内江供电公司
摘要：随着我国工农业的快速发展，大气污染日益严重，输电线路运行中的绝缘子发生污秽闪络跳闸率居高不下，特别是在污染程度严重的重污秽区尤为突出。在雷击、污闪、冰闪、雨闪、操作冲击闪络中，雷击闪络虽然在外绝缘事故中占第一，但重合闸率较高，对电力系统造成损失最大的是污闪和冰闪。本文结合内江地区实际，阐述绝缘子表面污秽闪络放电机理；收集内江地区发生污秽闪络运行数据和本地区目前防污手段；说明绝缘子各种成串形式防污闪效果的优劣；借鉴国内其他地区实际运行效果和数据，建设性地提出本地区重污秽区域内绝缘子成串形式。
关键词：污秽闪络 表面放电机理 地区数据 成串形式
一、内江地区电网现状
上个世纪50年代开始，我国东部沿海工业发达地区开始出现污秽闪络事故，60年代污秽闪络事故逐步开始向全国电网发展。近年来输电线路污秽闪络愈发频繁，范围广，频率日益高，损失也越来越大，电网一旦发生大面积的污秽闪络可能带来电网失衡解列，形成孤立电网，甚至造成电网崩溃，造成电网大面积停电事故进而危及电网可靠安全的运行。
截止2017年，内江电业局辖区220kV变电站7座，110kV变电座24座，35kV变电站37座。主网经过自贡220kV圆湾、220kV向家岭变电站，通过34条220kV输电线路完成闭环。县区之间通过58条110kV输电线路、65条35kV输电线路实现闭环。
随着内江地区工业生产规模逐年扩大，截止2017年，对内江电业局辖区的两区、三县的水泥厂、化工厂、棉纺厂、塑料加工厂、电子加工厂、钢铁轧钢厂、矿山开采等重点污秽源进行统计：目前内江地区重污秽区分布为主要集中威远县重工业地区。
二、目前内江重污秽地区防污闪措施
1、内江地区目前防污秽闪络主要措施增加爬电比距和采用普通双闪群瓷质防污绝缘子、复合硅橡胶绝缘子以I串的形式使用。辅助方法有人工清扫绝缘子、检测绝缘子零值。
1）增加爬电比距在通常情况下增加1-3片或者增加串长10%-30%可行，提高了耐污电压。但是一些铁塔需要满足风偏间隙，过长的绝缘子串不能满足要求；同时输电线路绝缘子片数过多，铁塔高程需要加高，建设成本大大提高，同时与变电站绝缘配合上存在矛盾。
2）近年来发生的污秽闪络输电线路，大部分使用的均为瓷质普通双闪防污绝缘子，但污秽闪络问题仍然时时发生。而且瓷质绝缘子运行维护成本高，难度大，检测清扫工作量大，防污效果存在争议。
3）从2000年开始内江电业局陆续使用硅橡胶复合绝缘子用于防止输电线路污秽闪络， 经过近年来的运行情况，发现复合硅橡胶绝缘子运行年限不如实验中的理想，且时有绝缘子脆断导致导线脱落的事故发生。
2、常见悬式绝缘子串成串型式有三种：悬垂串、水平串、V形串。悬垂串，当发生污秽放电时，在绝缘子钢脚处首先产生的局部电弧虽然紧贴绝缘子下表面，但电离气体不易自由扩散，伞边缘的水滴又会往下滴，并且污秽物又不易被雨水冲洗干净。
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2）水平串，对于水平耐张串，在钢脚处首先发生的局部电弧因热作用上升，从而缩短了泄漏距离，使局部电弧易于发展，这比悬垂不利，但是电离气体能够自由扩散，可以抑制放电的发展，且水平按章时污秽物易于被雨水冲洗掉。因此，两种因素相互制约，使水平耐张串和悬垂串的污闪电压相差不大。
3）对于V形串，兼有悬垂串和水平耐张串的优点，所以V形串的污闪电压较高。
三、绝缘子成串时所承受的电压分布情况
