500KV变电站绝缘子闪络的问题分析及处理

500KV变电站绝缘子闪络的问题分析及处理

摘要】张家口发电厂塔山分厂针对某厂发生500kV升压站接地刀闸绝缘子闪络

造成掉闸事故，通过对故障分析，最终确定故障产生的原因, 并采取了相应的措施。

【关键词】斗闪络、污闪、湿闪、PRTV涂料

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）07-014-02

1 概述：

在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面发生破坏性放电。其放电时的

电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络

通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘. 沿绝缘体表

面的放电叫闪络。而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。沿面放电：沿绝缘子和

空气的分界面上发生的放电现象。闪络：沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为

闪络[1]。

2 事故案例：

2011年4月1日某发电厂发生500kV II母线接地刀闸绝缘子闪络造成II母线

掉闸事故，当时厂内有7台机组运行，全厂总出力210MW，负荷分别送到500KV 侧两条母线，并由沙南一、二线送出，由于II母线事故掉闸，运行方式发生改变，导致单条母线运行，机组及变电站设备安全运行系数大大降低。

3 事故原因：

3.1 当天持续降雪时间达10个多小时，由于当时的环境温度在零上，雪落到

支柱瓷瓶上，一部分雪慢慢化，融化后的水又在瓷瓶伞裙之间形成小冰柱，造成

瓷瓶伞裙之间绝缘距离降低，随着雪的慢慢积累、融化、结冰最后导致瓷瓶绝缘

击穿，发生闪络接地，母线对地放电保护动作掉闸。

3.2 母线接地刀闸支柱瓷瓶产品投运时间早，制作工艺落后，防污等级低，

瓷裙也不是防污等级高的大小伞裙（爬距较大）。此型号瓷瓶已不能有效的防止

雨季闪络事故的发生。所以，防止污闪和湿闪是首要的问题。

4 塔山分厂所处现状：

张家口发电厂塔山分厂区域污秽等级为三级，绝缘子选购时均适用于三级污

秽等级区域，但是考虑到电厂的安全、可靠性要求较高，所以应满足四级污秽等

级对绝缘子爬距的要求，即爬距应大于等于17050mm。

4.1 爬电距离简介：

高压绝缘子爬电距离是指正常承受运行电压的二电极间沿绝缘件外表面轮廓

的最短距离, 绝缘子爬电距离一般以公称值表示。绝缘件表面如被覆半导电釉, 也

包括在爬电距离之内。多元件串接或叠接的绝缘子, 其爬电距离为各元件爬电距

离之和。

4.2 爬电距离计算方法原理

表2 标准伞爬距计算结果

如果伞倾斜角和各个半径符合图3 和表1 , 但伞伸出不是上述标准值(即25 ～85 mm）的13 个数值) , 一个办法是按公式计算爬距, 另一个办法是内插, 用回归方程, 将爬距与伞伸出户联系起来, 这种计算还可适用于使用部门, 当用户知道制造厂的伞裙尺寸是符合标准的情况下, 只要量出伞伸出P ,就可以大致算出绝缘子的爬

电距离。

为此, 我们将表2的爬距值算出, 和与伞伸出P 的回归方程给出如下：

括号内r 表示相关系数。

其图解见下图：

图3 一个标准伞的爬距

与伞伸出P的关系

回归计算误差不超过0.6 %，

回归计算误差不超过1.8 写。因此净增爬距回归计算是可以接受的, 而回归计算可以用在不重要的场合(估算用）[2]

5 塔山分厂采取的防范措施如下：

5.1 500kV升压站棒式支柱绝缘子为ZSW-550/14K-3型，为耐污型绝缘子，公

称爬距为13750mm，伞裙形状为大小伞，并全部喷PRTV防污闪涂料，可有效防

止污闪和雨雾造成的湿闪。

5.2 升压站悬式绝缘子有XP3-70和XP3-160两种类型，均为耐污型悬式绝缘子，公称爬距分别为14000mm和14400mm，伞裙形状为大小伞。在环境较为恶

劣的空冷下方爬距提升为17600mm，并且加装了硅橡胶伞裙增爬，喷PRTV防污

闪涂料增加防污闪能力。

5.3 隔离开关、断路器、避雷器等设备的绝缘子均为耐污型大小伞裙绝缘子，公称爬距13750mm，全部喷PRTV涂料增加防污闪能力。

6 防范措施：

6.1 定期对绝缘子进行试验分析。

6.2 结合设备春检预试工作，对已经喷PRTV涂料的绝缘子开展憎水性试验，

并检查涂料有无脱落、绝缘子有无破损情况。

硫化硅橡胶PRTV涂料具有优于RTV防污闪涂料的憎水性及憎水迁移性，同

时具有一定的憎油性和良好的不粘性。在恶劣气候条件下，沿潮湿脏污绝缘子表

面会出现连续水膜而发生闪络。当涂敷PRTV涂料后由于其具有憎水迁移性，使

污层表面也具有憎水性，污层表面只存在有不连续的小水珠，而不会被浸润、连片.PRTV涂料可以大幅度提高电力输变电设备外绝缘污闪电压，可使其提高到200％.

涂料表面具有憎水性，因而有效的防止了水泥及化工污秽在其表面结垢，因

而可广泛适用于各种自然、工业环境。

6.3 严格按周期测试绝缘子的盐密和灰密，掌握污秽状态。

6.4 近年来极端恶劣天气频繁出现，对电力设备外绝缘的考验也更加严峻，

虽然目前塔山电厂变电设备外绝缘采取喷防污闪涂料的措施提高了防污等级，但

是除发电机出口处悬式绝缘子外，其他绝缘子都未加装硅橡胶伞裙为了应对极端

天气状况，张家口塔山分厂预想在升压站开关、刀闸、互感器、套管等设备绝缘

子以及站内所有棒式支撑绝缘子、悬式绝缘子上加装硅橡胶伞裙以达到增加爬距，防止雨闪的作用，提高变电站安全运行的可靠性。伞裙的安装片数需要请电科院

进行分析、设计。

参考文献：

[1] 周泽存，沈其工，方瑜，王大忠，《高电压技术》，2007.

[2] 丘志贤，《绝缘子的爬电距离、表面积、体积及形状因数的计算》，1998.