污秽闪络-

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据统计， 据统计，雾天的污闪事故占 电力线路事故的21% 21%。 电力线路事故的21%。污闪事故往 往造成大面积的停电， 往造成大面积的停电，检修恢复 时间长，因此影响严重。据统计， 时间长，因此影响严重。据统计， 污闪事故造成的电量损失为雷害 事故的9.3 9.3倍 事故的9.3倍。
介质表面脏污时的沿面放电 和污秽地区绝缘
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内容纲要
污秽闪络的基本过程及运行 中绝缘子的污闪 影响污闪的因素 大气污秽地区绝缘的检测
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3.2.1 污秽闪络的基本过程及运行中绝 缘子的污闪
（一） 污闪及其研究意义
所谓污秽闪络， 所谓污秽闪络，就是积聚在绝缘子表面上的具有导电性能 的污秽物质，在潮湿天气受潮后， 的污秽物质，在潮湿天气受潮后，使绝缘子的绝缘水平大 大降低，在正常运行情况下发生的闪络事故。 大降低，在正常运行情况下发生的闪络事故。
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干燥情况下， 干燥情况下，这些污秽物的电阻 很大，但当大气湿度较高， 很大，但当大气湿度较高，绝缘子表 面污秽物被润湿时， 面污秽物被润湿时，其表面电导和泄 漏电流剧增， 漏电流剧增，使绝缘子的闪络电压显 著降低， 著降低，甚至可使绝缘子在工作电压 下闪络，影响电力系统的安全运行。 下闪络，影响电力系统的安全运行。
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3.2.2 影响污秽闪络的因素
脏污表面沿面放电过程中， 脏污表面沿面放电过程中 ， 污 层泄露电流的大小是起主导作用的 因素， 因素 ， 而这个电流的大小与污层电 大气湿度， 导 ， 大气湿度 ， 电源和加电压的方 式以及介质表面形状和极间距离有 关。
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污秽闪络的基本过程
当干燥带上场强超过一定数值， 当干燥带上场强超过一定数值 ， 则此处将产生蓝红色线状辉光放 电，电流也剧增，如图（c）所示。 电流也剧增，如图（ 所示。 辉光放电具有上升的伏安特性， 辉光放电具有上升的伏安特性 ， 火花区仍承受一定的电压。 火花区仍承受一定的电压 。 同时 放电火花很不稳定，左右跳动。 放电火花很不稳定，左右跳动。 放电使干区不断扩大，湿区减小， 放电使干区不断扩大，湿区减小， 即与放电间隙串联的电阻减小， 即与放电间隙串联的电阻减小，于 是电流加大，引起热电离， 是电流加大，引起热电离，使辉光 放电转化为具有下降伏安特性的电 弧放电。放电通道变细， 弧放电。放电通道变细，呈明亮白 电流密度变大，如图（ 所示。 色，电流密度变大，如图（d）所示。
（一）污秽物的性质与污染程度
绝缘子表面的污秽沉积物多种多样， 绝缘子表面的污秽沉积物多种多样， 使闪络电压降低最显著的是含有大量可溶 性盐类或酸、碱的积尘。 性盐类或酸、碱的积尘。这种污秽通常是 由化工、 由化工、冶炼等企业排出的废气或海边盐 雾珠集积在绝缘子表面形成的。 雾珠集积在绝缘子表面形成的。受潮时污 层中所含可溶性盐类及酸碱等成分溶解于 水中，使表面电导骤增，泄漏电流增加， 水中，使表面电导骤增，泄漏电流增加， 大大降低闪络电压。 大大降低闪络电压。
250kV 而表面脏污受潮时只有77kV。 250kV，而表面脏污受潮时只有77kV。 kV， 77kV
图（b）为施加冲击电压后， 为施加冲击电压后， 绝缘子形成闪络的波形， 绝缘子形成闪络的波形 ， 冲 击电压点火后， 击电压点火后 ， 正弦电压立 刻变成马鞍形电弧电压， 刻变成马鞍形电弧电压 ， 电 源跳闸，电流电压都变成0 源跳闸，电流电压都变成0值。
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（二）大气的湿度 实际运行也证明， 阻 实际运行也证明电绝缘 ， 干燥污秽的 子污闪事故都发生在雾、 子污闪事故都发生在雾 、 很大， 很大 ， 它通常不降低 露 、 融雪和毛毛雨等高 绝缘子的闪络电压， 绝缘子的闪络电压 ， 湿度的天气。 湿度的天气 。 因为这种 但当空气相对湿度超 条件下， 条件下 ， 积尘中水溶性 50% 过 50% 一 70 ％ 时 ， 随 的盐类溶解， 的盐类溶解 ， 使污层成 为半导体层， 为半导体层 着湿度增加， 大大增加 着湿度增加 ， 闪络电 泄漏电流， 泄漏电流 ， 降低闪络电 绝缘子闪络电压与 压迅速下降。 压迅速下降。 相对湿度的关系 压。
