浅析输电线路绝缘子污秽监测与防污措施

引言

随着市场经济的高速发展以及社会工业化进程的不断加快,人们生产生活对电能的需求量急剧上升,对电能质量的要求也在不断提高,然而经济、社会快速发展的同时也带来了大气污染等环境问题。输电线路绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行,而环境问题导致输电线路绝缘子的绝缘性能大大降低,污秽事故发生率呈明显上升趋势,线路绝缘子污闪事故的发生次数已占到电网事故总数的第二位,对电力系统供电的安全性和可靠性造成了严重影响,造成了巨大的经济财产损失。因此,开展输电线路绝缘子污秽监测,及时掌握绝缘子积污情况,并采取切实有效的防污措施具有重要意义。

1输电线路绝缘子污秽概述

1.1污闪的定义与成因

污闪是指输电线路绝缘子表面附着了固体、液体等导电物质后,在下雾、凝露、毛毛雨、降雪等天气条件下,绝缘子表面受潮,泄漏电流增大,产生局部电弧而发展为沿绝缘子表面闪络的放电现象。通常输电线路绝缘子污秽导致污闪现象发生的原因主要有两大类:一类是由于机动车排放量大、扩散条件不利等因素导致的大气污染,造成绝缘子表面积污:另一类是气象条件导致污秽物质充分受潮。一般而言,输电线路污闪现象发生的3个必要条件是:绝缘子表面积污、受潮、施加电压,缺一不可,对应的污闪发生过程也必须经历4个发展和延续阶段:绝缘子表面积污、绝缘子表面湿润、局部放电的产生和发展。

1.2污秽分类

污秽按照其来源可分为两大类:

一类是自然污秽,即在没有人类参与的自然条件下产生的污秽。比如,气候因素,气温较低地区输电线路表面会积冰或积雪,输电线路绝缘子在冻结状态或融化状态时,污闪电压被提高,出现闪络事故的可能性也提高:比如,海拔高度因素,众所周知,大气压强随海拔高度的升高而降低,所以在海拔较高的地区,由于电弧较粗,交流过零后,电路很容易发生放电现象,电弧很容易产生重燃现象,而且难以熄灭,危害性特别大:再比如,鸟粪污染因素,鸟在输电线路上排便时,粪便很容易导致绝缘子爬距缩短,甚至造成短路,使正常电压下的绝缘子出现污闪事故:再比如,空气中无所不在的灰尘、沿海地区海风带来的盐雾、土地盐碱化严重地区被风刮起的尘土等都是污秽来源。

另一类是工业和生活污秽,比如大气环境污染,尤其在城乡工业发展迅速的地区,大气污染越来越严重,而且有些地区还会出现不同程度的酸雨、酸雾现象,导致输电线路的电导率随pH值的降低而增大,使绝缘子实际闪络电压降低而出现污闪事故。

2输电线路绝缘子污秽监测

2.1监测点设置

(1）污秽度监测点应尽量布点均匀,比如制定污秽度监测点网格图等。

(2）发电厂和110kV及以上输电线路在近城、市郊地区原则上每5～10km选择一个污秽度监测点:远离城镇的农田、山丘,原则上每10～30km选取一个污秽度监测点。

(3）局部污源点、微地形区、微气象区应设立监测点。

(4）三、四级重污染地区应适当增加监测点数量。

(5）对不属于微地形区、微气象区及不含局部污源点的山野、森林,其邻近污秽度监测点可以适当合并。

(6）污秽度监测点应设在输变电线路杆塔或变电站内的电气设备上。

(7）设立线路模拟污秽度监测点,主要是为了消除带电绝缘子污秽度检测难且容易造成混乱的缺点,统一使用非带电绝缘子,悬挂一串长度为7片的绝缘子串。原则上线路模拟绝缘子应与实际运行绝缘子等高悬挂,即挂在横担上,且悬挂点应保证污秽度测量作业时的安全距离。

