也会在一定程度上对绝缘子产生影响。例如大雾、返潮、积雪融化等现象,会让配电线路上的绝缘子积存一定的渗水,并产生一层层电解质水膜,导致其发生表面泄露电流的现象,进而导致绝缘子出现污闪的现象。

4.鸟粪污染

配电线路设备长期暴露在自然环境中,不可避免地会受到鸟类活动的影响。尤其是鸟类喜欢在配电线路上进行休息,在这种情况下,一旦鸟粪落在绝缘子上,长久以往就会导致设备出现短路,以至于发生污闪现象。

三、加强配电线路绝缘子防污闪的有效对策

结合电网中配电线路运行的具体情况,并结合配电线路中绝缘子发生污闪的重要原因,必须要充分结合该线路中绝缘子污闪现象发生的季节、环境,应采取积极有效的防范措施。

1、定期进行清扫或清洗

为了进一步降低配电线路上绝缘子设备的污闪发生率,必须要通过定期、或者不定期的方式,对其进行清扫或者清洗，通常周期一般为每年一次，但还应根据绝缘子的脏污情况及容易发生污闪的线路,适当增加清扫次数。但是这种方式仅仅为一种辅助性工作,因此,在对其进行防污闪的过程中,不能将其作为长久之计。

2、调爬

对线路中配电设备上绝缘子污闪现象,通过有效的分析之后,合理采用调爬的方式对其进行解决。在具体解决的过程中,主要在原绝缘子串的基础上,进行一定量的增加绝缘子片数。通过这种方式,可以有效降低污闪的发生率。经过实践证明,调爬是最为有效措施,尤其是在此基础上,配合定期清扫或者清洗的手段,可以在很大程度上降低配电设备绝缘子污闪的发生率。同时,在进行调爬的过程中,还必须要对带电导线与杆塔的最小空气间隙进行有效的调整,使其保持在最佳的距离范围之内。

3、选择合适的绝缘子

针对线路中绝缘子出现污闪的一部分原因为绝缘子自身因素,必须要选择合适的绝缘子。如采用防尘绝缘子、玻璃绝缘子加合成绝缘子等,运行经验表明,在严重污秽地段,采用新型绝缘子串防污效果较好,但这种只适用于输电线路。当绝缘子外观形状较为光滑的时候,其积污量就会变少;当其表面粗糙的时候,其积污量就会出现增加的趋势。因此,必须要加强绝缘子的选择正确性。

4.定期测试和及时更换不良绝缘子

线路上如果存在不良绝缘子,线路绝缘水平就会相应的降低,再加上线路周围环境污秽的影响,就更容易发生污闪事故,因此,必须对绝缘子进行定期测试,发现不合格的绝缘子及时更换,使线路保持正常的绝缘水平,一般1-2年就要进行一次绝缘子测试工作。

结语:

综上所述,绝缘子污闪现象是电网配电线路中最为常见的现象,严重影响了电网运行的安全性、稳定性。因此,必须要结合电网绝缘子污闪的发生情况,分析其产生的原因,并据此进行有针对性的防范,以降低电网中配电线路绝缘子污闪的发生率。

参考文献:

[1] 张志劲,梁田,向缨竹,等. 去粉化对硅橡胶复合绝缘子性能的影响[J]. 电工技术学报,2022,37(8):2126-2135.