浅谈盐雾腐蚀对输电线路的危害
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【摘 要】盐雾是造成输电线路故障的重要原因之一。沿海地区线路长期受污秽气体侵蚀导致导线的机械强度降低和永久性变形，在导线张力时可能引起断线或因弛度过大致使对交叉跨越物放电而烧（断）线。本文主要以福建省平潭县110kV高厝线断线事故来探讨盐雾对输电线路的危害及防范措施。
【关键词】输电线路；盐雾腐蚀；措施
1.引言
加强和改善输配电线路安全、可靠运行，降低输配电线路事故率，关系到电网安全、稳定和供电可靠性，关系到社会经济的发展和电力企业的经济效益。
盐雾指悬浮在大气中的气溶液状的Na2O粒子。它的形成主要是因为风引起海面扰动和涨、落潮时，海水相互间的冲击和海浪拍击海岸，致使很多海浪粒子拖入空中，水分发蒸后，留下一些极小的盐粒，在大气团的平流和紊流交换作用下，这些盐粒在空气中散开来，并随风流动形成沿海地区盐雾。
2.1盐雾对导线的危害
盐雾对导线，实际上是导线被电离作用腐蚀的过程。从该县历年运行情况分析，因导线断线断股造成大面积停电事故时有发生。2007年7月28日110kV高厝线发生单相接地故障，故障录显示距北厝站14.7公里，巡视人员发现高厝线#41―#42杆之间B相断线，具体地理位置为可门海峡跨海段。
（1）现场情况：
经检查，该条钢芯铝绞线运行年限年4年，导线内部有断股现象；铝导线白色锈斑布满表面，占总面积50%～80%。
（2）断线原因分析：
110kV高厝175线路采用的导线为LGJX-240/30钢芯稀土防腐铝绞线，中间钢芯线30mm2，外包二层铝绞线。从断线现场看，导线内部腐蚀严重，导线的表面发黑，但第一层的铝绞线腐蚀不严重。把导线剥开，第二层的铝线都是粉状氧化物，断股严重，像碎米粉一样，导线内钢绞线已腐蚀发黑，从巡线的情况看，导线在靠海边和迎风面由于受海风的侵蚀腐蚀尤为严重，离海边较远和顺风面的导线腐蚀较轻。判定故障原因盐雾对导线的腐蚀，使导线强度大大降低，发热及强风作用导致导线断线。
从换下来的导线可看到，高厝线腐蚀主要有两点，即化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀：表面发黑，即是受到化学腐蚀的结果，而该导线采用稀土防腐导线，抗化学腐蚀的能力较强，所以表面腐蚀不严重。
电化学腐蚀：当空气湿度较大时，导线表面水分会凝聚成水膜，大气的O2、CO2及其它气体如H2S、NH2、SO2、NO2、Cl2、HCl等和盐类物质溶解于水膜中，形成电解液薄层。电解液薄层与金属氧化膜发生反应而产生孔蚀。在导线内部铝股与镀锌钢芯接触层，由于金属电极电位差异，也会产生接触腐蚀。铝股受腐蚀后表面会产生白色粉末，并布满麻点，铝股与钢芯接触层也会产生白色粉末状物，同时导线明显变脆，抗拉强度明显降低，严重时会造成断股、断线，大大地缩短了导线的使用寿命。
由于110kV高厝175线路采用LGJX-240/30钢芯稀土防腐铝绞线，导线中的钢芯外包二层铝线， 导线中的钢绞线与导线的第二层铝线有一个接触面，导线中的铁与铝相接时，由于材质不同，在接触面之间存在一定的电位差。导线被潮湿空气或雨水浸润，大气的O2、CO2及其它气体和海边空气中的NaCl等盐类物质溶解其中，形成电解质溶液，这样组成了原电池，很快就形成了电解腐蚀。
从高厝线导线腐蚀情况看，主要以第二层的电解腐蚀为主，第二层导线断股严重，导线的通流能力已严重下降引起断线。
2.2盐雾对瓷绝缘子的危害
盐雾对线路瓷绝缘子危害的结果主要是两个方面：
（1）瓷绝缘子爆裂：
产生瓷绝缘子爆裂主要是：在强电场作用下，瓷绝缘子上的沉积物被电离，形成导电性薄膜，产生电晕放电，使瓷绝缘子表面温度不均匀升高，从而导致爆裂。据北澳供电所反映，某10kV配电线路，从1995年架设起，每年由于此线路瓷绝缘子爆裂，引起断线，造成有线电视光纤及信号放大器烧坏。据初步统计，该县线路每年因瓷绝缘子爆裂占事故的45%。
（2）单相接地：
产生单相接地主要是：在电场作用下，瓷绝缘子上盐雾沉积物呈半导体作用，泄漏电流增大。当泄漏电流达到某一值时，高压电流则反向急骤流动，造成瞬间短路接地。
单相接地可分为明显接地和隐蔽接地两种，瓷绝缘子爆裂是明显接地表现，事故容易解决。当瓷绝缘子没有爆裂而是绝缘下降，瓷绝缘子表面有裂缝，一般很难发现，这种接地事故处理难度很大。
2.3 盐雾对铁构件的危害
盐雾对铁构件的腐蚀非常严重，对于一般电镀锌和烤漆的铁构件半年左右，开始生锈，一年以后锈点斑斑，两年后铁构件腐烂，三年后基本上已烂掉。电缆分接箱、电表集装箱以及低压线路上安装的各种金具，使用不到三年就得更换。1997年以前，该县安装在输配电线路上的铁构件，大部分是电镀锌铁构件，基本上完全腐烂。
