户外绝缘子污秽闪络分析及改善方法

杨明　吴斌

【摘要】绝缘子的污秽闪络严重影响电力系统的安全运行。分析了户外绝缘子污秽闪络的原理和影响因素，结合运行经验，提出了变电站内针对户外绝缘子污秽闪络的改善方法。

【关键词】户外绝缘子 污秽闪络 酸碱物沉积 改善方法

据统计，雾天的污闪事故占电力线路事故的21%。污闪事故往往造成大面积的停电，检修恢复时间长，因此影响严重。据统计，污闪事故造成的电量损失为雷害事故的9.3倍

1 污秽闪络的原理

绝缘子是用来支持和固定母线与带电导体、并使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘，是各种输变电设备中的主要绝缘件。

在电网运行中的户外绝缘子，会受到二氧化硫、氮氧化物以及颗粒性尘埃等大气环境的影响，在其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下，这些表面带有污秽物的绝缘子保持着较高的绝缘水平，其放电电压和干燥洁净状态时接近。然而，当遇有雾、露、以及梅雨等潮湿天气时，绝缘子表面污秽物吸收水分，使污层中的电解质溶解、电离，导致污层电导增加。这时，绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构尺寸的影响以及绝缘子表面污层分布不均和潮湿程度不同等因素，使绝缘于表面各部位的电流密度不同，其结果在电流密度比较大的部位形成了干燥带，例如棒式支柱绝缘子裙和芯棒交接处。干燥带的形成促使绝缘子表面电压分布更加不均匀，干燥带承担较高的电压。当电场强度足够大时，将产生辉光放电，继而产生局部电弧。这时，染污介质的表面放电模型，相当于表面局部电弧串联着一段电阻。此时局部电弧有可能熄灭，也有可能发展。当局部电弧不断发生和发展，达到和超过临界状态时，电弧贯穿两极，完成闪络。

故绝缘子污秽闪络形成原理为：表面积污、污层潮湿、干层形成、局部电弧、电弧贯穿。

2 影响污秽闪络的因素

脏污表面沿面放电过程中，污层泄露电流的大小是起主导作用的因素，而这个电流的大小与污层电导，大气湿度，介质表面形状和极间距离有关。

绝缘子表面的污秽沉积物多种多样，使闪络电压降低最显著的是含有大量可溶性盐类或酸、碱的积尘。这种污秽通常是由化工、冶炼等企业排出的废气或海边盐雾珠集积在绝缘子表面形成的。受潮时污层中所含可溶性盐类及酸碱等成分溶解于水中，使表面电导骤增，泄漏电流增加，大大降低闪络电压。我司陈家港变电站柱式绝缘子出现污秽闪络现象的主要影响因素就是工业盐类及酸碱物沉积在绝缘子表面。

大气湿度绝缘子污闪事故都发生在雾、露、融雪和毛毛雨等高湿度的天气。因为这种条件下，积尘中水溶性的盐类溶解，使污层成为半导体层，大大增加泄漏电流，降低闪络电压。但是大雨时，绝缘子表面集积的污秽，特别是水溶性导电物质很易被雨水冲掉，表面仍有较高的电阻，所以在雷雨季节，污秽地区绝缘的绝缘水平并不降低。

在同样的污染和受潮条件下，介质表面形状、两极间的沿面最短距离即爬电距离是影响污层电阻，因而也是影响污闪电压的重要因素。

爬电距离增加，污闪电压也增加（爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间，在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象，此带电区的半径即为爬电距离）。这是因为爬电距离大，要形成闪络，局部电弧长度必然要大，而要使较长的电弧不熄灭，就要求较大的泄漏电流和较高的电压。

同样的污染、受潮情况下，尽管爬电距离相同，但直径大的绝缘子的表面电阻小，因而污闪电压也会低一些。对大直径的电器瓷套等类绝缘子，应考虑污闪电压随绝缘子直径增加而下降的因素。

3 户外绝缘子污秽闪络的改善方法

定期清扫绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前，必须对绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重地区，应适当增加清扫次数。

增加爬电距离，提高绝缘水平。如增加污秽地区的绝缘子片数，或采用防尘绝缘子。运行经验表明，在严重污秽地段，采用防尘绝缘子，防污效果较好。

在绝缘子表面涂一层憎水性的防尘涂料，使尘埃不易形成连续污层。在潮湿气候下，表面凝聚的水滴也不易形成连续水膜，这样表面电阻大，泄漏电流小，放电不易发展，闪络电压就不会显著降低。常用的涂料有有机硅油、有机硅脂、地蜡等，提高绝缘子的抗污能力。

采用复合材料绝缘子，高温硫化硅橡胶伞裙不容易老化，耐漏电痕迹及电蚀均相对比较好，在其表面积污后仍呈现良好的憎水性，即硅橡胶的憎水性会迁移到污层表面，具有突出的防污闪作用而著称。

【参考文献】

[1]浅析绝缘子污闪的成因及对策，王珂 赵星 《中国外资》2010年第11期

[2] 污秽绝缘子闪络机理研究综述，张志劲 蒋兴良 《电网技术》2008年第16期

[3] 绝缘子污闪的分析及对策，李康 《新科教》2011年第12期

[4]绝缘子污秽闪络的现状及改善建议，赵琪金麒《上海电力》2013年第4期