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摘要:在配网线路运行的过程中,由于大气中存在各种微粒,有些粘附在绝缘子表面,在受潮及泄露比不足的情况下,绝缘子表面绝缘能力降低,表面泄露电流增加,以致于在正常运行电压下发生闪络现象。闪络对电力系统影响很大,有可能会造成整个电网瘫痪。因此要排除发生闪络及其他对线路运行有影响的缺陷,降低事故发生机率,避免对配电系统造成损害。
关键词:绝缘子;防污闪;故障
作者简介:汪泉(1969-),男,江西彭泽人,江西彭泽县供电有限责任公司,电力工程师。(江西 彭泽 332700)
中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)06-0132-01
配电网是电力系统中不可缺少的组成部分。配电网特别是农村配电网多为第一次农网改造时架设的裸体架空线路,受自然灾害和周围环境影响,发生接地、短路、断线等线路故障较为频繁,一旦发生故障将会造成大面积停电,直接或间接影响广大电力客户的生产和生活。通过对江西彭泽县供电有限责任公司自农网改造以来配电网线路故障的类型和原因进行分析发现,为提高供电的可靠性,减少因大自然和周围环境等因素造成的危害,应在对配电网线路污闪跳闸故障进行详细分析的基础上采取切实可行的污闪防护措施。
一、故障概述及原因分析
配网线路绝缘子在运行的过程中,由于大气中存在各种污物微粒,特别是空气污染较为严重的地区,微粒极易些粘附在绝缘子表面,在南方潮湿天气及泄露比不足的情况下,绝缘子表面绝缘能力降低,表面泄露电流增加,以致于在正常运行电压下发生闪络现象。闪络对配网运行影响很大,严重的闪络会造成植被燃烧,绝缘子闪络的烧伤及导线烧伤、断股、断线等,导致长时间的停电,甚至造成整个电网的瘫痪。据彭泽供电公司配网线路运行情况故障统计,冬季污闪和夏季的雷雨天气故障最为严重。以彭泽供电公司浪溪变电站为例,2009年变电站所属的10 kV线路因小雨、浓雾、冻雨天气造成闪络,导致多次10 kV线路故障跳闸,自动重合失败,强送未成功造成停电故障。表1为2009年污闪故障跳闸情况统计表。
从污闪故障跳闸情况统计表来分析,在阴雨和大雾天气条件下,10 kV线路发生污闪故障跳闸次数较多。主要原因是在空气湿度较大或阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨等天气条件下,矿区含铜、银、铁等离子的污物微粒吸湿性、导电性增强,泄漏电流集中,大大降低了绝缘子的绝缘水平,引起线路污闪故障跳闸。在夏季大雨天气条件下,尽管空气中的湿度也很大,但由于雨水对绝缘子冲刷作用,含铜、银、铁等離子的污物微粒在很短时间内吸足水分被冲刷流掉,避免了泄漏电流集中,线路发生污闪故障减少。配网线路污闪故障跳闸的主要原因有五种。
1.气侯变化异常
2009年彭泽境内气象条件变化异常,第一季度中期持续阴雨寡照天气较多,气温较低,后期强对流天气来得早、强度大。汛期出现阶段性较强降水,降水相对集中。秋冬季大雾天气频繁,浓雾和露水天气较多。彭泽县在2009年共出现了23次大雾,其中11月22日至27日,连续6天出现大范围大雾天气,持续天数平了历史记录,是近年来持续时间最长的一次区域性大雾天气过程。2009年12月28日至31日,又出现了连续大雾、雾凇及覆冰天气。在阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨等天气条件下,大气中悬浮颗粒极易在线路绝缘子上积污而发生污闪,造成线路故障跳闸。
2.环境污染严重
彭泽浩海、东升、浪溪等地域矿产资源丰富,铜矿、金矿、石灰石矿等矿产开采助推了地方经济的快速发展,但也造成了严重的环境污染和生态平衡的破坏,空气中总悬浮颗粒物浓度年均值普遍较高,绝缘子积污过快,易发生污闪。
3.外绝缘配置不合理
根据对污闪后的绝缘子抽查检验的结果表明,等值盐密多为0.3~0.48mg/cm2,达到或超过了控制值。2009年彭泽地区气候异常,阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨天气较多,而且持续时间较长,对外绝缘配置要求较高。而彭泽电网大部分为第一次农网改造设计和改造,受当时资金和技术等条件限制,设计标准低,运行时间长,线路和电气设备外绝缘配置水平较低。电气设备的外绝缘配置无法抵御异常的气候变化及严重的环境污染,导致发生污闪。
4.绝缘子选型不合理
伞型结构绝缘子出现污闪的频率较高,说明在彭泽地区气候条件下,选择使用伞型结构绝缘子是不合理的。
5.管理维护有欠缺
巡视、清洗和管护不到位,在环境和气候恶劣的条件下容易发生污闪。
三、污闪防护措施.