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绝缘子闪络电压与 污染程度的关系
导电性高的尘埃即使污染 一些含可溶性盐类少而且 程度仅为每1 程度仅为每1平方厘米几 不粘附的积尘， 不粘附的积尘，如电站烟 一般来说， 一般来说 毫克， ， 绝缘子的污闪 毫克，都可能在工作电压 灰和尘土等， 灰和尘土等， 电压随污染程度的增加而 下引起闪络。 只在严重污 下引起闪络。有一些粘附 染时( 但污染严重时这种 染时(每平方厘米几十毫 降低． 降低 ． 性强的积尘， 性强的积尘，如水泥厂的 克)才有使绝缘子闪络的 下降已很缓慢， 下降已很缓慢，而此时其 飞尘， 飞尘，它沉积在绝缘子表 危险， 危险，运行中它又易被雨 污闪电压常常已经低于工 面不容易清洗掉， 面不容易清洗掉，使绝缘 水冲洗掉， 水冲洗掉，因此对闪络电 作电压了。 作电压了。 子表面粗糙，更易积污， 子表面粗糙，更易积污， 压影响较小。 压影响较小。 对绝缘子运行的危害也是 显著的。 显著的。
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（三） 运行中绝缘子的污闪
运行中绝缘子的污闪过程与上述模拟情况 类似， 不利天气条件下， 污层受潮， 类似 ， 不利天气条件下 ， 污层受潮 ， 污层电 导增加， 污层中电流和温度也跟着升高。 导增加 ， 污层中电流和温度也跟着升高 。 由 于绝缘子形状， 于绝缘子形状 ， 污秽分布和受潮情况的不均 绝缘子表面各处电流密度不同。 匀 ， 绝缘子表面各处电流密度不同 。 有的地 方电流密度大， 水分蒸发快， 就出现干燥区， 方电流密度大 ， 水分蒸发快 ， 就出现干燥区 ， 电压降集中于此， 产生辉光放电。 电压降集中于此 ， 产生辉光放电 。 随着绝缘 子表面电阻， 电压分布的变化， 子表面电阻 ， 电压分布的变化 ， 最后形成局 部电弧， 局部电弧同样经过不断地熄灭， 部电弧 ， 局部电弧同样经过不断地熄灭 ， 重 在雾天， 燃 ， 在雾天 ， 这样的过程可能要持续几个小 在条件合适的时候发展成为完全的闪络。 时 。 在条件合适的时候发展成为完全的闪络 。
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运行中绝缘子的污闪
图 （ a） 为施加冲击电压后 ， 为施加冲击电压后， 绝缘子未闪络的波形， 绝缘子未闪络的波形 ， 此时 局部电弧产生后， 局部电弧产生后 ， 电压不能 试验表明， 试验表明，脏污可以使绝缘子的操作冲击 维持局部电弧继Baidu Nhomakorabea发展而熄 闪络电压显著下降，四片XP XP闪络电压显著下降，四片 XP-7 组成的绝缘 电流又回到几乎为0 灭 ， 电流又回到几乎为 0， 电 子串， 子串，表面清洁时的操作冲击闪络电压为 。 压波形也恢复成为正弦波形。 压波形也恢复成为正弦波形
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污秽闪络的基本过程
间隙中的局部电弧迅速烘干临近的湿 润表面，电弧也向前迅速发展。 润表面，电弧也向前迅速发展。当局 部电弧伸展到一定长度以后， 部电弧伸展到一定长度以后，如果外 施电压和电流不足以维持电弧燃烧， 施电压和电流不足以维持电弧燃烧， 那么在交流电流过零时电弧将熄灭。 那么在交流电流过零时电弧将熄灭。 经过一定时间， 经过一定时间，在邻近区域或者局部 电弧曾经烘干而又湿润的区域将重新 产生局部电弧。 产生局部电弧。随着表面受潮程度的 增加，半导体层的电阻减小， 增加，半导体层的电阻减小，表面泄 漏电流加大，局部电弧长度增加， 漏电流加大，局部电弧长度增加，局 部电弧不断扩展，在合适条件下， 部电弧不断扩展，在合适条件下，电 弧将接通两个电极，形成表面闪络。 弧将接通两个电极，形成表面闪络。 如图（ 所示。 如图（e）所示。
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运行中绝缘子的污闪 由以上分析可知， 由以上分析可知 ， 沿绝缘子脏污 表面的闪络， 表面的闪络，不仅取决于是否能产生 局部电弧， 局部电弧，同时还与流过污层的泄露 电流的大小有关， 电流的大小有关，泄露电流能够维持 一定程度的热电离， 一定程度的热电离，才能保证局部电 弧燃烧和扩展。因此， 弧燃烧和扩展。因此，湿润污秽半导 体层的导电性和极间沿面距离都是影 响污秽闪络的重要因素。 响污秽闪络的重要因素。
