潮州局500kV韩汕乙线污闪跳闸的分析和思考

卢煜

摘  要：2019年11月24日，潮州500kV韩汕乙线N134塔发生2次污闪跳闸。结合现场调查分析发现，本次污闪跳闸的原因与当年的长期干旱气候、局部湿度增大以及线路附近污源点的变化密切相关。造成本次污闪跳闸的污秽类型为A类污秽，由于绝缘子类型为深棱型、且是直线塔，绝缘子的自清洁效果较差。本文总结了污闪的原因，同时对防污对策及后期研究工作进行了思考，提出了紫外无人机、喷涂PRTV等措施。

关键词：输电线路;污秽闪络;高湿度;A类污秽;防治措施

0 污闪概况

2019年11月13-24日，广东电网公司粤东地区500kV线路共发生7次污闪跳闸，这7次跳闸均重合成功，共涉及到4回线路。11月24日潮州500kV韩汕乙线N134塔发生2次跳闸，分别为A相、C相，发生跳闸的故障杆为直线塔，绝缘子采用LXHY-300玻璃绝缘子，绝缘子片数为25片，其绝缘配置符合南网最新版污区分布图。对此，南方电网公司及下属的广东电网、各地市局均高度重视，组织人员开展技术督查，修编新版污区图，落实防污工作，有效防止污闪跳闸再次发生。

1 造成绝缘子污秽闪络的原因分析

普查广东地区污闪事故的气象要素发现累计30、40和60d的积污日期是发生污闪的前提条件，污闪前1-3d以下气象要素为诱发条件：地面有轻雾、雾或浓雾，平均相对湿度高于80%，平均气温18-20℃，温度在10-24℃之间。通过调查分析发现，潮州局本次污闪也符合以上前提条件和诱发条件，同时也有其他原因。

1.1 气象因素

2019年9月至11月10日，潮州部分市县平均降雨量较常年同期偏少超80%。潮州达到了最高界别的特大气象干旱程度，且潮州部分地区这一时期无降水。截止到11月12日，潮州市积污期高达70天。根据广东电网的积污计算算法，电网的积污期指日降水小于10mm的连续累计日数[1]。受长期干旱少雨气候影响，绝缘子表面污秽不断累积，无法被冲刷，造成绝缘子积污较为严重。

1.2 跳闸时高湿度

据广东省气候中心记录显示，2019年11月23日夜间-24日，受海上偏东气流、高空槽和24日起逐渐南下的中等强度冷空气共同影响，粤东地区有一次小到中雨降水过程，导致局部地区湿度高。距离500kV韩汕乙线N134塔最近的汕头气象站测得，线路跳闸时该区域的湿度达到99%。结合运维班组开展故障巡视的现场照片，可以发现500kV韩汕乙线N110-N140段区域有大雾笼罩，能见度低。并且N134塔海拔380米，整基杆塔更是云雾缭绕，如图1所示。

1.3 污秽及污源因素

2021年12月19日，现场检查500kV韩汕甲线 N134杆塔更换下来的绝缘子（放置在现场塔基处），发现玻璃绝缘子内表面积污严重，并且污秽与玻璃绝缘子粘结紧密，极难清除，如图2所示。N134塔属于直线塔，绝缘子下表面基本无法靠自然雨水冲刷而自清洁，另一方面采用了深棱的钟罩型玻璃绝缘子，综合导致了线路绝缘子积污严重。

经调查，500kV韩汕乙线污闪跳闸故障塔N134位于潮州、汕头、揭阳三市交界。故障杆塔3km范围内新增垃圾焚烧发电厂等工业污染源多处。其中，较大的污染源有五个，如表1所示。

据调查，潮州深能环保有限公司设计规模为日处理生活垃圾1200吨，建设3条处理能力为400吨/日的垃圾焚烧处理生产线。汕头雷打石环保电厂，建设规模为日处理生活垃圾1200吨，其中包括2台日处理600吨的机械炉排焚烧炉，2台15MW发电机组以及相关配套设施。垃圾焚烧排放的废气主要来自于焚烧过程所产生的烟气，其主要污染物为粉尘、氯化氢（HCl）、二氧化硫（SO2）、 氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、有机污染物、二噁英及重金属等。

除垃圾焚烧以外，在500kV韩汕乙线N134塔5kM范围内，有两处大型项目的土建工程正在工，东山湖现代产业园及潮安特色产业分园项目开发总面积约6100亩，如图3所示。

