电力线路防止污闪技术措施

电力线路防止污闪技术措施

我国在防治污闪方面做了大量的研究，已经有40多年的防污闪的历史。在电力系统中，造成电力设备发生污闪的原因是相当复杂的，它涉及电力设备外绝缘本身的耐污闪能力、当地的气象条件、环境的污染状况、现场运行维护管理水平，以及设备的制造质量、安装水平等许多因素。因此，防治污闪是个需综合治理的复杂问题。

绝缘子表面受到污染和绝缘表面的污染物被湿润，是使绝缘子发生污闪的两个必备条件，缺少其中的任何一个条件，都可使污闪事故不发生。因此，针对任何一个因素采取对策，都可以达到防止污闪的目的。

4.1 加强绝缘

1.加强绝缘

加强绝缘，限制绝缘子泄露电流是针对作用电压而采取的防污闪方法，主要是可通过增加绝缘子的爬距和改善绝缘子的结构、材料（采用防污型绝缘子或符合绝缘子）来实现。

（1）绝缘子的爬电比距

一般来说，绝缘子的爬距越长，其耐污闪能力越高。应根据电力设备所在环境下的污秽和潮湿特征来选择绝缘子的爬距，越是脏污和潮湿的地区，爬电比距就越大，原电力部颁布了外绝缘污秽等级的划分标准，其目的就是为了确定不同污区对电力设备外绝缘的爬电比距的最低要求。

电瓷外绝缘爬电比距的配置，应符合《部标》电瓷外绝缘所处地区污秽等级的要求。在未达到《部标》要求，需要调整时，应力求以电力系统安全经济运行为基础，同时也需要考虑我国国情及现实的可能性和经济性。因此是否需调优先加强绝缘、是否取相应的污秽等级规定的爬电比距的上限，应根据电力系统的实际情况，并分先后急缓，逐步调整到位。

（2）防污型绝缘子

（a）双伞形（一） （b）双伞形（二） （c）钟罩型

（d）流线型 （e）大爬距型

图5—4 防污型绝缘子

采用防污型绝缘子是解决污闪问题的一项重要措施。各国多年来研制的防污型绝缘子品种甚多，世界上采用较多的几种防污型绝缘子我国都能制造，有以下一些型式如图5-4所示。

双伞型：如图（a）（b）

伞型绝缘子的外形大同小异，这种绝缘子的特点是伞型光滑积污量少，自清洗效果好，同时又便于人工清扫，它不仅比普通型绝缘子的积污少，而且在同等积污条件下比普通型绝缘子的污闪电压要，因此在我国电力系统得到普遍推广应用。

钟罩型：如图（c）

钟罩型绝缘子是伞棱深度比普通型大得多的耐污型绝缘子，采用深棱的目的一即可以增大爬距，也可以使绝缘子的下表面被海水喷溅、海雾等条件润湿，这种类型的绝缘子适合于沿海地区，在国外是占主导地位的耐污型绝缘子。其特点是便于机械成型，生产效率比较高，但是伞槽间距比较小，易于积污，且不便于人工清扫，在我过内陆地区使用效果并不好。

流线型：如图（d）

流线型绝缘子表面比较光滑，不易积污，但爬距较小，且缺少能阻抑电弧发展延伸的伞棱结构。该类绝缘子除自清洗效果好、不易积污外，也有便于人工清扫的优点。

大爬距或大盘径绝缘子：如图（e）

绝缘子的爬距增大可以提高其污闪性能，而增大爬距可以通过增大盘径或增大伞棱来实现。增大盘径并适当布置伞棱尺寸的一些绝缘子通常称之为大爬距绝缘子，其伞棱大小和普通型接近。但并不是任意设计的伞棱型式都具有优良的性能，实践证明，有些设计是成功的，有些设计则并未达到预期的效果。

（3）采用增爬裙

适当的安装增爬裙也可以起到防污闪的作用。防污闪增爬裙的绝缘子一般包括芯棒和伞裙，芯棒一端有固定安装件，关键是固定安装件侧表面设有一绝缘材料层，绝缘材料层与伞裙连接。绝缘材料层可直接套在绝缘子上部固定安装件上或经过整体硫化使其与固定安装件形成具有一定粘接强度的绝缘层，上述的绝缘材料层(可称为防污闪增爬裙)必须与绝缘子的伞裙间相互形成一个整体式的绝缘表层，则极大增加表面爬电隔离，减小泄漏电流，并使高压电荷集中的尖端被全部覆盖，因电荷聚集而产生的高压电不能击穿绝缘层，从而降低绝缘子闪络故障的发生概率，最终提高了绝缘子的电气安全性能。

