摘要：近年来，随着经济发展，环境污染日益严重，绝缘子污闪事故也逐年增多，这严重影响了电力系统运行的可靠性。尽管国内外学者通过对绝缘子污闪特性的进行了一定研究，但绝缘子污闪事故仍时有发生，而据统计，电网中发生的事故次数中，虽然绝缘子的污闪事故次数少于雷电所引起的绝缘闪络，但其所造成的损失却是最严重的。因此对绝缘子表面污秽引起的闪络还需做进一步研究，这对准确地指导外绝缘配置的选择以及进一步优化防污闪措施有深远的意义。
关键词：绝缘子；污闪；外部原因；内部原因；措施
引言
近十几年来，随着我国经济的快速发展，环境破坏也日趋严重，大气污染不断恶化。输电线路绝缘子长期暴露于各种不同的复杂环境中，极易发生污闪事故，从而影响整个地区电网的安全。因此，绝缘子的防污闪对提高输电线路运行的安全可靠性具有重要意义。本文对污闪形成机理进行了深入探究，提出了相关的预防措施。
1 污闪形成机理分析
防污闪要从污闪形成机理分析，针对其发生的原因采取相应的措施，达到根本性治理的目的。输电线路长期处于露天下运行，绝缘子在外加电压后对周围的污染源具有一定的吸附性，其表面会粘附周围空气中的各种污秽物质。这些污秽物质在天气干燥时其导电性能并不强，不会影响输电线路的安全运行，但一旦遇上大雾、晨露、毛毛雨、雨夹雪等潮湿天气，污秽层中的电解质湿润后，绝缘子表面的电导率将急剧上升，这时，绝缘子表面会有泄漏电流流过，输电线路的绝缘性能也随之大大降低。在电流热效应的作用下，污秽层表面被烘干并沿着干带产生沿面放电，最终导致整个绝缘子串闪络[1]。绝缘子污秽闪络发生的原因及机理非常复杂，并不是简单的空气间隙的电击穿过程，而是一种与电能、热能、化学及时间等因素有关的热击穿过程。在正常运行电压下，只有绝缘子表面堆积一定量的污秽、外部环境温度及湿度达到某定值时，才可能发生污闪。总的来说，绝缘子污秽闪络放电是涉及电、热和化学现象的复杂变化过程。一般而言，可将污闪过程分为四个阶段，即表面积污、表面湿润、局部放电、局部放电的发展并导致闪络，采取可靠措施抑制或阻止其中任一阶段的形成和发展，就能有效避免污闪事故的发生。
2 输电线路绝缘子特点
输电线路的绝缘子种类较多，而盘型绝缘子的主要优点是机械强度较高，长串柔性好，输电线路中的单个元件对于输电线路的安全、稳定运行来说提供了良好的保障基础。因此，输电线路在实际运行期间应该做好绝缘子造型多样化的选择工作，只有这样才能保证输电线路可以满足各个领域的使用需求。虽然说盘型绝缘子属于可型绝缘子，在对其投入时，常常会因为多种原因导致输电线路出现裂化现象，降低线路中的阻值，增加检测工作量，一旦未能及时检测出裂化问题，那么就会导致输电线路在雷击与污闪时出现断路现象。要想从根本上解决这一问题，就应该加强对输电线路的维护管理，找出其在运行期间存在的安全隐患问题，做好盘型绝缘子后积污垢的清理，只有这样才能减少输电线路绝缘子污闪现象，为输电线路的安全运行提供良好的保障基础。
3 绝缘子污闪发生的原因
3.1 绝缘子表面积尘
升压站支柱绝缘子瓷裙暴露在室外会受到各种环境因素和各种不确定因素的影响发生一些问题。由于新疆地区多大风天气，而且大多数地区植被覆盖率比较低，所以大风会把许多风沙吹到绝缘子瓷裙之上，又因为新疆某些地区降水极少，所以不能通过天然的方式对绝缘子瓷裙进行清洗，久而久之绝缘子瓷裙的表面就堆积了大量的灰尘，这就会导致绝缘子污闪。
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3.2 污区等级改变时未及时调整绝缘配置
线路设计时，根据旧的污区图配置绝缘子，而线路运行一段时间后，由于环境恶化，线路所在地区污区等级已经改变（例如污区从Ⅱ级调整为Ⅲ级），因此该处的绝缘配置已不满足要求。故送电线路的绝缘配置不随大气环境的变化及时调整也是造成污闪的原因。
