配电线路绝缘子污闪成因及应对措施研究
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【摘要】电力线路一般分布较广，长期露天运行，遭受尘土、盐碱污秽、海水盐雾和鸟粪等自然污秽和在工业生产过程中由烟囱排出的气体、液体和固体污秽的双重影响。运行环境比较恶劣。随着社会进步和经济的迅猛发展，电网容量和电压等级相应提高，工农业发展也使得部分地区的环境污染日趋严重，电力系统输变电设备外绝缘的污闪事故所造成的危害也日益严重。所以，对开展电力系统中污闪机理研究以及做好防污闪工作对确保电网安全稳定运行有着重要意义。
我国经济建设正处于一个高速发展的时期，城乡工业发展迅速，环境污染也日益严重。伴随着输、配电网络的不断扩大，环境污染问题给输配电系统安全带来严重的影响。电网污闪事故发生的频率上升，事故的后果严重，往往造成多条线路、多个变电所失电，甚至引起系统振荡，从而造成电网瓦解，引起大面积停电，长时间停电，所造成的电量损失以及给国民经济带来的负面影响十分惊人。众多事故的发生给电力部门敲响了警钟，污闪事故已经成为威胁电网运行的主要的不安全因素之一。所以，分析影响绝缘子污闪放电的因素，寻找防止污闪发生的管理和技术措施，最大限度地减少污闪事故发生具有十分重要的意义。
1.污闪事故的发生
污秽的绝缘子沿表面放电（简称污闪）是在工频运行电压长期作用下产生的，形成的主要条件为空气潮湿、绝缘子表面脏污。
各种污秽物质的性质不同，对架空送电线路的影响也不同。普通的灰尘容易被冲刷掉，所以对绝缘性能影响不大。可是，工业粉尘附着在绝缘表面形成一层薄膜，就不容易被雨水冲掉，因此对绝缘性能影响较大。煤炭中的氧化硅、氧化铝和硫，水泥厂喷出的灰尘、氧化钙和氧化硅，盐雾中的氯化钠等污秽物质干燥时，电阻很大，导电不好，对线路安全运行没有很大的危险。但在雾、雨、雪天气时，绝缘表面污物吸收水分而形成离子状态，此时电导大为增加，泄漏电流也急剧增加。泄漏电流大小与积污鼍、污秽物的导电性能、污层吸潮湿性能的强弱以及水的导电性能有关。当泄漏电流增加时，绝缘子表面某些污层较薄的地方或潮湿程度较轻的地方，尤其是直径最小的绝缘子钢脚附近电流密度大的地方，局部表面首先发热而烘干，形成高电阻的干燥带，此时加在干燥带的电压迅速升高。如果干燥带的耐压强度低于加在其上的电压，则在干燥带上首先发生局部放电，此时令部电压加在绝缘子的其余部分，当电压大于此部分耐压强度时，使整个绝缘子发生闪络；当1个绝缘子发生闪络时，绝缘子串上的电压就加在其余绝缘子干燥带上，迫使所有绝缘子快速串联放电而形成污闪。污闪放电是涉及到电、热和化学现象的错综复杂的变化过程。一般而言，可将污闪过程分为四个阶段：
（1）绝缘表面积污；（2）绝缘表面湿润；（3）局部放电的产生；（4）局部放电的发展并导致闪络。
污闪—般在长期运行电压下发生。在过电压的情况下，绝缘子污秽层在极短的时间内尚未干燥，电压也未升到临界值，发生闪络的可能性较小。但在中性点非直接接地系统中，当一相接地，其余两相处于线电压下较长时间运行时。或在工频电压上叠加有较高操作电压情况下，也叮能发生闪络。
2.绝缘子防污闪的预防措施
绝缘子污闪是一个复杂的过程，是一种需要一定时间和一定电能聚集下的一种热击穿过程。污闪的三要素有：污秽源、雾与雨、工频电压。污闪的机理过程有四个阶段：绝缘子表面积污、绝缘子表面污层受潮、局部放电使表面干带形成、电弧形成，导致沿面闪络。绝缘子污闪的具体过程如下：绝缘子表面受潮后，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，产生焦耳热。在电流密度大、污层电阻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。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。针对绝缘子的防污闪过程，在线路中采用以下几种有效地预防绝缘污闪事故的发生：