4.2 清扫

我国现行的《部标》对电瓷外绝缘爬距的要求对大多数设备来说还达不到不需清扫即能防止发生污闪的目的，而是建立在一年一清扫的基础上制定的，因此，电力系统仍广泛采用清扫绝缘子的方法以防止污闪。清扫是一项工作量很大的艰辛工作，同时又是对清扫效果要求很高的细致工作。

1.清扫原则

为了提高清扫的有效性，就要掌握本地区设备的绝缘配置状况、气候的特点、积污的情况，掌握污闪的规律，以便确定合理的清扫周期，选择适当的时间有目的的清扫。如果遇到干旱持续时间较长，没有雨水的自清洗作用，绝缘子的积污就会比较严重，这时如果突降大雾，很容易发生污闪。因此需要在雨季或雾季来临之前，及时安排清扫。

2.清扫方法 清扫一般分为带电清扫和停电清扫两种：

人工停电清扫：

人工停电清扫是指用抹布或刷子等简易工具，在停电的条件下登高对绝缘子进行手工清扫，这是最原始的，也是最常用的方法。当污秽比较严重时，手工很难擦干净，对无法擦干净的绝缘子，可用瓷瓶专用的清洁剂浸泡，待污垢溶解后，再用清水漂洗可以获得良好的效果。

人工清扫的优点是简单易行，缺点是停电时间长，工作量大，质量难以保证。在严重的污秽地区虽频繁清扫，污闪仍难免，国内曾出现刚清扫过十余天即发生污闪事故的实例。

机械带电清扫：

机械带电清扫是指利用专业工具设备，如利用电或压缩空气作动力，转动用尼龙或猪鬓制成的毛刷，通过绝缘杆将转动的毛刷伸到绝缘子表面上进行清扫。

最近几年来，过内外已经研制出各种各样的自动清扫工具，国外研制出一种爬行式自动清洗机，具有喷气、喷水、旋转毛刷等功能，用于清洗线路绝缘子，我国也已研出500KV电压等级的带电清扫车，用来清扫变电站内的电气设备。

3.水冲洗

带电水冲洗是指使用专门设备喷射一定压力的水柱，冲洗带电设备的电瓷绝缘子表面，以达到清除绝缘子表面污秽的一种作业。

带电水冲洗方法中，按装置结构的特点，分移动式和固定式两种。国外广泛采用固定式水冲洗装置，该装置固定在被冲洗设备的旁边；我国多采用移动式水冲洗（又称手持喷嘴式水冲洗），一套工具可以到处冲洗。

4.3 憎水涂料

在采用增加爬距或采用加强清扫的方法后仍满足不了防污闪的要求时，对可能发生污闪的设备可采用涂敷防污闪憎水涂料方法。

20世纪60年代初，华东、山东和华北等电力试验研究所就采用了硅油、硅脂和地腊等有机材料做防污闪涂料并取得较好的效果，20世纪80年代清华大学研制出RTV防污闪憎水长效涂料，并积极在电力部门推广应用。

（1）几种憎水涂料的特点： 硅油涂料的特点是有效稳定、安全可靠、无不良后果、涂敷方法比较简单、容易实施，缺点是有效期较短，不到一年。

硅脂的有效期比硅油长，缺点是清除困难，重新涂敷的工作量大。

地腊会产生裂纹，长期使用的效果不好，重新涂敷的工作量大。

RTV防污闪憎水涂料的耐污闪能力强、使用寿命长，有效期可达数年，它已经成为上述三种涂料的更新换代品。

（2）涂料的防污闪原理

涂料涂敷在绝缘子上，能使电瓷表面从亲水性变为憎水性。电瓷的表面为高能面，具有亲水性。在潮湿的天气下，附着在瓷裙表面的水分就会形成水膜而成为导电的通道。在它的表面覆盖一层具有憎水性的涂料后， 它的表面就变成憎水性，这样水分就被凝聚成粒粒水珠，而不致形成连续导电的水膜，使绝缘子表面保持着较高的绝缘电阻，限制泄漏电流的增长，从而防止污秽闪络。水分在憎水性的表面和亲水性的瓷表面的表现如图5—5所示：

