（1.中国南方电网超高压输电公司广州局 广州 510405；2.河北硅谷化工研究院 河北邯郸 057151；）
摘要：本文介绍了海水气溶胶的组分，通过海盐气溶胶积污盐密贡献模式计算了绝缘子表面盐密含量，研究结果表明：海水气溶胶将导致沿海输变电设备表面积盐，并且海水气溶胶积盐程度受到风速、降水量和空气湿度的影响。最后给出了沿海输变电设备的防护措施。
关键词：气溶胶；沿海输变电设备；积盐；防护措施
0引言
随着我国经济和工业的迅速发展，国家对用电量的需求越来越高，为了适应这种需求变化，我国不断地加快国家电网建设的步伐。在电网不断发展扩大的过程中，我国面临着发电资源的分布与用电负荷分布极不均衡等问题。我国能源资源与能源消费呈逆向分布的趋势，特别是西南水电、三北(东北、西北、华北北部)风电和太阳能等能源的大规模开发，从而决定了需要实施以电力为重点的能源大范围配置等措施。目前，我国的电力供应主要是以火力发电为主，大型的火力发电厂大多是临海建设，这主要是考虑到方便解决燃煤的运输和大量的循环用水问题。海边电厂输变电设备的安全运行对国家经济的发展和人民生活的稳定是非常重要的保障。但是，热带沿海地区气候环境复杂多变，高温、高湿、高盐的特殊环境是导致这一地区的输变电设备的使用寿命缩短的原因[1]。其中，海水气溶胶对热带沿海输变电设备的积盐的影响不容忽视。海水气溶胶是海洋上空空气中的颗粒，主要是由海水溅沫蒸发而成的盐粒。它们对大气中气溶胶颗粒总数有很大贡献，目前的研究工作集中在来自海盐和其他地方的硫酸盐，把这种硫酸盐作为海洋气溶胶的主要成分。沿海地区与内陆地区环境有很大不同，由于沿海地区具有较高的湿度，为粒子的吸湿增长提供了更有利的条件，海水气溶胶在高湿度下将附着在输变电设备外绝缘材料表面，导致输变电外绝缘设备发生污闪，影响电力系统的安全稳定运行。因此，有必要研究海水气溶胶对热带沿海地区输变电设备的积盐影响与防护。
1海水气溶胶的成分
在风的压力下，空气进入海水中形成气泡，当这些气泡破碎时便产生雾状和喷射的液滴，这就形成了海盐气溶胶。海盐气溶胶中的Cl-容易被H2SO4和HNO3置换出来，生成 HCl。由于HCl和细粒子洗脱效率的差异[2]，使得降水具有低 pH值 ( pH<5. 0)。 在距离海洋较近的大气中，一般湿度较大，这样由海盐和城市排放的NOx和SO2分别构成NaCl-NOx -H2O (汽) -空气体系和NaCl-SO2-H2O (汽) -空气体系，促使大气中的NOx和SO2最终成为硝酸盐和硫酸盐气溶胶的形式。在海岸地区由于人为污染物的排放，海盐气溶胶中Cl和Br通过异相反应从海盐中的无机形态变为活泼的气态形式(比如 Cl2和 Br2 )的过程可能更为活跃，有助于沿海地区对流层中的臭氧损耗和小分子碳氢化合物的分解。
海洋气溶胶中主要元素组分是Cl、Na、Mg、Ca、K、SO4和 Br，由于其主要来源于海水飞沫，所以与海水的主成分一致，且其元素浓度比，如 Cl /Na、Mg /Na、Cl /Mg等亦与海水中的相应比值接近。因此，这些元素一般被称为海洋元素。
4影响海水气溶胶在输变电设备上积盐的因素
由于沿海地区的气候 、环境条件的特殊性，电力输配电设备所受到的污秽也有其特点，受污程度依其所处位置、气象条件的差异及积污期不同而有着明显的差异。
风速对输变电设备积污有很大的影响，海风可将海浪飞沫吹到远处，风力越大，海沫飞得越远，海 沫飞到的地方便增加了当地尘土的含盐量，如果直接飞溅到电气设备外绝缘上，当水份风化或蒸发后会在设备表面留下具有很强导电性的盐物。但在另一方面，风力对外绝缘具有清洁作用，积盐在风的吹动下脱离设备表面。
降水量同样影响海水气溶胶在输电设备上的积盐量。充沛的降水量将冲刷掉沉积在设备表面的海盐，使得输变电设备积污量很小。一般来说，瓷瓶上污物的饱和吸水量为10mL，相 当于0.32mm的降水量，但实际上 ,如果降水量只有0.32mm那么由于蒸发 、风化等原因而无法使瓷瓶表面污物吸水饱和。如果要达到饱和，大体上需1mm降水量。若降水量再大，则可能使瓷瓶表面污物流走，尤其是沿海地区，海盐污物易溶于水，部分导电物质易被雨水冲刷带走[5]。