2.2监测采样

污秽监测采样,一般每年三月上旬进行污秽采样工作,周期至少1年,积污期结束时悬挂及测量绝缘子,需要配备一次性塑料手套、密封袋和专用无纺采样布。使用专用无纺采样布收集绝缘子表面污秽。佩戴一次性塑胶手套,打开密封袋,取出第一张专用采样布,擦拭绝缘子的每一个伞裙,除金属部分外均进行擦拭直至绝缘子表面洁净,再取出第二张采样布,擦拭绝缘子相同部位,直至绝缘子表面完全洁净。采样擦拭模拟监测点四片绝缘子的上数第二片、第三片、第四片,共三片绝缘子的表面污秽。

2.3污秽度测试

绝缘子污秽度是指绝缘子表面的积污程度,国际上主要推荐等值附盐密度法、污层电导率法、污闪梯度法、脉冲计数法、最大泄漏电流法5种污秽度测试方法。目前电力企业对绝缘子污秽程度的评判采用较多的是等值附盐密度法,主要的测试方法是把绝缘子表面的污秽物量化为单位面积上的氯化钠含量。首先准备工作需要将测试仪的导电极用蒸馏水冲洗干净,并甩掉水珠,安装到测试仪上待用,然后将擦拭完的采样布放入容器中并标注清楚,根据绝缘子表面积倒入相应的蒸馏水,静置15min左右,使得污秽物得到充分溶解,并摇匀污秽液:接着设置好测试参数后,将与污秽液水量相当的蒸馏水倒入量杯中,并将导电极放入,开始测试,测量出蒸馏水的电导率、盐密值和水温后,取消回到初始状态,便于仪器在测量时减去蒸馏水自身的电导率影响:最后就是将导电极从蒸馏水中取出,放入待测污秽液中,静置片刻后开始测量,逐个测量多个采样污秽物的电导率、盐密值、水温等,再通过计算求得该污秽监测点的污秽度平均值。

3输电线路绝缘子防污措施

(1）熟悉输电线路的污秽期、污秽程度或污秽等级、污秽性质,对输电线路状况有相对全面的了解,有助于对线路污秽区的合理划分,对于防污闪工作也能够提出更有针对性、更有建设性的意见。

(2）定期清扫绝缘子,尤其在污秽期或者污闪现象到来前,要加大力度开展绝缘子污秽清理工作,污秽严重区域可以加密清理,以降低污秽带来的不利影响。

(3）做好防污闪调爬工作,即增加电气设备外绝缘的爬电距离,提高绝缘水平,运行线路调爬应满足绝缘子选型及爬电比距的配置要求,并贯彻"配置到位,留有余度"的原则。

(4）采用特殊的绝缘子材料,如采用合成绝缘子,其芯棒材料是环氧玻璃纤维棒,抗拉强度高,其基本绝缘体是硅橡胶,具有很好的抗复合绝缘子污秽闪络性能,能够防止污闪事故的发生:如采用防污绝缘子,通过改变绝缘子表面结构以及增加绝缘爬距达到防污目的:或者采用防污涂料,如疏水性材料、有机硅油等防污涂料,以增强绝缘子的抗污能力。

(5）装设风力清扫环自动清扫绝缘子表面污垢,风力清扫环采用轻质的绝缘材料制成,即在一个绝缘环上穿若干个同一方向排列的风力推动碗,以组成风力清扫环,套在绝缘子上,当风吹动时,风力清扫环就会转动起来,从而推动风力推动碗的边沿不断刮除绝缘子表面污垢,达到清洁目的,从而有效防止污闪事故的发生,这是一种新型、环保的绝缘子清扫方式。

4结语

输电线路绝缘子的污秽会大大降低其绝缘性能,导致污秽事故的发生,严重影响电力系统供电的安全性和可靠性,同时也造成了巨大的经济财产损失。本文简要阐述了输电线路绝缘子污闪的定义及成因,介绍了污秽监测的采样点设置、监测采样方法和污秽度测试方法,及时掌握线路积污情况,采取切实有效的防污措施,以保障电网系统的安全运行。