输电线路的防污闪设计措施

电力18讯：    
王泳 河北省张家口供电公司

1 现状分析

输电线路作为电力系统的重要装备，是电能传输的主要通道。

输电线路长期暴露在大自然中，特别是在工业区域和盐碱地区域，输电线路经常受到工业废气或自然界盐碱、粉尘等污染，通常在其表面会形成一定的污秽。在气候干燥的情况下，污秽层的电阻很大，对运行没有危险。但是，当遇到潮湿气候条件下，污秽层被湿润，此时就可能发生污秽闪络（简称污闪）尤其是当设计泄露比距不够或采用的绝缘子不能满足污秽要求时，污闪就必然出现。因此，如何防止发生大面积污闪事故，就成为输电线路安全可靠运行的前提条件。

污闪，系绝缘子表面污秽导致绝缘子闪络，是雾期、雨雪期因空气湿度较大，且带有大量导电介质和尘埃微粒雾团、雨雪而造成的输电线路接地故障。

张家口地区的气候较干燥，化肥厂、农药厂、火力发电厂以及其它化工产品企业等排出的烟尘及废气，长久形成的污秽物质附着在绝缘子表面。积累后又形成薄膜，且不易被雨水冲洗掉，一旦在空气潮湿的气候条件下，就会形成导电层而引起闪络事故。

据调查，2003年，张家口地区电网掉闸事故中，污闪事故发生两次：2003年7月7日，张家口发电厂500 kV联络变压器高压套管闪络，造成电厂220 kV母线、宣西、侯家庙变电站与主网解列，且造成电厂220 kV母线，宣西220 kV变电站全停，用户停电。事故损失负荷30 MW，低周减载负荷50 MW，共计80 MW。

2003年9月24日，官聂110 kV线路绝缘子闪络，造成三个110 kV变电站全停，损失负荷7.3 MW。

以上显见，输电线路污闪事故的发生，可直接导致用户长时间停电，致使供电可靠率下降，从而给工农业生产和居生活用电带来负面影响。所以，减少或杜绝污闪事故，对输电线路的安全可靠运行至关重要。

2 原因分析

根据以上调查结果，有必要对污闪机理进行研究，进而掌握并分析污闪发生的原因。具体有：

空气湿度大。在空气湿度大且无风或微风的自然条件下，绝缘子的绝缘水平降低，表面的泄露电流增大。此时，污闪是引起故障的主要因素。

泄露比距小。计算泄露比距采用额定电压与实际运行电压不符。通常，实际污闪季节，系统电压高出额定电压的10%左右，也就是说，计算的泄露比距比实际低10%左右，故污闪必然会出现。

绝缘子不能满足污秽要求。以往，我们常采用普通绝缘子和防污绝缘子。这两种绝缘子的耐压层，只有几片或十几片水泥浇注层厚度，一旦出现零值绝缘子，耐压水平就会降低，从而影响泄露电流的变化，出现污闪。

周边环境污染。随着工农业的发展，尤其是化肥、农药、化工等行业的兴起，其排放的污染物日益增多，致使线路周边的环境污染日趋恶化。

污秽资料不准确。各种人为的污染日趋严重，而线路的污染区划分未能跟上客观环境的变化，致使线路设计不能合理的确定污染区等级。

对污闪发生的机理认识不足。附着在绝缘子表面污秽层中有非导体成分和导体成分，在周围环境潮湿的条件下，污秽层中的非导体部分吸收水分，电解质成分开始分解成阴阳离子。随着离子运动的加强，电场强度增强，在电场力的作用下，电子导体中的电子挣脱原子核的束缚成为自由电子，又促使电场强度增强，最终加大了泄露电流。当泄露电流大到一定程度时，绝缘就会被击穿，从而发生闪络接地事故。

从以上六个方面的分析可以看出，输电线路发生污闪的主要原因是：

・设计计算泄露比距不够；

・采用的绝缘子不能满足污秽的要求；

・环境污秽资料不准确。

3 对策措施

针对上述三个方面的主要原因，有必要从线路设计选线开始，采取以下对策措施。

线路路径避开污秽区。在保证经济合理施工方便的条件下，设计选定的线路路径应尽量避开污秽等级高的化工厂、发电厂、冶金厂、煤窑等。

对不可避开的铁路、通讯设施、炼油厂等，事先与所属单位取得联系。收集沿线现有及拟建的铁道、通信信号等设施资料，掌握现有及拟开工的化肥厂、炼油厂等排出的水、气、灰等污秽程度和扩散范围以及对输电线路的影响程度。

尽可能准确全面地掌握线路沿线的环境资料，为划分污秽等级和计算泄露比距做准备。

根据环境污秽等级计算泄露比距。根据线路沿线的污秽资料，结合华北电网公司颁发的《京津唐电网污区分布图》，对线路所在地区划分污秽等级。

根据《设计规程》中有关架空电力线路环境污秽等级规定，准确计算绝缘子泄露比距。

根据以往教训，计算泄露比距采用高一级的污秽等级。即线路环境污秽等级为二级，那么，计算泄露比距时就选定三级。

选用满足要求的绝缘子。采用有机复合绝缘子。有机复合绝缘子由硅橡胶整体制成，从而构成了一个整体耐压层。所以，其污闪电压是瓷绝缘子的2~3倍，其结构为不可击穿型，且便于清扫。

采用玻璃绝缘子<