牟廷剛

輸電線路雷電污閃及防范對策

牟廷剛

（國網(wǎng)四川省電力公司北川羌族自治縣北川供電分公司 四川北川 622750）

輸電線路運(yùn)行過程中，絕緣子會(huì)被外界環(huán)境所污染，加上周圍潮濕的天氣（細(xì)雨和粘雪），就會(huì)在絕緣子和輸電線周圍出現(xiàn)弧光閃絡(luò)（污閃）。雷電現(xiàn)象日益頻繁，雷電災(zāi)害對電力供應(yīng)的可靠性、持續(xù)性造成了巨大的影響。雷電和污閃的出現(xiàn)會(huì)造成大面積停電，對整個(gè)供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。本文從輸電線路防雷和防污閃的角度出發(fā)，有針對性地提出相應(yīng)的技術(shù)措施，最大程度地減少污閃的發(fā)生率，使得電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

輸電線路；雷電污閃；防范對策

1 引言

在實(shí)際的運(yùn)行中，污穢絕緣子在受到雷擊的同時(shí)是要承受工頻運(yùn)行的電壓，而且目前為止這種情況下閃絡(luò)很容易發(fā)生，人們由于污閃的機(jī)理分析，容易覺得線路絕緣子污穢閃絡(luò)是在系統(tǒng)的運(yùn)行電壓的情況下產(chǎn)生的，與雷電沖擊的瞬時(shí)電壓沒有太大關(guān)系。事實(shí)上，運(yùn)行中的污穢絕緣子一般處于一種放電的復(fù)合的平衡狀態(tài)，當(dāng)線路遭受某種外界觸發(fā)因素（如雷擊）而打破平衡時(shí)，則會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，以致跳閘。

2 雷電污閃的發(fā)生

中華人民共和困電力部（原能源部）于1991-03-18發(fā)布，1991-09-0l實(shí)施的《電業(yè)安全操作規(guī)程》（電力線路部分）第4l頁關(guān)于“一串中允許零值絕緣子片數(shù)”有如表1所示規(guī)定。

表1 一串中允許零值絕緣子片數(shù)

該線路零值絕緣子的數(shù)目之多已經(jīng)嚴(yán)重威脅了線路的安全運(yùn)行，一旦這時(shí)有過電壓來襲，很容易導(dǎo)致成串絕緣子污閃，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起全線跳閘，必須引起足夠的重視。

不過一度叫人不解的是，從問題線路上換下來的絕緣子耐壓的情況都比較好。因此人們將從線路上更換下來的零值絕緣子送到專門的研究機(jī)構(gòu)，對這些絕緣子進(jìn)行了深入的研究，出現(xiàn)得到了一些“奇怪”的現(xiàn)象：

①在本身干燥的絕緣子進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示耐壓情況良好；②噴水之后再進(jìn)行耐壓試驗(yàn)：結(jié)果顯示耐壓情況變化不大；③將水擦拭后再進(jìn)行耐壓試驗(yàn)：結(jié)果顯示擊穿電壓急速的下降，耐壓的能力也大幅的降低；④用檸檬酸水再次對絕緣子進(jìn)行清洗，進(jìn)行耐壓性試驗(yàn)：結(jié)果顯示擊穿電壓又恢復(fù)到正常，耐壓能力又回到了很高的數(shù)值。這叫人感到很奇怪，為什么噴水試驗(yàn)時(shí)絕緣子的耐壓能力并沒有太大的變化，而用抹布將水擦干后才有很大的降低？最后用酸水清洗后沒有擦干的絕緣子為什么耐壓又上回來了呢?

經(jīng)過深入的研究，研究人員發(fā)現(xiàn)：是由于其表面形成了一層可以導(dǎo)電的水膜才導(dǎo)致了絕緣子容易被擊穿。①在噴水時(shí)，其表面只有一些獨(dú)立的小水珠，還沒有連成一片。②在用抹布進(jìn)行擦拭以后，水并沒有被完全的擦干，絕緣子實(shí)際上表面仍然處在潮濕狀態(tài)，只是這樣會(huì)將絕緣子的表面水汽連接成為水膜。由于絕緣子的表面有一些污漬，一些導(dǎo)電離子會(huì)出現(xiàn)在表面，水膜就成為了導(dǎo)電的通道。③用酸水洗，絕緣子表面的導(dǎo)電離子得到了溶解了，污垢被清除了，即使潮濕，但耐壓值不會(huì)受到影響。上述的幾個(gè)簡單的試驗(yàn)很形象的解釋了為什么毛毛雨和大霧天氣容易發(fā)生污閃，這是因?yàn)檫@樣的天氣更容易形成水膜而導(dǎo)電。