运行中的绝缘子电压检测。绝缘子每片含有一定电容值(瓷60pF.玻璃100pF),电容越大,串电位分布越均匀.导线侧第一片承受的电压最大(最高),串中间最低,横担侧再增大(次高)电压值大小顺序为U导＞ U横＞ U中,呈斜型不对称的“马蹄形”,串中最低片的分布电压值约为导线侧的1/4～1/6间.如110kV电压等级7片/串的导线侧的绝缘子其分布电压为18.5kV,串中第5片为5kV,两者差3.7倍;220kV 14片/串的导线侧绝缘子分布电压为31kV,串中第9片为5kV,两者差6.2倍;因此绝缘子串的分布电压是不均匀的。
参考重庆大学高电压与绝缘技术实验室对绝缘子加压试验进行的7片玻璃绝缘子成I形串的加压试验，从放电起始到击穿的全过程，从中可以看到电弧最初的出现点在绝缘子串导线高压端附近的绝缘子。
四、复合绝缘子成串型式探讨
1）复合绝缘子在臭氧、紫外光、潮湿、高低温和电应力等外界因素作用下,经运行不同年限后,出现不同程度憎水性下降，复合绝缘子表面绝缘子特性变化，复合绝缘子脆性变化。
针对输电线路复合绝缘子分布电压极不均匀的现状,为防止高压端硅橡胶电蚀、贯穿引发芯棒脆断掉串的恶性事故发生,可将两种绝缘子组合使用,即在横担侧第1片为玻璃绝缘子,中间是特殊加工尺寸的复合绝缘子,导线端挂玻璃绝缘子。高压端的强电场由玻璃绝缘子承担,中间段复合绝缘子承担污耐压,从而减少复合绝缘子的登塔检查工作量和盘形绝缘子串的清扫工作量.
2）复合绝缘子与玻璃钢绝缘子组合成串实验研究
西安交通大学：分3种结构、9种方式组合串进行仿真计算。复合绝缘子导线端伞裙表面最大电场强度达525V/mm (有效值),超过了硅橡胶的最大场强设计要求.复合绝缘子与6片玻璃组合,伞裙表面最大场强为95V/mm,复合绝缘子分担152kV. 6片玻璃共承担166kV, 导线侧第1片玻璃承担48 kV(15%)，显著改善了复合绝缘子导线侧电场分布。
3)国家电网武汉高压研究院:分5种结构、23种方式组合串进行真型验证，复合绝缘子:导线端(2大2小伞) 电位分布达到41% (17cm长118kV),导线端(4大4小伞) 为64%(34cm长184kV), 沿串电压分布极不均匀;组合玻璃绝缘子:采用下挂式无均压环,导线端第1片电位分布为14%(40kV),导线侧2片绝缘子共承担25％的电位分布,沿串电压分布曲线较缓,分布较均匀。
4）针对目前内江地区重污秽区域运行情况和实际操作性能，借鉴浙江电业局运行经验，内江电业地区可以采用玻璃钢绝缘子和复合绝缘子组合成I串或者V形串使用，提高输电线路重污秽区域污秽闪络电压；建设性地使用瓷质防污绝缘子和玻璃钢绝缘子组合成I串或者V形串使用；在水泥厂等重度污秽区域使用玻璃钢复合硅橡胶新型绝缘子成I串或者V串使用。
参考文献
[1]蒋兴良，舒立春，孙才新. 电力系统污秽与覆冰绝缘[M] 北京：中国电力出版社，2009.
[2]顾乐观，孙才新.电力系统的污秽绝缘[M] 重庆：重庆大学出版社，1990.
[3]孙才新，司马文霞，舒立春.大气环境与电气外绝缘[M] 北京：中国电力出版社，2002.
[4]关志成.绝缘子及输变电设备外绝缘[M] 北京：清华大学出版社，2006.
[5]应伟国.输电线路检测、检修技术讲座 浙江.2010.
[6]应伟国.输电线路状态巡视安全技术讲座 浙江.2010.
论文作者:陈刚,陈金伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
标签：绝缘子论文; 污秽论文; 内江论文; 导线论文; 电压论文; 组合论文; 线路论文; 《防护工程》2017年第34期论文;