1、絕緣子污閃及其危害
污閃是指電氣設備絕緣子(外絕緣)表面附著的污穢物在潮濕條件下,其可溶物質逐漸溶於水,在絕緣表面形成一層導電膜,使絕緣子的絕緣水平大大降低,在電場作用下出現的強烈放電現象。
設備發生污閃事故時,重合閘成功率很低,往往造成大面積停電;污閃中所伴隨的強力電弧還常導致電氣設備的損壞。
圖1絕緣子污閃圖
2、絕緣子類型
絕緣子按用途分可分為線路絕緣子、電站絕緣子;按材質分可分為瓷絕緣子、玻璃絕緣子、復合絕緣子。
圖2 絕緣子分類9fd3e744c91098dec59a3790ae775815(a)瓷絕緣子 (b)玻璃絕緣子0abdf35827ff662bacbd456fd1032569 (C)復合絕緣子
圖3不同材質絕緣子
瓷、玻璃絕緣子常用產品標準有:
《GB/T 1001.1-2003 標稱電壓高絕緣子第於1000V的架空線路 第1部分:交流系統用瓷或玻璃絕緣子元件 — 定義、試驗方法和判定準則》;
《DLT 1000.1-2006 標稱電壓高於1000V架空線路絕緣子使用導則 第1部分:交流系統用瓷或玻璃絕緣子》;
《GB/T 19443-2004 標稱電壓高於1000V的架空線路用絕緣子-直流系統用瓷或玻璃絕緣子元件 — 定義、試驗方法和接收準則》;
復合絕緣子常用產品標準有:
《DL/T 1000.3-2015 標稱電壓高於1000V架空線路用絕緣子使用導則 第3部分:交流系統用棒形懸式復合絕緣子》;
《GB/T 21421.2-2014 標稱電壓高於1000V 的架空線路用復合絕緣子串元件——第2部分:尺寸與特性》;
《DL/T 810-2012 ±500kV及以上電壓等級直流棒形懸式復合絕緣子技術條件》;
《GB/T19519-2004 標稱電壓高於1000 V的交流架空線路用復合絕緣子—定義、試驗方法及驗收準則》;
3、絕緣子污穢類型
①工業型污穢
工業型污穢是在工業生產過程中由煙囪排出的氣相、液相和固相污穢物質。它主要分佈在工業城市及近郊和工業集中的地區,包括化工廠、冶煉廠及火電廠的排煙,水泥廠、煤礦及礦場的粉塵,循環水冷卻塔或噴水池的酸化水霧等。
②自然污穢
在自然條件下產生的污穢可分為塵土污穢、鹽堿污穢,海鹽或海水污穢、鳥糞污穢、覆冰積雪等。
③覆冰積雪
絕緣子覆冰積雪是一種特殊形式的污穢。當冰層或積雪層融化時,明顯提高絕緣子的表面電導,導致絕緣子在運行電壓下發生閃絡事故,這種閃絡事故稱為冰閃,也是一種特殊形式的污閃。因此絕緣子覆冰積雪也是一種特殊形式的污穢。
圖4 嚴重積污的絕緣子
3、絕緣子污穢的表征
最常用的絕緣子污穢嚴重程度的表征方法是污穢度,包含等值鹽密、等值灰密兩個參數;其中等值鹽密表征絕緣子表面污穢中的導電成分含量,等值灰密表征表面污穢不導電成分含量。
對各個地區的污穢程度進行測量,繪制完成電力系統污區分佈圖,對各個地區確定污區等級,交流污區等級從污穢最輕到最終依次劃分為a、b、c、d、e五級。
關於污區等級劃分、污穢度測試方法的詳細信息可參見國網公司企業標準《QGDW 1152.1-2014電力系統污區分級與外絕緣選擇 第1部分: 交流系統》、《QGDW 1152.2-2014電力系統污區分級與外絕緣選擇 第2部分: 直流系統》。
4、絕緣子污閃的防治
電壓、污穢、潮濕是產生污閃的三個必要條件,防止污穢閃絡就是在這三個方面采取措施,如增大爬電比距、減少表面積污、增加表面幹區、使用新型絕緣子等,以此破壞污閃條件的形成,避免事故的發生。
電力運行部門將污穢地區加強絕緣的措施概括為:爬、掃、塗。
①調爬
根據污區圖上規定的爬電比距,調整該地區電氣設備的外絕緣的爬電距離的工作稱為調整爬距,簡稱調爬。
調爬可采取增加絕緣子片數、換用大爬距絕緣子、換用復合絕緣子等手段。
調爬的原則、爬距確定的方法可參見國網公司企業標準《QGDW 1152.1-2014電力系統污區分級與外絕緣選擇 第1部分: 交流系統》、《QGDW 1152.2-2014電力系統污區分級與外絕緣選擇 第2部分: 直流系統》。
②清掃
在防污技術措施中,比較簡單的方法就是將積聚在絕緣子表面的污穢污清除,恢復其原有的絕緣水平,這就是運行工作中經常采用的清掃。清掃可分為帶電清掃和停電清掃,帶電清掃又可分為帶電水沖洗、氣沖和電動刷等方式。
目前帶電水沖洗已發展至500 kV設備等級,站內設備外絕緣、輸電線路絕緣子均已開展過大量的帶電水沖洗作業。帶電水沖洗的設備、操作要求可見《DL/T 1467-2015 交流輸變電設備帶電水沖洗作業技術規范》。
568668c9c3746c31f1e4996233e31134 圖6 帶電水沖洗
③表面處理
瓷和玻璃絕緣子表面呈現的是親水性狀態,在污濕環境條件下,容易形成連續的水帶,污穢容易受潮濕潤,從而導致絕緣子表面容易形成泄漏電流通道。表面處理是在絕緣子表面覆塗特殊塗料,改變絕緣子表面的狀況,增加絕緣子表面的憎水性,使絕緣子表面在通電的情況下不易形成泄漏電流通道,這種方法稱為表面處理。
目前最常用的塗料為RTV常溫固話矽橡膠防污閃塗料,按照產品標準,壽命須達15年,實際運行情況與運行環境密切相關,部分幹燥地區運行20年後仍能達到運行標準,部分濕熱地區運行僅3-5年即出現起皮等老化現象。對於老化的RTV塗料,可直接清除表面原有塗料後予以覆塗。
直流輸電線路由於直流電場對污穢的吸附效應,污閃風險更大,因此一般均要求塗覆RTV塗料。
RTV塗料的產品性能要求、運行原則、試驗檢驗方法可見標準《DL/T 627 絕緣子用常溫固化矽橡膠防污閃塗料》。
圖7 ±800kV復奉線噴塗RTV絕緣子
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