1.4 污秽度测试情况

500kV韩汕乙线于2009年10月14日投运，建设时N134塔所处污区为c级，绝缘子爬距按照c级上限配置，绝缘子型号为LXHY-300（爬距550mm，结构高度195mm），配置25片，统一爬电比距38.9mm/kV（考虑了爬距有效系数K取0.9），满足绝缘配置的要求[2]。查阅2018版污区图，故障杆塔N134所处污区等级为c级。

将500kV韩汕甲线N134塔更换下、位于塔基周围玻璃绝缘子下表面积污严重处的污秽取样[3]，送至电科院进行测试，结果如表2所示。测试结果表明，500kV韩汕乙线N134塔测试数据对应污秽等级分别达到了d级、e级，超出其所在的污区等级c级。

国标[4]把电力系统污秽分为A类污秽和B类污秽。A类污秽即沉积在绝缘子表面上的有不溶成分的固体污秽，A类污秽常见于内陆地区、荒漠地区或工业污秽地区。B类污秽为可溶性的盐雾。由此可见，500kV韩汕乙线N134塔所处的区域属于工业型环境，污秽主要成分为A类污秽。

1.5 运维因素

现场停电清扫工作实施困难。绝缘子清扫是线路维护的一个重要方面。但由于输电线路通常量多面广，在申请停电以及实施清扫方面难以及时实施。以500kV韩汕甲乙线为例，该线路为关键重要线路，在申请停电方面通常较为困难。而清扫方面，全线有151基塔，1032串（28368片）玻璃绝缘子，清扫劳动强度大，按目前的人力、物力配置，扫质量和数量难以得到保证。杆塔所处的地理环境又进一步加大了清扫实施难度，例如500kV韩汕乙线N134塔，清扫人员从下车点到塔位需要走近三小时的山路，大大增加清扫的时间成本，难以在有限时间内保證清扫的质量。然而，线路设计阶段污区等级的划分及防污绝缘配置是按一年一次清扫的前提来配置的，如果污秽清扫没有落实，而绝缘配置又没有增加裕度，相当于减弱了电网抗污闪的能力。随着电网的不断发展，依靠清扫来维持电网防污闪能力已不足，较为合适的办法是增加绝缘裕度或引用防污闪性能好且自洁性能好的绝缘子。且应减少使用防污型（深棱型）、钟罩型玻璃绝缘子，这种类型绝缘子本身自洁性能差。

传统巡视手段难以满足特殊情况下的防污巡视工作。对于线路防污工作，按照运维策略开展特巡夜巡工作也是极为重要。污闪发生前，潮州局运维单位按照省公司防污闪特巡工作要求，于2019年11月14日开始对500kV韩汕甲、乙线进行防污闪特巡工作，且在19日至22日对500kV韩汕甲、乙线N80-N120段进行夜间巡视及测温，特巡和夜巡中均未发现绝缘子闪络或发热等异常情况。由于N120-N135段处于山顶，24日前未有开展夜巡测温，原计划于25日起按省公司预警继续对N121-N148段进行特巡。之所以未能全线开展巡视，一方面是线路长度大、杆塔夜间到位难度大导致巡视时间耗时较长，另一方面是运维人员缺乏防污方面的运维经验，对于现场环境的变化未能及时开展动态评价，进行有效的差异化运维。再者是缺乏有效的巡视手段及设备，在当时仅能依靠传统的人巡结合手持式红外测温。多方面原因造成未能及时发现绝缘子的爬电缺陷。

在2019年11月汕头、潮州相继出现污闪跳闸之前，广东电网已近14年未出现污闪跳闸，追溯上一次大面积污闪事件是发生在2005年[5]。这在一定程度上滋生了麻痹大意的思想，特别是长期无事故的地区，容易放松管理，忽视防污工作。以上是导致污闪发生的主观原因。

2 防污闪的对策措施思考

为了有效应对上述原因导致的污闪调整，在此对以下几种对策及措施进行探讨：

2.1 绝缘子清扫难度大

目前清扫仍是比较普遍的防污措施，但是如前面所述，清扫需要耗费较大的人力物力，且清扫的质量较难把控，有些施工队为了投机取巧，对于到位困难的杆塔漏掉不扫，这在运维过程也遇到过。并且目前清扫还是以停电清扫为主，因区域断面等影响，某些线路停电申请难以通过。并且带电清掃对设备要求高、操作难度大，带电水冲洗又局限于平原及交通方便地区，500kV的带电水冲洗的工艺尚不成熟，无法普遍应用。