3 對于輸電線路雷電污閃的防范措施

3.1 防雷

（1）安裝避雷線、耦合地線、避雷針

安裝避雷線、避雷針，的意義相當(dāng)于給輸電線路撐起一把防雷的傘。減少桿塔接地電阻存在困難時(shí)，可以在導(dǎo)線下方架設(shè)一條接地線，耦合地線既強(qiáng)化強(qiáng)了避雷線對導(dǎo)線的耦合，又具有分流作用。目前，有單位在線路上加避雷針，增強(qiáng)了線路的引雷效率。目前國內(nèi)已開始在避雷線上隔一定距離安裝水平側(cè)針來減少線路的雷電繞擊事故。其基本出發(fā)點(diǎn)是以期通過側(cè)針對雷電的吸引作用來減少雷擊導(dǎo)線的概率。不過從物理的角度出發(fā)，若側(cè)針過短，側(cè)針強(qiáng)烈的電暈產(chǎn)生的電荷“籠罩”在避雷線和側(cè)針附近，從避雷線產(chǎn)生的迎面先導(dǎo)受到抑制，不過導(dǎo)線上的迎面先導(dǎo)基本保持了不變，這變相的“增強(qiáng)”了導(dǎo)線上的迎面先導(dǎo)，反而引起了線路雷電繞擊概率的增大。所以，避雷線上安裝的水平側(cè)針必須要足夠的長，避免引起相反的作用。

（2）提高線路本體的耐雷水平

應(yīng)加設(shè)線路絕緣瓷瓶，或根據(jù)地區(qū)特性調(diào)爬調(diào)距，從而提高線路的耐雷水平。但線路耐雷水平的提升必須與發(fā)變電站防雷工作相配合，不可隨意調(diào)整，一般情況下，35kV的線路增加三四片絕緣瓷瓶，110kV的線路增加七八片絕緣瓷瓶。如果在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮絕緣瓷瓶的設(shè)置數(shù)量，在調(diào)爬調(diào)距時(shí)導(dǎo)線弧垂則可能發(fā)生變化，進(jìn)而增加了調(diào)整弧垂的費(fèi)用和相關(guān)工作人員的工作量。

（3）安裝接閃器

目前，新型的線路接閃器（比如星河綜合防雷系統(tǒng)）不斷出現(xiàn)，其結(jié)合了現(xiàn)有的防雷手段和經(jīng)驗(yàn)，基于反擊、繞擊和感應(yīng)的不同機(jī)理，可有針對性地解決這幾種問題?；诶讚魧旊娋€路桿塔的影響效果，建立了全線路、全方位、立體化的綜合防雷體系。綜合防雷體系全面總結(jié)了當(dāng)前各種線路防雷設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，創(chuàng)新性地研制開發(fā)了防直擊雷接閃器、納米磁阻流器等新產(chǎn)品，更全面、更科學(xué)地保護(hù)了輸電線路，大大提升了輸電線路雷電防護(hù)的可靠性。其中，電力輸電線路雷電接閃器、線路納米磁阻流器等具有可靠性高、維護(hù)簡單的特點(diǎn)，是線路防雷的新產(chǎn)品，豐富了綜合防雷體系的防護(hù)手段。大量的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)有效增強(qiáng)了電力高壓傳輸通道的雷電防護(hù)能力，進(jìn)而完善了現(xiàn)有的雷電防護(hù)設(shè)備。線路綜合防雷體系包括控制系統(tǒng)防雷體系、通信系統(tǒng)防雷體系、防直擊雷接閃器、納米磁阻流器、多級防浪涌避雷器。該體系具有以下四個(gè)特點(diǎn)：①最大限度地發(fā)揮了線路原有的避雷作用。雷電防護(hù)系統(tǒng)并未取代現(xiàn)有的雷電防護(hù)設(shè)備和裝置，而是完善了現(xiàn)有的雷電防護(hù)設(shè)備和裝置。②實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)融合。通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化配置，解決了新系統(tǒng)與既有防雷設(shè)備的系統(tǒng)融合問題。③不斷創(chuàng)新的防雷思想。用“場”和“波”的思維取代了原有輸電線路防雷電的“線”和“路”的思維。④全新的線路防雷整治系統(tǒng)帶來了全新的工程理念。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“非接入，不在線”，即接閃器主要用于塔頂電位的降低，其架設(shè)于桿塔頂端，與輸電線路完全隔離，無需接入輸電線路，因此，不會(huì)對輸電線路造成任何影響，從而提升了帶電作業(yè)的效率；該系統(tǒng)可靠性高，免維護(hù)、檢測，大大減少了輸電線路維護(hù)人員的工作量，深受線路工作人員的歡迎；該系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、組合模式多樣、性價(jià)比高、綜合成本低，且具有獨(dú)特的價(jià)格、價(jià)值優(yōu)勢。