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但是大雨时， 但是大雨时，绝缘子表面 集积的污秽， 集积的污秽，特别是水溶性导 电物质很易被雨水冲掉， 电物质很易被雨水冲掉，表面 仍有较高的电阻， 仍有较高的电阻，所以在雷雨 季节， 季节，污秽地区绝缘的绝缘水 平并不降低。 平并不降低。
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（三） 爬电距离 在同样的污染和受潮 爬电距离增加， 爬电距离增加，污闪 条件下， 条件下，介质表面形 但是若绝缘子结构 电压也增加。 电压也增加。这是因 状、两极间的沿面最 设计不合适， 设计不合适，局部 为爬电距离大，要形 为爬电距离大， 短距离即爬电距离是 电弧在相邻伞间发 成闪络， 成闪络，局部电弧长 影响污层电阻， 影响污层电阻，因而 展，则爬电距离虽 度必然要大， 度必然要大，而要使 也是影响污闪电压的 增加较多， 增加较多，而其污 较长的电弧不熄灭， 较长的电弧不熄灭， 重要因素。 重要因素。左图给出 闪电压却提高不多。 闪电压却提高不多。 就要求较大的泄漏电 了污闪电压与爬电距 流和较高的电压。 流和较高的电压。 离的关系。 离的关系。
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先对湿润脏污的绝缘子串加工频 电压（峰值35 kV） 几分钟后，钢脚， 35. 电压（峰值35.6kV）,几分钟后，钢脚， 铁帽附近产生干带， 铁帽附近产生干带 ， 极间泄露电流接 电压全部降落在干带上， 近0，电压全部降落在干带上，此时在 工频电压的峰值上叠加+250/2500uS uS的 工频电压的峰值上叠加+250/2500uS的 操作冲击电压， 则干带击穿， 操作冲击电压 ， 则干带击穿 ， 产生局 部电弧，电流激增。 部电弧，电流激增。
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污秽闪络的基本过程
如图（ 如图 （ a ） 所示 ， 污层刚受潮 所示， 时，介质表面的电流和电压分 布还比较均匀。 布还比较均匀。 污层中总会有不均匀的地方， 污层中总会有不均匀的地方 ， 受潮也有差别， 受潮也有差别 ， 其表面电阻就 不相等， 电阻大的地方发热多， 不相等 ， 电阻大的地方发热多 ， 污层干的快些，形成高电阻 干燥带” 这时电流变小， “ 干燥带 ” ， 这时电流变小 ， 发热减少， 发热减少 ， 干燥带又会慢慢受 干燥带电阻大， 潮 。 干燥带电阻大 ， 承受了几 乎全部电压，如图（ 所示。 乎全部电压，如图（b）所示。
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电力系统中的操作过电压时间较 虽然不能烘干湿润污层， 短 ， 虽然不能烘干湿润污层 ， 但是可 以起到为干燥带“点火”的作用， 以起到为干燥带 “ 点火 ” 的作用 ， 从 而促使绝缘子污闪的发生。 而促使绝缘子污闪的发生。 下面简要说明污秽绝缘子在操作 冲击电压下发生闪络的过程。 冲击电压下发生闪络的过程。
介质表面脏污时的沿面放 电过程与清洁表面的完全不同， 电过程与清洁表面的完全不同， 因此，研究脏污表面的沿面放 因此， 电，对大气污秽地区线路和变 电所绝缘的设计和运行有很大 意义。 意义。
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（二）污秽闪络的基本过程
下面以涂有污层的玻璃平板的污秽放 电为例说明介质表面脏污时的沿面放 电过程。 电过程。
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污秽绝缘子的闪络与污秽性 气象条件等有关。 质、气象条件等有关。各类污秽 物中以化工污秽的影响最严重 以化工污秽的影响最严重， 物中以化工污秽的影响最严重， 水泥等次之， 水泥等次之，而造成污秽事故的 天气主要为雾， 天气主要为雾，露，雪，毛毛雨 等。
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污秽闪络的基本过程
湿润脏污绝缘子表面放电电流图
由于局部电弧的熄灭和重燃不断发生， 由于局部电弧的熄灭和重燃不断发生 ， 因此湿润 脏污表面的泄露电流是跃变的。 脏污表面的泄露电流是跃变的 。 随着表面受潮程度的 增加， 半导体层的电阻减小， 表面泄漏电流增大， 增加 ， 半导体层的电阻减小 ， 表面泄漏电流增大 ， 跃 变周期缩短。 变周期缩短。