作者:马晓燕
来源:《科学与财富》2014年第12期
摘 要:本文主要探讨的是现代化社会中,由于大气受到污染和气象条件复杂地区的电力线路发生污闪事故的原因及应对措施,在电力线路中怎样采用更有效的方法防止污闪事故的发生就是我们今天要讨论的内容。
关键词:污闪;干区;电弧;爬距
随着我国改革开放的深入我国的现代化工业迅速崛起,随之而来的是对于电力的大量需求,电力系统规模不断扩大以及对于供电可靠性的要求也随之提高。近几年由于环境污染的加剧,在电力系统中发生污闪事故也逐渐增多,在现代电力系统中怎样采用实际的方法防止污闪事故的发生已经成为一个重要任务。
我国大部分城市的输电线路和变电站中的绝缘子大多在户外运行,这些绝缘子在室外运行时除了要受到电气应力和机械应力外,还要受到环境应力的影响。一般情况下绝缘子表面的染污层是干燥的并且不导电,在疾风骤雨情况下绝缘子表面会被冲刷干净,但在遇到雾、露毛毛雨等天气下,表面污层会被水分湿润,电导增大且在工作电压下的泄漏电流增大,电流所产生的热量使污层的水分蒸发、污层变干而减小电导。在受污层电流密度较大的地方由于电流产生过的热量使其表层水分快速烘干形成干区,由于干区上的电阻远大于湿污层的电阻,此时绝缘子上的电压几乎都集中到干区上,干区的电场强度已大到能引起绝缘子表面空气的碰撞电离,产生电晕放电。此时泄漏电流持续加大,电晕放电直接转变成绝缘子表面的局部电弧。随后电弧附近的湿污层很快被烘干,干区逐渐扩大,电弧再次被拉长,若此时绝缘子上的电压不能维持电弧的燃烧,电弧会马上熄灭。因为交流电流每一个周期都有两次过零,更促使电弧呈现熄灭——重燃或者延伸——收缩的有规律的交替变化。那么从外观看来,好像电弧在绝缘子的表面上不断地旋转。随着绝缘子污层湿润度不断增大,泄漏电流也逐渐变大,在一定电压下绝缘子表面上局部电弧长度不断增加、局部电弧不断发展,一旦局部电弧达到某一临界长度时,弧道温度进一步增高,直到弧道不再需要更高电压,这样自动延伸直至贯通两极,完成绝缘子的沿面闪络。总之,绝缘子的污闪通常分为积污、受潮、干区形成、局部电弧出现和发展等四个过程,只要采取有效措施抑制或阻止其中任何一个阶段,就能防止污闪事故的发生。
污闪事故虽然不像雷击闪络那样多,但是它造成的后果相当严重,因此在我国的电力系统中常采用的防污闪事故的主要措施有:
1、调整爬距
发生污闪事故时绝缘子表面上的局部电弧受到交流电流影响进一步延伸的结果,在一定电压下能够维持局部电弧长度是有限的,因此在判断外绝缘的爬电距离是否足够时,必须与所加的电压的高低联系起来,现在常用“爬电比距”来衡量绝缘子外污染的绝缘水平。爬电比距指的是外绝缘“相—地”之间的爬电距离与系统最高工作电压之比,不过习惯上取系统额定电压作为基准进行计算。
2、定期或不定期清扫
定期清扫绝缘子表面上沉积的污染物也是防止污闪的收效手段之一。最常见的是采用干布擦拭的方法但清扫质量不好、劳动量大、费用高且必须停电进行。在有些电网中,采用高压水进行冲洗,可停电进行,也可带电进行,带电作业时水的电导率不能过大还要特别注意安全。现在有些绝缘子的表面形状经设计后可实现“自清扫性能”。
3、涂料
污闪发生的四个阶段缺一不可,只要阻止其中一个阶段就可以很好地防止污闪的发生。发生污闪一般是在气象条件不利的情况下,受污层在空气中受潮变成导电层形成的,如果能在绝缘子表面涂抹一种憎水性涂料,那么绝缘子表面就不会收到空气中水气的侵蚀。目前,我国采用的是室温硫化硅橡胶涂料(RTV),此种涂料憎水性很好,可长时间使用,维护方便并且费用低廉。
4、半导体釉绝缘子和新型合成绝缘子
半导体釉绝缘子由于具有一定导电性,其表面温度率高于周围环境温度,因而绝缘子表面不易受潮,还能缓解干区电场集中这种情况,使干区不易出现局部电弧。新型合成半导体主要是由玻璃纤维束经树脂浸渍后通过拔模加热固化而成的玻璃钢芯棒、伞套和金属附件组成,新乡合成绝缘子在绝缘性能、机械性能和经济性能方面都具有很大优势。
近几年随着我国城镇化建设的加快,我国对于电力能源需求越来越广泛,有些地区空气污染严重,随着全球变暖的趋势,尤其是在雾霾天气下,电力设施发生污闪的几率越来越大,为此我们要做好污闪的防治,并且要研制出具有智能化水平的绝缘子来应对现在的环境。
参考文献
1、赵智大 高电压技术 北京:中国电力出版社 1999年
2、张仁豫 绝缘污秽放电 北京:水利电力出版社 1994年
3、邱毓昌 高电压工程 西安:西安交通大学出版社 1995年下载本文