3.2 防污閃

（1）噴涂疏水性涂料（RTV）

RTV防污閃疏水涂料，是一類新型的疏水性涂料。此涂料可以用噴、刷等方法，覆涂在絕緣子的表面上，進(jìn)而形成一種無色的透明膠膜，膠膜會(huì)覆蓋整個(gè)的絕緣子的表面，阻擋了瓷瓶與污穢接觸的可能。在污漬接觸到絕緣子的表面時(shí)，實(shí)際上首先接觸的是RTV防污涂層。涂層的特性實(shí)際上就變成了絕緣子的表面特性。因?yàn)镽TV防污閃涂料的疏水性特點(diǎn)，所以在露珠或雨水接觸到涂層的表面時(shí)，就會(huì)自動(dòng)的變?yōu)樗闈L落，或者一顆顆地散落在涂層的表面上，難以形成連續(xù)的膜，阻止了泄漏電流或者局部電弧的可能，這樣就可以大大地提升絕緣子的污閃電壓。此外，并在絕緣子1/3、2/3位置增加硅橡膠，以此增加爬距，可以更好的防止污閃發(fā)生。

圖1 增加絕緣子的爬距

（2）增加絕緣子片數(shù)

現(xiàn)在運(yùn)行于線路中的大部分都是懸式絕緣子，全部更換高質(zhì)量的是不可能的，成本過高。我們要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行狀態(tài)加強(qiáng)。根據(jù)我們多年的電力系統(tǒng)的運(yùn)行很設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，增長泄漏比距也是是防止污閃的可行措施。增加絕緣子片數(shù)可以增加爬電距離，提高泄漏比距，以達(dá)到加強(qiáng)主絕緣的目的。

我們根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行狀態(tài)加強(qiáng)，首先要了解桿塔頭部尺寸。例如采用增加絕緣子片數(shù)的辦法，串長增加后，如果橫擔(dān)長度比較短，帶電體至塔身或電桿的距離將成為最小空氣問隙的控制條件；增大絕緣子片數(shù)還受塔型窗口和拉線控制；另外選擇硅橡膠合成絕緣子串時(shí)，因?yàn)橹亓枯^輕會(huì)增大風(fēng)偏角；更換不同類型絕緣子時(shí)，空氣間隙及風(fēng)偏角都會(huì)改變；在有些情況下，有人認(rèn)為長棒型絕緣子不適用了懸垂串，因?yàn)槠渫却L情況F的耐受電壓偏低，所要求的串長要增大，這也涉及到桿塔頭部尺寸的問題。在實(shí)際情況中，不能滿足水平檔距、垂直檔距、最大檔距同時(shí)達(dá)到最大值，僅憑主觀判斷是否可以進(jìn)行狀態(tài)加強(qiáng)是不準(zhǔn)確的，必須經(jīng)過對塔頭尺寸的驗(yàn)算，在條件允許的情況下進(jìn)行狀態(tài)加強(qiáng)。

4 結(jié)語

本文對輸電線路雷電污閃做了簡要闡述，并用前人的實(shí)驗(yàn)闡述了雷電污閃的原理，隨后給出了解決措施，在防雷的時(shí)候可以安裝避雷線、耦合地線、避雷針，提高線路本身的絕緣水平，安裝接閃器；防污閃時(shí)可以噴涂疏水性涂料（RTV）以及增加絕緣子片數(shù)。這樣可以使輸電線路雷電污閃發(fā)生的概率降到最低，減少跳閘對于國家和人民的損失。

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TM862

A

1004-7344（2016）31-0106-02

2016-10-17

牟廷剛（1968-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路管理等相關(guān)工作。