表面水分在憎水性的涂料涂料表层水滴瓷表面水性的水分在亲绝缘子表面水滴

图5—5 水分在瓷表面

（3）选择防污闪涂料的基本原则

憎水性涂料有很多，比如绝缘油、凡士林、牛油、松香、清漆、地腊、硅油、硅脂、硅树脂、硅橡胶等。这些涂料刚涂在绝缘子表面的时候都具有憎水性，因此都有一定的防污闪特性。但是在长期运行的考验中，这些涂料的性能就表现出明显的差别，选择涂料应该考虑以下因素。

良好的绝缘性能：

不能因为涂层影响绝缘子的各项绝缘性能，即使涂层失效也不能对绝缘子的整体绝缘性能有不良影响。

耐环境老化能力：

涂料应能耐受环境温度的变化、风吹日晒、雨雪冰霜、日光照射等，在上述严酷的环境下涂料应不溶化、不硬化、不裂开、不脱落。

耐电晕及电弧的烧蚀能力：

因为绝缘子在一定气象条件下会不可避免的出现电晕甚至电弧放电现象，要求涂料能对电晕及电弧放电有一定的抗烧蚀能力。

良好的工艺性能和较长的使用寿命：

涂敷工艺简单，容易现场操作，当涂层需要更新时，能较容易的祛除旧涂层，涂敷新涂层，更新的周期要长。

憎水迁移特性：

要求涂层不仅在表面洁净状态能有良好的憎水性能，而且希望当表面积灰后也表现出憎水性，即要求涂料能有憎水迁移特性。

4.4 采用复合绝缘子

为了提高绝缘子的机械强度、绝缘强度和耐污闪性能，提高生产效率和降低成本，克服电瓷和玻璃绝缘子固有的缺点，适应电力系统的发展，世界各国均着手研制以高分子有机材料基材料的复合绝缘子，用来代替传统的电瓷和玻璃绝缘子。自19世纪末出现高压输电线路以来，瓷绝缘子用于高压外绝缘领域已有100多年历史，随着电压等级的提高，绝缘子所受的机点负荷的加重，以及大气污染的加剧，瓷绝缘子在使用中暴露出性能上的缺陷。复合绝缘子的使用弥补了瓷绝缘子的缺陷与弱点。

早期复合绝缘子，一般多以高分子聚合物为伞裙护套和以树脂增强的玻璃纤维为芯棒组成。伞裙护套主要材料有硅橡胶、乙丙橡胶和聚四氟乙烯等。随着时间的推移，从运行经验中认识到早期乙丙橡胶容易老化龟裂，他的伞裙于芯棒界面的结合处易发生局部腐蚀；室温硫化硅橡胶伞裙容易产生伞裙变形、硬度下降；聚四氟乙烯伞裙表面容易积污，积污后憎水性小时等等缺点。惟独高温硫化硅橡胶伞裙不容易老化，耐漏电痕迹及电蚀均相对比较好，在其表面积污后仍呈现两好的憎水性，即硅橡胶的憎水性会迁移到污层表面，所以它取代了其他复合绝缘子，以具有突出的防污闪作用而著称。

随着时代的发展，复合绝缘子不断获得改进和改善。针对早期复合绝缘子在运行中所暴露的问题，除改善了伞裙的配方外，还增加了芯棒的机械强度和耐水解的性能，改进了粘接剂的材质和复合绝缘子两端的金具的密封结构和金具卡装结构，从而使复合绝缘子的整体性能得到了改善。我国电力部门及生产厂家在多年的悬挂式复合绝缘子应用与制造的经验中，也逐渐体会到复合绝缘子除耐污性能优异外的其他诸多优点，如重量轻、体积小、不易破碎、运输安装方便、生产工艺简单、废品率低、生产耗能低、生产过程对环境污染小等。在野外施工及运行维护时，电力部门对复合绝缘子的优点则有更深刻的认识，从而不断扩大了硅橡胶绝缘子的应用范围，在不少轻污秽区或清洁公司也开始推广使用复合绝缘子。