3.输配电线路防盐雾腐蚀的措施
对于沿海地区来讲，盐雾腐蚀严重影响输配电线路安全运行，缩短输配电线路使用寿命，增加了维护工作量。为此，我县在农网改造及城网改造设计过程中，对输配电线路防盐雾腐蚀提出较高要求，从设计到施工及线路的维护管理，尽可能选用抗腐蚀能力强的新型材料。
3.1 导线
（1）在山区和离海岸较远的线路我们选用防污型钢芯铝绞导线。根据多年的运行经验，选用防污导线的架空线路，运行效果较好。
（2）在离海岸线较近及穿过防护林区的线路，选用绝缘钢芯铝绞导线。因为绝缘导线本身是绝缘的，绝缘厚度3.4mm，耐压可达15kV，加上外层绝缘可起到很好的抗盐雾腐蚀，虽然造价偏高，但抗盐雾腐蚀能力较强，线路故障率较低。
（3）在重要及安全系数较高的电力线路，选用钢芯铜绞导线。虽然钢芯铜绞线比钢芯铝绞线造价要高，但运行寿命比较长，抗盐雾腐蚀能力强。因为盐雾对铜导线危害较轻，仅在表面上产生黑色的氧化膜，对运行性能毫无影响。
（4）在城区内尽可能采用地埋电力电缆线路。这样可减轻和避免盐雾对配电线路的腐蚀，减少维护管理工作量。目前，县城内的10kV配电线路基本上采用埋设的电力电缆线路。
（5）低压配电线路选用塑料铜芯导线。既可降损节能，又可防盐雾腐蚀，同时，提高了低压线路的安全性、稳定性、可靠性。
（6） 在污秽严重地区，一般应对运行10年以上架空导线锈蚀情况进行检查或强度抽样试验，锈蚀严重或强度不符合要求时应及时更换。
3.2绝缘子
盐雾主要破坏瓷体绝缘。因此，防止盐雾对瓷件的破坏，应采取提高瓷件的单位泄漏距离，采取阻隔物减少盐雾沉降量。主要方法有：人工定期清扫擦拭；在绝缘瓷件上涂有机硅；在瓷件上涂地腊等。但这些措施均属辅助的方法，工艺复杂，工作量大，要根本解决问题还是采取增加泄漏距离和采用阻隔物的措施。 根据我国现行关于污秽等级，该县是严重的盐雾地区，属于e级污秽区。目前比较好有效的防污技术措施如下：
（1）采用复合绝缘子：硅胶绝缘子具有体积小、重量轻、耐污性能好、不需测零值等优越性。具有高度的抗表面污染力和防止碳化泄漏。合成绝缘子所需的爬距比瓷和玻璃绝缘子所需爬距平均少30%，硅橡胶制造的护套和伞裙是外绝缘，保护芯棒免受光照和潮湿等大气环境的侵蚀。当线路使用钢芯铝绞线架设，绝缘子最好选用硅胶绝缘子。
（2）采用防污绝缘子：为适当降低工程造价，当线路使用绝缘导线架设时，可选用防污瓷绝缘子。该绝缘子有两个优点：①双层裙边爬电距离大，如XWP-7每片爬电距离达410mm，比X-4.5加长110mm。②内裙边是个斜平面，自洁性能好，不易积污。
（3） 绝缘子表面涂上一层涂料或半导体釉。由于泄露电流的发热效应，绝缘子外表面覆盖一层半导体釉，可以起到烘干潮湿的作用，防止污闪，延长清扫周期。此外还可以改善绝缘子串的电压分布，提高电晕电压，防止无线电干扰。这种绝缘子，已有多年运行经验，反映良好。
（4）定期清扫绝缘子。定期进行绝缘子表面清扫，是保持绝缘子绝缘良好的方法之一。在严重的污秽地区，如有充足的水源，可采用带电水冲洗，也可采用带电气吹或带电机械清扫。
3.3铁构件及金具
（1）输配电线路的铁塔、铁杆及铁附件，全部热镀锌。为了增强线路防盐雾腐蚀能力，提高线路使用寿命，对新架设的输配电线路运行2～3年后，进行一次油漆，今后每2年除锈并油漆一次。这种方法比较简便，维护管理方便，而且效果好，也是最有效的防腐措施。
（2）低压线路的金具及附件同样采用热镀锌。而经过热镀锌制作的角钢至少可使用10年以上。
（3）线路金具、螺栓及其它配件，应采用国家定型产品和定点厂家生产，经热镀锌的产品。对于早期使用在输配电线路上的金具、螺栓及其它配件，通过农网、城网、配网及线路改造，进行更换。
4.结束语
随着输电线路的不断建设，输电网资产管理问题日益突出，其中，以输电线路的寿命管理和腐蚀管理问题尤为突出。输电线路由架空导地线、绝缘子、金具、杆塔、基础和接地装置等部件组成，长期运行在野外，受到各种恶劣环境的侵蚀，使得输电线路导线、地线、金具、杆塔和基础等在腐蚀环境下受到严重的腐蚀破坏。我国幅员辽阔，在东部沿海地区有绵长的海岸线，西部有沙漠、盐湖等恶劣环境，尤其环渤海湾地区和内盐湖盐渍土地区以及重工业大气污染地区，腐蚀环境对输电线路设施造成的腐蚀破坏极大地影响到输电线路的安全运行。
参考文献：
[1]金龙哲，《输电线路运行.下》， 北京 ：中国电力出版社，2010.7
[2]贝克曼，《电化学保护的理论与实践》（原著第三版）， 化学工业出版社， 2005.3
[3] 陈家斌，《电力架空线路运行与带电作业》， 水利水电出版社， 2006.1