户外绝缘子,特别是在工业区、海边或盐碱地区运行的绝缘子,常受到工业污染或自然界盐碱、灰尘、鸟粪等污染。在干燥情况下,这些附着在绝缘子的污染物电阻一般都很大,对运行暂时没有造成什么危险。但当空气湿度较大时,绝缘子表面的污染物被湿润,其表面导电率剧增,使绝缘在工频和操作冲击电压下的闪络电压显著降低,甚至可以使绝缘子在工频电压下就发生闪络。这类闪络通常被称为污闪。我市位于海边,其中一个变电站离海边不足5公里,在毛毛雨、大雾等不利的天气条件下,常常可以听到绝缘子表面闪络时发出“吱吱”声,在晚上巡查时,可以看到明显的闪光。绝缘子表面产生污闪常常使我市分布于海边的10kV线路发生故障,严重影响我市电力系统的安全运行。下面谈谈污闪形成的机理和防止绝缘子污闪的措施。
一、绝缘子表面污闪的形成
在潮湿污秽的绝缘子表面,在电压作用下,流经绝缘子表面污秽层的泄漏电流使污层加热。由于污染物在绝缘子表面是分布不均匀的,也由于绝缘子的结构复杂,造成了各部分电流密度不一样,污层的加热也是不平衡的。在电流密度最大且污层较薄的部分,水分迅速蒸发、变干,电阻也就增大,沿面电压的分布亦随之改变,大部分电压降落在这些部分。结果这些部分就可能出现火花放电通道,形成局部电弧。由于火花放电通道的电阻低于原来干燥部分的表面电阻,使泄漏电流增大,从而使污层进一步干燥。与此同时,局部电弧根部附近的表面也迅速受热变干,使电弧变长。总之,全部表面的干燥将使电阻增大泄漏电流减小,而局部电弧的伸长则使泄漏电流增大。如果总的结果是泄漏电流减小,则局部电弧将熄灭;如果总的结果是泄漏电流增大,则局部电弧将继续伸长,发展到沿整个绝缘子表面的闪络,以致引发线路发生故障。
二、绝缘子表面污闪的因素和防止发生污闪的措施
局部电弧的产生及其参数与污层分布等因素有关,且具有一定的随机性,所以污闪也是一种随机事件。电压增高则污闪的概率增大,因这时泄漏电流增大,造成由局部电弧发展为闪络。而如果增大绝缘子沿面泄漏距离或爬电距离,则可使泄漏电流减少,从而降低闪络的概率。绝缘子表面的干燥过程需要一定的时间,在短时过电压作用下上述产生污闪的过程来不及发展,因此闪络电压要比长时间作用电压下来得高。尤其是在雷电冲击电压下,由于时间极短,绝缘子表面潮湿和污染实际上不会对闪络电压产生影响,即和表面干燥时的闪络电压一致。为了减少污闪事故,保证电力系统的安全运行,应当根据不同的大气污染情况,采取相应的绝缘。目前,我国用爬电比距,即根据绝缘子每1kV额定线电压的平均爬电距离来估计绝缘子的耐污性能。在一般无明显污染地区,绝缘子串采用的最小爬电比距是16mm/kV,对于大气污染地区,则按照污染程度划分不同的等级,分别采用较大的爬电距离。对于运行中的线路,为了防止绝缘子的污闪,可以采取以下措施:
1、定期对绝缘子进行清扫,或采取带电冲洗的办法;
2、绝缘子表面涂上一层憎水性的防尘涂料。常用的有有机硅脂、地蜡涂料等。这样,绝缘子表面就不易形成连续的水膜,从而减小泄漏电流,使闪络电压不致降低;
3、加强绝缘或采用防污绝缘子。加强绝缘最简单的办法是增加绝缘子的长度,以增大爬电距离;还可以采用爬电距离比一般绝缘子大得多的防污绝缘子;
4、采用新型的半导体釉绝缘子。这种绝缘子釉层的表面电阻率为106-108Ω,在运行中因通过电流而发热,使表面始终保持干燥,同时使表面电压分布较均匀,从而能保持较高的闪络电压。