2.2 使用复合绝缘子

复合绝缘子已在多次的污闪事件中证明其耐污能力强于其他类型的绝缘子。在污秽较重的区域积极采用复合绝缘子，在需调爬而因杆塔间隙限制已无法增加爬距的线路改用复合绝缘子。特别是d、e级污区，悬垂串采用复合绝缘子，在需调爬而因杆塔间隙限制已无法增加爬距的线路一律改用复合绝缘子。但复合绝缘子采用有机材料制备，存在老化断裂问题。为了提前发现复合绝缘子的发热缺陷，需要在运维方面也应加强红外测温，这增大了现场运维的工作量。

2.3 玻璃绝缘子的选型

在选用玻璃绝缘子时，应尽量采用外伞型玻璃绝缘子，此类玻璃绝缘子自洁能力较强，污秽易被风雨冲刷。并且相对于防污型（深棱型）、钟罩型玻璃绝缘子，在人工清扫时方便清扫下表面污秽，清扫死角更小。但是外伞型绝缘子的单片爬距较小，更换时应综合考虑结构高度、片数及杆塔横担间隙是否满足安装要求。

2.4 玻璃绝缘子喷涂PRTV

对玻璃绝缘子进行喷涂PRTV，也是500kV韩汕甲、乙线采用的主要防污调爬措施。喷涂PRTV兼具了复合绝缘子及玻璃绝缘子的优点，具有复合材料良好憎水性能、又有玻璃绝缘子良好的机械性能。但是喷涂PRTV之后，涂层的憎水性能能维持多长时间，涂层老化的速率目前也难以掌握，缺少较为有效的检测手段。且喷涂过后无法进行清扫，达到积污期时也会增加运行压力。按照产品标准，寿命须达15年，但是实际运行情况与运行环境密切相关，在高温高湿等地区运行3-5年即出现起皮老化现象。对于老化的PRTV涂料，应清除表面涂料后重新复涂，或直接更换，后期施工难度及经济性也须考虑。

2.5 建议采用紫外测试仪开展巡视

在运维过程中发现，紫外测试仪相比于红外成像仪，操作更简便，更能直观有效反应绝缘子的爬电、电晕迹象。目前运维反馈使用效果较好，测试结果明显优于红外检测及肉眼观测。方便提前对存在爬电缺陷的绝缘子进行排查。

3 防污工作相关课题研究思考

在线监测方面的研究。目前绝缘子污秽在线监测的手段有可见光监测及泄露电流监测等，但目前使用的准确率不高，或可从污秽导电率及湿度监测方面研究，或带紫外成像的在线监测设备。

新型巡视装备的研究。目前仅有无人机搭载红外成像仪的设备，因紫外成像仪应用较晚，目前手持式紫外成像仪携带登山不方便，设备集成度不够，尚可改进，包括研发搭载紫外成像镜头的无人机。

新型绝缘材料的研究。通过改进复合绝缘子的材料性能，以提高老化性能和憎水性能;研究改进绝缘子表面材料及结构造型以提高自洁性和防污闪性;研究新型防污涂料以提高其长效性。

复合绝缘子的可靠性提升。研究机械性能更好的复合绝缘子，包括改进复合绝缘子芯棒及外护套的成分，提高抗老化性能及机械性能。改进施工工艺，提高密封性及质量可靠性。

4 结语

潮州局500kV韩汕乙线污闪跳闸的原因与当年的长期干旱气候、局部湿度增大以及线路附近污源点的变化密切相关。同时运维单位麻痹大意也是导致此次污闪的主观原因。为防止污闪的再次发生，应在设备运行中应及时对线路进行排查，对不满足新规要求或新版污区图等级划分的，要及时调爬，尽量按高一级污区等级配置或按本级的上限配置，有针对性开展防污夜巡特巡，积极采用紫外测试仪、无人机红外测温及安装在线监测装置等技术手段实现减负增效。同时应按照实际需求对绝缘子进行改造，喷涂PRTV等措施来增加抗污能力。

参考文献：

[1]刘平原， 罗森波， 郑晓光， 等. 广东电网防污闪气象预警研究 [J]. 南方电网技术， 2008， 2（5）： 67-70.

[2]广东电网公司输电线路悬式绝缘子选型导则 [S]. 2016.

[3]广东电网公司绝缘子污秽度测量实施细则 [S]. 2010.

[4]GB/T 26218.1-2010 污染条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸. 第1部分. 定义， 信息和通用原则 [S]. 2010.

[5]樊灵孟， 刘平原， 郑晓光， 等. 广东电网污闪原因分析和防污对策 [J]. 电瓷避雷器， 2006， 2（2）： 1-6.