1）正确了解线路通过地区的大气污秽程度和污秽性质，正确划分各地区的污秽区，以便为防污闪工作提供可靠依据。
2采用特制的防污绝缘子是防污最有效的办法之一。防污绝缘子有两个优点：一是双裙边爬距加大，可以增加爬电比距，以适应污区对爬电比距的要求。二是内裙边是—个斜平面，自沽性能好，不容易积污
3）提高清扫质量。定期或不定期地清扫瓷瓶是解决污秽闪络的一个比较被动的工作，瓷瓶表面的结垢很难清扫。在绝缘子配置不满足饱和污秽度的要求下，仍需合理安排人员，确保线路清扫质量。
4）更换不良和零值绝缘子，定期对绝缘子串进行绝缘检测，发现不良绝缘子和零值绝缘子，要及时更换。由于瓷绝缘子的材料和制造工艺等因素影响，造成其质量分散性很大；另一方面，因瓷质烧结体属不均匀材料，在长期的运行中，受各种应力的作用，可能瓷体造成损伤而导致机械性能和电气性能的下降。特别对已运行15年以上的线路要重点监测。
5）绝缘子表面泄漏电流越大，污闪越严重，而泄漏电流的大小与绝缘子串的单位泄漏比距成反比。因此，可以增加绝缘子片数或改为耐污绝缘子来增加绝缘子串的单位泄漏比距。
6）对污秽严重地区的绝缘子，必要时可采取定期在表面涂有机硅油等防污涂料，以增强其抗污能力。有条件时，也可采用半导体釉绝缘子。
7）加强绝缘，增大爬距。污闪是污秽绝缘子表面局部电弧逐渐延伸的结果，在一定电压下能维持的局部电弧长度是有限的（存在一临界值），增大统一爬距比距可提高临界值；同时，在满足风偏和对地距离要求下，可适当增加瓷绝缘子的片数，以提高绝缘子耐污闪强度。
8）坚持有效的带电水冲洗、带电擦绝缘子的带电作业，进行长年的清除绝缘子表面的污秽是防止污闪的最有效的措施。
9）有计划地检查接地装置，对接地电阻值突增的接地网要开挖检查，及时更换锈蚀的接地装置，以避免因接地电流经架空地线分流烧断架空地线，落在导线上而扩大为相间短路事故。
10）提高线路自动重合闸的成功率。复合绝缘子即使发生污闪后，其电气性能、机械特性仍不会改变。因此，在实施相关防污闪的措施同时，应采取必要的线路跳闸事故补救措施，即在提高自动重合闸的成功率上做文章。通过和供电部门地调所积极协调，在考虑到冶金企业变电站负载率较高，用电负荷大的情况下，适当提高阻抗Ⅲ段保护定值，在线路出现非永久故障的情况下保证重合闸动作成功率，从而缩短了线路的停电时间，减轻了事故损失。
3.污闪事故的处理
1）污闪有它的规律性：污闪有季节性和气象特性还有时间性。凌晨是污闪出现的高峰，是雾形成的最好时间和降雪最多的时段，一般情况下当太阳出来后逆温层消失，雾也就散去了，中午出现污闪极少。
2）污闪事故不宜强送：污闪是局部电弧伸展的过程，当发展为整个绝缘子沿面闪络为弧光接地，从而使系统形成弧光接地过电压，又会使另外污秽层重的设备发生污闪而形成两相（三相）接地短路（1l0kV以上系统为单相接地短路）而跳闸。一般自动重合闸的动作时间为0.5秒，手动强送小于3分钟，因诱发污闪的条件未消除，介质绝缘强度尚未恢复，在重合闸合闸或强送合闸的瞬间，又出现操作过电压，此时污闪处的电弧有可能重燃，致使绝缘子炸裂，或促使别处再出现污闪。所以污闪事故中的自动重合闸装置重合（或强送）成功率极低。
4.结论
在电力线路中，防治绝缘子污闪事故是一项保证线路安全运行的重要工作，需要供电部门认真分析形成污闪的原因，在分析解决问题过程中不断总结和吸取经验，开展有针对性的研究和预防措施，保障供电的安全可靠。