由于热带沿海地区具有高湿度等气候特点，海水气溶胶更易粘附在输变电设备上，并且海盐具有高电导率，因此湿闪电压大幅降低。
5沿海输变电设备的防护措施
5.1合理配置爬距
配置爬距的原则是:对 500kV及重要线路按相应污级取爬距上限；相邻污级结合部 3km范围内，按两者中较高污级考虑。在多雾、 潮湿及多次发生污闪的地区，其外绝缘爬距取中、上限；避免在沿海盐场附近的四级污区建输电线路。
5.2采用硅橡胶复合绝缘外套
硅橡胶复合材料因较陶瓷材料具有重量轻、优异的耐污性能和憎水性，硅橡胶材料逐步取代陶瓷材料被使用在互感器、断路器及套管等电气设备中，并得到广泛应用。由于沿海地区盐雾污染的灰密小 ,硅橡胶表面憎水性不易丧失，复合绝缘子用于沿海地区更具优越性。我们对沿海二级污区推荐优先选用复合绝缘子，对三级污区则按规定采用。对复合绝缘子的造型，应选择大小伞相间结构为宜。
5.3加强清扫
绝缘子清扫是防污闪的一个基本和有效的手段，调爬不能代替清扫，这是运行经验所证实的。注意合理安排清扫时间，根据沿海污闪季节性的特点，在每年 11月份雾季之前安排清扫效果最佳。清扫应重视质量，责任到人，建立并落实班组、工区和厂局三级检查制度，并作好清扫记录，防止漏扫留下污闪隐患。运行经验表明，复合绝缘子可延长清扫周期，但不可永不清扫，所谓复合绝缘子可以免维护的提法是片面的。
5.4 采用PRTV-Ⅱ超强自洁性防污闪涂料
PRTV-Ⅱ涂料是以具有羟基封端的聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）为基胶，与交联剂、催化剂相配合，可以在常温下交联而形成的三维网状结构。围绕硅氧主链紧密排列的非极性甲基基团向表面取向，屏蔽了Si-O键的强极性作用，使得硅橡胶表现出优异的憎水性。另外在硅橡胶中不同程度地含有未交链的低分子量硅氧烷链段，它的存在对合成绝缘子憎水性的迁移与恢复有重要的影响。RTV涂料在大部分地区使用取得显著效果。
5.5 监测设备脏污程度
建议在沿海 10km 范围内的重点变电站和线路开展海盐气溶胶和大气环境质量跟踪监测，利用监测数据建立预警系统，根据预先设定的报警值发出积污水平预警报，在污闪发生前采取措施消除，保证输变电设施的安全运行。
6结论
1)海洋气溶胶中主要元素组分是Cl、Na、Mg、Ca、K、SO4和 Br，其中Na离子和Cl离子在海水中的浓度占比较大，因此，可将Na和Cl作为气溶胶海盐源的参比元素。
2）通过海盐气溶胶积污盐密贡献模式计算了绝缘子表面盐密含量，发现海水气溶胶为沿海输变电设备主要积盐形式，海水气溶胶沉淀在电气设备上导致盐密增加，影响输变电设备的稳定运行。
3）影响海水气溶胶在输变电设备上积盐的因素有风速、降水量和空气湿度。
4）沿海输变电设备的防护措施有合理配置爬距、采用硅橡胶复合绝缘外套，加强清扫、采用RTV防污闪涂料和监测设备脏污程度。
参考文献
[1]王剑英,邓杰,董男,游传榜,王光硕.热带沿海输变电设备防腐技术研究及应用[J].涂料工业,2016,(12):63-67.
[2]XinLetal. Modelsimulationofrainoutandwashoutfromawarmstratiform. J. Atmos. Chem.1990,10:1～26.
[3]王珉,胡敏.青岛沿海大气气溶胶中海盐源的贡献[J].环境科学,2000,(05):83-85.
[4]陈震平,焦景慧.福建沿海大气环境对输电设备积污影响的分析[J].福建电力与电工，2006，(03):29-31.
[5]邓雨荣,谢伟山,张晓沙,韦金胜,黄东升,赖晓明. 北海沿海地区电力输配电线路污秽特性试验研究[J].广西电力技术,1996,(01):6-11+18.
论文作者:周京1,邹健彬1,蔡俊娥2,陈诚1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：气溶胶论文; 设备论文; 海水论文; 输变电论文; 海盐论文; 沿海论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2017年第30期论文;