1.加强现场巡视
现场巡视是电力部门广泛采用的防污闪事故措施,其优点是直观、方便、范围广;缺点就是无法定量、不够准确、容易漏检。防污闪巡视一般安排在大雾、毛细雨等潮湿天气下的夜晚进行。巡视判断方法:一是听放电声音;二是看放电现象。如果在潮湿天气下放电声音较小且放电声均匀,则问题不是很大;反之,放电声音较大且伴有“哗剥”声,则放电较为严重,一般应进行处理。若放电呈黄红色伸缩性树枝状或黄白色局部电弧时,应及时进行处理。
2.严格执行国标,科学合理设计
严格按照国家标准和有关防污闪规定执行,重新测试制订污区分布图,在多年绘制的污区分布图基础上,认真研究原污区图绘制中的欠缺,除等值盐密以外应考虑饱和盐密和污源性质等因素,使设计和施工有据可依,科学合理。
3.合理调整爬电距离
调整爬电距离是当前防止大面积污闪事故的重要措施和物质基础。运行线路上的绝缘子发生污闪的三要素是作用电压、污秽和潮湿。运行经验表明,在三要素相同条件下,有的发生污闪,有的不发生污闪,其原因是发生污闪的绝缘水平,即爬电距离不足。在条件允许情况下加大爬电距离,会提高绝缘子的抗污闪能力。
4.清扫
清扫是恢复外绝缘抗污闪能力,防止设备外绝缘发生污闪的重要手段。外绝缘爬电距离已调整到位的线路,应适时清扫。对运行在污染较重区域的线路,要结合盐密测试和运行经验,合理安排清扫周期。一般为一年清扫一次,且安排在污闪来临之前1-2个月进行。
5.带电水冲洗
为清除外绝缘上的积污,在运行状态下采用具有一定绝缘电阻的高压水柱去清洗瓷瓶表面的方法,称带电水冲洗。我国在20世纪60年开始使用带电水冲洗,已经有50多年的成熟经验,尽管还存在需要探讨的问题,但在具有强度的影响因素、保证水冲洗安全措施和新用工具等方面,都有成熟经验,并在1984年推出了《电气设备带电水冲洗导则》。
6.采用防污闪涂料
防污闪涂料是电力系统设备外绝缘防污闪必不可少的补救措施,随着经济的快速发展,工业排放量加大,环境污染加重,污闪越来越频繁。防污闪涂料涂敷已经成为防污闪重要手段之一。
7.其他
主要有加装防污闪辅助伞群,使用合成绝缘子,加装环状薄片等。
首先,加强与气象部门的联系,准确把握动态气象和环境变化,掌握外部因素对电力线路和设备的影响是开展防污闪工作的前提。其次,加强电网建设,严格执行国标,科学合理设计,对保障电网的安全运行、降低污闪故障带来的损失具有重要意义。最后,因地制宜,采取科学合理的防污闪措施,降低和排除发生闪络及对线路运行造成影响的跳闸事故。绝缘子的清扫工作人员需要进行高空作业,且工作人员危险性高,工作量大,研究科学合理的防污闪措施,以减轻电力员工的工作量和增强电力员工工作安全性。
四、结束语
配网架空线路的污闪故障对供电可靠性危害较大,同时还会影响供电企业优质服务形象,因此治理工作非常重要。只有通过预防与治理相结合,采取科学合理的防治措施,才能够达到防治的效果。同时,要规范制度、科学管理、落实责任,把污闪跳闸率降到最低点,尽量减少或避免污闪跳闸故障,确保配电网安全、可靠、稳定运行。
参考文献:
[1]吉开俊.绝缘子的防污闪措施[J].农村电气化,2006,(1).
[2]DL/T 572-1995.配电线路运行规程[S].