3.3 恶劣天气
（1） 大雾和毛毛雨等天气也是导致输电线路发生污闪的罪魁祸首。在毛毛雨或大雾天气时，带电的绝缘子表面由于潮湿，附在表面上的污秽物质呈离子状态，在电场作用下，带有不同电荷的离子作定向移动，形成泄漏电流。在泄漏电流的作用下产生焦耳热，大量热能烘干绝缘子形成干区，干区部分的电压降明显上升，场强逐步升高。当干区某处场强超高临界场强时，该处就会发生局部放电。在泄漏电流继续上升时，这种局部放电会引起整个绝缘子串的完全闪络，从而发生线路污闪事故。（2）在大气污染的影响下，局部地区会出现不同程度的酸雾、酸雨现象。受酸性污染物的影响，绝缘子表面电导率会随着pH值的降低而变大，从而使绝缘子闪络电压明显降低，导致污闪事故的发生。（3）在某些地区，输电线路会受到覆冰、覆雪的影响。据有关资料研究，在气温较低的情况下，绝缘子在覆冰、覆雪的状态下，极易引发污闪事故。
4 预防污闪的措施
4.1 合理分布绝缘子电压
由于500kV升压站支柱绝缘子经常出现表面放电的问题，导致绝缘子污闪问题的出现。为了解决这一问题，就要适当的改善绝缘子电压的分布，可以采用有限元法对绝缘子表面的电压分布情况进行计算，再根据计算结果对绝缘子电压的分布进行科学合理的改善。另外，升压站支柱绝缘子经常出现放电问题，想要改善这一问题可以对绝缘子的均压环进行改造，但是在更换均压环后就无法准确地测试绝缘子的放电情况，想要克服这一问题，可以从以下几个方面入手：（1）尽量缩短绝缘子支柱的直径，在最大程度上增加绝缘子瓷裙的截面面积，这样就可以在一定程度上增加绝缘子的爬电距离，但是以上举措必须在保证绝缘子机械性能的前提下进行。（2）对均压环进行设计，由于绝缘子的尺寸和型号是一定的，这就不能随意改变绝缘子的尺寸，这时就需要通过改变均压环的制造方式和安装方式来完善支柱绝缘子的电压分布。
4.2 耐污性能
玻璃绝缘子在实际运行期间积污程度要小于瓷绝缘子，在污闪电压的情况下，玻璃绝缘子的盐密度会在不同的程度上进行提升。而产生这一问题的主要原因指：首先，硅橡胶伞裙的表面能量较低，增水性较好，具有较强的迁移性，然而，污秽层的增水性、密集度较高，污秽层水分会通过小水珠的形式呈现出来。另外，在持续电压的作用下，玻璃绝缘子会通过集成的形式形成强烈的电弧，而玻璃绝缘子的表面不容易形成集中式的放电通道，这在一定程度上减少了玻璃绝缘子的污闪电压；其次，合成绝缘子的径杆较小，在相同污水的情况下，玻璃绝缘子的表面电阻与瓷绝缘子的绝缘性能较强，其中的污闪电压程度相对较高；最后，合成绝缘子与玻璃绝缘子、瓷绝缘子相比自身的表面裙式结构不同，合成绝缘子的裙结构对于污秽的吸附与积累来说造成了很大的影响。因此，其在实际运行期间不需要定期开展清扫积污处理，对于输电线路的安全、稳定运行来说提供了良好的保障基础。
结束语
由于大气污染日益严重，我国大部分地区污秽等级都在Ⅲ级以上，输电线路长期暴露在这种环境下，极易发生污闪事故，所以，防污闪工作任重道远。传统的防污闪技术措施都存在各种各样的先天缺陷，无法有效避免污闪事故的发生，所以我们要不断探索、研究和改进，研制出新的技术或设备来预防污闪事故的发生，确保电网的安全可靠运行。
参考文献：
[1]谷裕.高海拔地区特高压直流复合支柱绝缘子伞裙优化和污闪特性研究[D].华南理工大学，2014.
[2]戴罕奇，赵晨龙，徐冰，等.染污复合绝缘子受潮过程研究[J].电网技术，2016，40（7）：2227-2235.
论文作者:庄严,马洪举,陈鹏,和军茹
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：绝缘子论文; 线路论文; 污秽论文; 表面论文; 发生论文; 电压论文; 事故论文; 《电力设备》2017年第27期论文;