浅谈220kV升压站设备防污闪工作的预防措施

浅谈220kV升压站设备防污闪工作的预防措施

摘要220kV升压站承担外绝缘作用的各种绝缘子，承受着导线的重量、拉力和高电压，并受到温度鄹变及雷电的作用、表面的污遂和自身劣化及随着电压等级的提高，其所受电负荷的加重，以及大气污染的加剧，绝缘子经长期使用后，绝缘能力及机械强度会逐步降低，容易发生故障，从而瓷瓶绝缘子日益暴露出性能上固有的缺陷。

关键词积污；污闪；防污；措施；绝缘

绝缘子又称瓷瓶，它由瓷质部分和金具两部分组成，中间用水泥粘合剂胶合。瓷质部分是保证绝缘子有良好的电气绝缘强度，金具是固定瓷瓶用的，机械负荷力是通过它传递给瓷质部分的。绝缘子被广泛用于发电厂和变电所的户外配电装置、变压器、开关电器及输配电线路中，用来支持和固定带电导体，并与地绝缘，或作为带电导体之间的绝缘。因此，要求，绝缘子具有足够的机械强度和绝缘性能，并能在不良环境（高温、潮湿、多尘埃、污垢等）下安全运行。绝缘子的作用有两个，一是牢固的支持和固定载流导体，二是将载流导体与地绝缘，并使电气装置中不同电位的载流导体之间可靠的绝缘起来。因此绝缘子在运行中除承受工作电压和过电压的作用外，还要承受机械力的作用和气温变化及周围环境的影响。所以绝缘子必须有良好的绝缘性能和一定的机械强度，并能承受自然界的[破坏和腐蚀作用。

1 绝缘子发生污闪的原因

架空线路的杆塔、绝缘子、导线等元件除承受正常的机械负荷和电力负荷外，尚需经受风、雨、雪、冰、雷电及其他自然条件的袭击从而引发的闪落事故，例如：由于温度变化会引起导线张力变化，易造成绝缘子和其他部件的损坏；由于风力过大会使导线产生震动、跳跃、摆动而造成断股，甚至发生导线之间互相碰撞而形成相间短路，烧伤导线造成跳闸而使线路停电；由于小雨和雾易引起赃污的绝缘子发生闪烙，由于空气中的灰尘会使绝缘子迅速赃污；由于露霜和粘雪会造成赃污绝缘子发生闪落和在线路上结冰；由于雷击引起绝缘子发生闪落甚至击穿，造成线路跳闸事故等。在污脏地区的瓷质绝缘表面落有很多工业污秽颗粒，这些污秽颗粒遇湿会在瓷表面形成导电液膜，使瓷质绝缘的耐压显著下

降，闪络电压变得很低，这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。污和湿是污闪的必要条件，瓷绝缘只脏不湿不会引起闪络。

绝缘子表面的污秽层在雾、露、小雨等潮湿天气条件下，形成了沿绝缘子表面连续的导电层，沿面绝缘强度急剧下降。

从积污到发生污闪一般分为几个阶段：首先是积污阶段。空气中的各种污秽颗粒在风力、重力、电场力的作用下，逐渐积聚到绝缘子表面。同时，自然界的风雨也对绝缘子表面的污秽有一个自然清洗的作用。在一年雨水较少的秋冬季，污秽的积累量超过自清洗，表现为积污量逐渐增多，长时间以来，绝缘子表面积污量可能有增无减。

其次是污秽潮湿阶段。干燥状态下的污秽大多数是不导电的，只有当污秽受潮湿润，其中的电介质电离后，才能在绝缘子表面形成一层导电膜。雨天、大雾、凝露、粘雪、融雪、融冰等能潮湿污层却不能冲洗污层的天气条件，才最容易引起绝缘子的污闪。

2 闪络电弧形成过程及现象

在潮湿环境条件下，绝缘子表面的污秽湿润以后，沿绝缘子表面的泄露电流必然大大增加，泄露电流的大小取决于绝缘子表面污层的电导率及绝缘子伞群形状。泄露电流产生的热量会逐渐烘干湿润的污层，在电流密度较大的区域首先产生干区。干区的高电阻又降低了泄露电流，使其它区域继续受潮，从而其它区域所承担的电压将逐渐减少，干区所承担的电压降则不断增加，直至产生跨越干区的局部电弧。

最后是电弧发展直至闪络。跨越干区的局部电弧的弧根温度很高，会将干区扩大，当跨越干区的电压降无法维持电弧的燃烧时，电弧自行熄灭。当变干的污层因电弧熄灭泄露电流减小而在潮湿环境中逐渐重新受潮时，又会产生新的干区与局部电弧。在电弧向前发展过程中，当单位长度电弧的压降减少到不大于单位长度污层的压降时，电弧就能自动迅速发展。直至贯通绝缘子两端电极，完成闪络的全过程。当放电不严重，能量比较低时，电弧一般表现为蓝色光；放电能量比较大，或者说存在污秽严重时，电弧一般表现为橘黄光。最严重情况下，电弧会贯穿绝缘子，发生闪络接地。

在冬季，随着降雪量的增多，使瓷瓶波纹上积聚了较多的雪，一旦中午气温升高，大量雪融化遇冷空气又形成冰柱，严重时会在瓷瓶波纹边缘处连贯形成冰

柱，造成冰闪的可能性。冰闪是闪络的一种特殊情况。冰桥搭接在绝缘子表面，缩短绝缘距离，高电压离子流容易沿着冰桥表面向地面放电，严重时击穿绝缘子闪络接地。

3 天富南热电220kV升压站系统主接线及运行方式

3.1 220kV主接线方式

220kV接线方式为双母线。共两回出线、两台主变；220kV母线分为I母、II 母，I母、II母间配母联2250开关。

3.2 220kV系统正常运行方式

220kV 系统I母运行的设备：#1发变组（2201）、河南线（2302）、220kV I 母电压互感器；220kV 系统II母运行的设备：#2发变组（2202）、南联线（2301）、220kV II母电压互感器； 220kV母联2250运行。

4 防止污闪的预防措施

220kV升压站若开关、刀闸支持瓷瓶绝缘子未刷防污涂料，且污闪事故常常发生在恶劣气象条件下，污闪事故时间越长，危害性越大，为能在四季保证220kV 升压站安全稳定运行，因此升压站设备外绝缘的配置应和其所处地区的污秽等级相适应，并具有抵御大气污染侵蚀的能力；要使设备能正常运行就应保证电气设备有足够的绝缘强度，同时又有较好的经济性、安全性、可靠性，取得最大综合效益。就是在技术上正确处理各种电压、各种限制措施和设备绝缘耐受能力三者之间的配合关系，学习借鉴并运用其他地区升压站防污闪工作的管理制度与各项规定，为了进一步提高天富南热电220kV升压站防污闪工作，采取下列相关的预防措施：

（1）在新建升压站及线路上采用合成绝缘子，在变电设备上采用防污罩，刷防污涂料，加装硅橡胶伞裙及定期清扫等措施。

（2）运行人员应对未刷防污涂料的设备瓷瓶加强巡视检查，做好事故预想，在雨天、雪天、大雾天气，要重点巡检，特别是在夜间要观察瓷瓶放电情况，一旦发现放电情况较严重，立即通知检修确认，汇报值长，通知检修、运行、生技科等相关主要负责人，根据实际情况，在保证安全生产的前提下，在不危害人身安全、设备及做好相关安全措施的基础上，且接到调度命令后方可将设备停电处理。