[3]汤祚飞.电力绝缘子选型、运行、检修及污闪、雷害事故防范处理技术手册[M].哈尔滨:黑龙江文化音像出版社,2005.
(责任编辑:刘俊卿)
关键词:绝缘子;防污闪;故障
作者简介:汪泉(1969-),男,江西彭泽人,江西彭泽县供电有限责任公司,电力工程师。(江西 彭泽 332700)
中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)06-0132-01
配电网是电力系统中不可缺少的组成部分。配电网特别是农村配电网多为第一次农网改造时架设的裸体架空线路,受自然灾害和周围环境影响,发生接地、短路、断线等线路故障较为频繁,一旦发生故障将会造成大面积停电,直接或间接影响广大电力客户的生产和生活。通过对江西彭泽县供电有限责任公司自农网改造以来配电网线路故障的类型和原因进行分析发现,为提高供电的可靠性,减少因大自然和周围环境等因素造成的危害,应在对配电网线路污闪跳闸故障进行详细分析的基础上采取切实可行的污闪防护措施。
一、故障概述及原因分析
配网线路绝缘子在运行的过程中,由于大气中存在各种污物微粒,特别是空气污染较为严重的地区,微粒极易些粘附在绝缘子表面,在南方潮湿天气及泄露比不足的情况下,绝缘子表面绝缘能力降低,表面泄露电流增加,以致于在正常运行电压下发生闪络现象。闪络对配网运行影响很大,严重的闪络会造成植被燃烧,绝缘子闪络的烧伤及导线烧伤、断股、断线等,导致长时间的停电,甚至造成整个电网的瘫痪。据彭泽供电公司配网线路运行情况故障统计,冬季污闪和夏季的雷雨天气故障最为严重。以彭泽供电公司浪溪变电站为例,2009年变电站所属的10 kV线路因小雨、浓雾、冻雨天气造成闪络,导致多次10 kV线路故障跳闸,自动重合失败,强送未成功造成停电故障。表1为2009年污闪故障跳闸情况统计表。
从污闪故障跳闸情况统计表来分析,在阴雨和大雾天气条件下,10 kV线路发生污闪故障跳闸次数较多。主要原因是在空气湿度较大或阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨等天气条件下,矿区含铜、银、铁等离子的污物微粒吸湿性、导电性增强,泄漏电流集中,大大降低了绝缘子的绝缘水平,引起线路污闪故障跳闸。在夏季大雨天气条件下,尽管空气中的湿度也很大,但由于雨水对绝缘子冲刷作用,含铜、银、铁等離子的污物微粒在很短时间内吸足水分被冲刷流掉,避免了泄漏电流集中,线路发生污闪故障减少。配网线路污闪故障跳闸的主要原因有五种。
1.气侯变化异常
2009年彭泽境内气象条件变化异常,第一季度中期持续阴雨寡照天气较多,气温较低,后期强对流天气来得早、强度大。汛期出现阶段性较强降水,降水相对集中。秋冬季大雾天气频繁,浓雾和露水天气较多。彭泽县在2009年共出现了23次大雾,其中11月22日至27日,连续6天出现大范围大雾天气,持续天数平了历史记录,是近年来持续时间最长的一次区域性大雾天气过程。2009年12月28日至31日,又出现了连续大雾、雾凇及覆冰天气。在阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨等天气条件下,大气中悬浮颗粒极易在线路绝缘子上积污而发生污闪,造成线路故障跳闸。
2.环境污染严重
彭泽浩海、东升、浪溪等地域矿产资源丰富,铜矿、金矿、石灰石矿等矿产开采助推了地方经济的快速发展,但也造成了严重的环境污染和生态平衡的破坏,空气中总悬浮颗粒物浓度年均值普遍较高,绝缘子积污过快,易发生污闪。
3.外绝缘配置不合理
根据对污闪后的绝缘子抽查检验的结果表明,等值盐密多为0.3~0.48mg/cm2,达到或超过了控制值。2009年彭泽地区气候异常,阴雨、大雾、雾凇、覆冰及冻雨天气较多,而且持续时间较长,对外绝缘配置要求较高。而彭泽电网大部分为第一次农网改造设计和改造,受当时资金和技术等条件限制,设计标准低,运行时间长,线路和电气设备外绝缘配置水平较低。电气设备的外绝缘配置无法抵御异常的气候变化及严重的环境污染,导致发生污闪。
4.绝缘子选型不合理
伞型结构绝缘子出现污闪的频率较高,说明在彭泽地区气候条件下,选择使用伞型结构绝缘子是不合理的。
5.管理维护有欠缺
巡视、清洗和管护不到位,在环境和气候恶劣的条件下容易发生污闪。
三、污闪防护措施.
