摘 要：介绍了绝缘子在污秽条件下的运行情况、发生污闪事故的危害及造成的巨大损失;着重阐述了污秽条件下绝缘子的结构设计要点;并阐明在城网改造中合理选择设备外绝缘的重要性。
关键词：污秽闪络;伞形结构;合理选择
分类号：TM216. 1;TM203 文献标识码：B
文章编号：1003-8337(2000)01-0014-05▲
1 绝缘子运行概况
绝缘子作为各种输变电设备中的主要绝缘件,在电网中运行时主要承受的电压有:雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压和工频长期工作电压。
一般情况下,绝缘子能承受上述电压的作用而正常工作,但在污秽条件下将会不同程度地降低其绝缘性能。
雷电过电压虽作用时间为瞬间,但由于雷击时瞬间聚集的巨大能量,故给人类带来的灾难是严重的,通常人们都把雷电过电压作为破坏输变电设备外绝缘的大敌。如:60年代初因雷击引起美国纽约特大停电事故,造成了巨大的经济损失与严重骚乱。减少雷击对电网造成的事故,成为电力系统的工作重点之一。
近几十年来,世界各国的电力工作者通过大量观察,调研与分析,发现在污秽条件下,在长期工作电压下也会产生使绝缘下降而最终导致电网崩溃、大面积停电情况污秽闪络。这种工频污闪事故造成的危害与损失,比雷害事故严重得多,已成为世界各国电力系统可靠运行的头号大敌。
2 工频污闪事故的危害
调查表明,由于我国幅员辽阔,污源繁杂,已导致工频污闪事故为普遍性事故。这种事故一俟发生,就造成大面积长时间停电,甚至一个网区的十几条线路同时停电,给工农业生产和人民生活带来极大的危害。如1987年1月3日～27日,陕西省关中电网发生连续3起大面积崩溃性污闪事故,仅每天少送电量就达几百万度,给陕西和甘肃两省的工农业生产造成巨大损失。
据统计,从1976年～1986年的11年间,因污闪事故造成的电量损失就高达一亿七千多万度,其中线路污闪损失占22.7%,发电厂升压站及变电所污闪损失占77.25%;平均每条线路的污闪损失为2.265万度,每个变电所污闪损失平均为12.208万度,损失惊人。在这些事故中发电厂升压站的污闪事故损失尤为严重,11年间发生了13次电厂污闪事故,事故率仅为1.2%,但损失的总电量高达9600多万度,占总损失的58.06%。
综上所述,污闪损失之巨及其给工农业生产各领域带来的后果是难以统计的对连续性生产的化工、冶金、矿山等部门可造成设备报废损坏,产品质量下降、甚至造成人身伤亡等,还可能对政治、交通运输等方面产生严重影响。
3 污闪机理及污闪原因
污闪过程是一个很复杂的过程,它不是简单的空气间隙的击穿过程,而是一种需一定时间和一定电能聚积下的一种热击穿过程。“污秽闪络”,顾名思义就是指污秽条件下发生的闪络。经国内外专家们的长期研究,污闪的发生一般要包括以下几步:
a.绝缘子表面沉积一层污秽物不导电的惰性物和受潮能溶解的盐类、酸碱等物。它们在干燥状态下是不导电的。
b.绝缘子表面受潮,污层湿润后变为导电层,在运行电压作用下,表面产生泄漏电流。
c.表面泄漏电流产生焦耳热,在电流密度大或污层电阻较高的局部区域烘干污层,称为干带,干带中断了泄漏电流,使作用电压集中,形成高场强而引起干带上空气击穿和泄漏电流的脉冲。
d.干带上出现的放电与未烘干的污层电阻相串,当串联电阻较低而泄漏电流脉冲较高时,放电将转成电弧,其燃烧和持续发展将导致绝缘子两极间的闪络。
故基本污闪机理为:表面积污→污层湿润→干带形成→局部电弧发展。
根据上述机理,引起污闪的基本原因有以下三点:
a.污源众多,污源特性各异,这是提供污物沉积的源头。
b.气象条件中的雾、毛毛细雨、小雨夹雪等,是引起污秽层充分湿润的必要条件,也是最易造成污闪事故的气象条件。
c.长期作用的工频电压。
无污层潮湿状态下运行不会发生污闪;有污层干燥状态下运行不会发生污闪;有污层潮湿状态无电压不会发生污闪。
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