1.加强现场巡视
现场巡视是电力部门广泛采用的防污闪事故措施,其优点是直观、方便、范围广;缺点就是无法定量、不够准确、容易漏检。防污闪巡视一般安排在大雾、毛细雨等潮湿天气下的夜晚进行。巡视判断方法:一是听放电声音;二是看放电现象。如果在潮湿天气下放电声音较小且放电声均匀,则问题不是很大;反之,放电声音较大且伴有“哗剥”声,则放电较为严重,一般应进行处理。若放电呈黄红色伸缩性树枝状或黄白色局部电弧时,应及时进行处理。
2.严格执行国标,科学合理设计
严格按照国家标准和有关防污闪规定执行,重新测试制订污区分布图,在多年绘制的污区分布图基础上,认真研究原污区图绘制中的欠缺,除等值盐密以外应考虑饱和盐密和污源性质等因素,使设计和施工有据可依,科学合理。
3.合理调整爬电距离
调整爬电距离是当前防止大面积污闪事故的重要措施和物质基础。运行线路上的绝缘子发生污闪的三要素是作用电压、污秽和潮湿。运行经验表明,在三要素相同条件下,有的发生污闪,有的不发生污闪,其原因是发生污闪的绝缘水平,即爬电距离不足。在条件允许情况下加大爬电距离,会提高绝缘子的抗污闪能力。
4.清扫
清扫是恢复外绝缘抗污闪能力,防止设备外绝缘发生污闪的重要手段。外绝缘爬电距离已调整到位的线路,应适时清扫。对运行在污染较重区域的线路,要结合盐密测试和运行经验,合理安排清扫周期。一般为一年清扫一次,且安排在污闪来临之前1-2个月进行。
5.带电水冲洗
为清除外绝缘上的积污,在运行状态下采用具有一定绝缘电阻的高压水柱去清洗瓷瓶表面的方法,称带电水冲洗。我国在20世纪60年开始使用带电水冲洗,已经有50多年的成熟经验,尽管还存在需要探讨的问题,但在具有强度的影响因素、保证水冲洗安全措施和新用工具等方面,都有成熟经验,并在1984年推出了《电气设备带电水冲洗导则》。
6.采用防污闪涂料
防污闪涂料是电力系统设备外绝缘防污闪必不可少的补救措施,随着经济的快速发展,工业排放量加大,环境污染加重,污闪越来越频繁。防污闪涂料涂敷已经成为防污闪重要手段之一。
7.其他
主要有加装防污闪辅助伞群,使用合成绝缘子,加装环状薄片等。
首先,加强与气象部门的联系,准确把握动态气象和环境变化,掌握外部因素对电力线路和设备的影响是开展防污闪工作的前提。其次,加强电网建设,严格执行国标,科学合理设计,对保障电网的安全运行、降低污闪故障带来的损失具有重要意义。最后,因地制宜,采取科学合理的防污闪措施,降低和排除发生闪络及对线路运行造成影响的跳闸事故。绝缘子的清扫工作人员需要进行高空作业,且工作人员危险性高,工作量大,研究科学合理的防污闪措施,以减轻电力员工的工作量和增强电力员工工作安全性。
四、结束语
配网架空线路的污闪故障对供电可靠性危害较大,同时还会影响供电企业优质服务形象,因此治理工作非常重要。只有通过预防与治理相结合,采取科学合理的防治措施,才能够达到防治的效果。同时,要规范制度、科学管理、落实责任,把污闪跳闸率降到最低点,尽量减少或避免污闪跳闸故障,确保配电网安全、可靠、稳定运行。
参考文献:
[1]吉开俊.绝缘子的防污闪措施[J].农村电气化,2006,(1).
[2]DL/T 572-1995.配电线路运行规程[S].
[3]汤祚飞.电力绝缘子选型、运行、检修及污闪、雷害事故防范处理技术手册[M].哈尔滨:黑龙江文化音像出版社,2005.
(责任编辑:刘俊卿)