等值盐密测量在输电线路防污闪工作中的应用
一起500千伏输电线路污闪故障跳闸分析及防范措施
一起 500 千伏输电线路污闪故障跳闸分析及防范措施发布时间：2021-07-26T08:30:05.221Z 来源：《福光技术》2021年6期作者：蒋建萍[导读] 反事故技术措施，预防大面积污闪事故的发生，保证电网的安全运行。
福建省电力有限公司检修分公司福建厦门 364001摘要：通过一起污闪故障引起的输电线路跳闸案例，分析了输电线路污闪跳闸的原因及闪络过程，有针对性的采取各种防污闪措施。
关键词：输电线路；污闪；措施一、案例简介2019 年 02月 03日 21时 35 分，某地区 500 千伏 XX 线路 C 相第一次跳闸，重合闸动作，重合成功，故障测距 47.25km；02 月 03 日 22时31 分，该线路C 相第二次跳闸，重合闸动作，重合成功, 故障测距：47.5km；02 月 04 日 00 时 26 分，该线路 C 相第三次跳闸，重合闸动作，重合不成功 , 故障测距 47km。
现场检查线路两侧变电站内一二次设备无异常，保护动作正确。
故障跳闸发生后，2 月 4 日输电线路运维人员对该线路 #1 ～ #12 安排巡线检查，发现该线路 #7 塔 C 相瓷质绝缘子伞裙明显污闪放电痕迹。
根据当地的气象局信息显示，2 月 3 日夜间 21 时至 2 月 4 日凌晨，跳闸时段现场天气为浓雾，时有毛毛雨，温度 13-17℃、相对湿度 90% 以上、风向为北风、风力为 4 级。
从地理特征看，该线路部分位于近海岸线 7 公里左右，处于 e 级污区等级。
结合短时间内反复跳闸特征、绝缘子串闪络痕迹、跳闸波形分析、故障杆塔地理环境、跳闸时刻及现场天气条件等，基本可以判定此次跳闸为污闪放电引起。
二、污闪跳闸成因分析污闪是电气设备的绝缘表面附着了固体、液体或气体的导电物质，在遇到雾、露、毛毛雨等气象条件时，绝缘表面污层受潮，导致电导增大，泄漏电流增加，在运行电压下产生局部电弧而发展为沿面闪络的一种放电现象。
（一）污秽类型绝缘子污秽一般包括两大类。
浅析变电站电气设备防污闪技术
浅析变电站电气设备防污闪技术【摘要】本文重点阐述变电站电气设备防污闪涉及的主要技术及其应用，通过介绍我公司在变电站防污闪方面所作的努力，阐明防污闪对于电气设备的重要性，并提出促进防污闪技术发展的几点建议。
随着防污闪技术的不断完善，变电站电气设备必将越来越安全。
【关键词】变电站；电气设备；防污闪1.引言伴随着水泥、化工、冶金、煤矿等行业的迅速发展，供电部门对变电站电气设备的防污闪能力提出了越来越高的要求。
一方面，工业排放的污染物日益增多，致使变电站周边的环境污染日趋严重，导致变电设备污闪事故经常发生。
另一方面，随着环境污染快速发展，变电站的污秽区划分却不能跟上客观环境的变化，致使运行维护人员不能及时准确地确定污秽区等级和程度，而这种信息滞后对电气设备的运行维护埋下隐患。
近年来变电站电气设备发生污闪有愈演愈烈的趋势，严重威胁电网的安全稳定运行。
2.概述2.1污秽种类变电站电气设备污秽来源主要有：（1）自然型污秽：该类污秽主要来自于海洋、沼泽和土壤等自然环境。
在防污闪工作中常遇到的有农田尘土污秽、盐碱污秽、沿海海水（雾）污秽、鸟粪污秽等。
（2）工业型污秽：在工业生产过程中由烟囱排出的气相、液相和固相污秽物质。
它主要分布在工业城市及近郊和工业集中的地区，包括化工厂、冶炼厂及火电厂的排烟，水泥厂、煤矿及矿场的粉尘，循环水冷却塔或喷水池的酸化水雾等。
我公司所属变电站的污秽类型以此为主。
2.2污闪原理变电站电气设备在长期运行中，大气中的尘埃微粒沉积到其绝缘表面形成污秽层，在干燥气候时，污秽层电阻很大，绝缘性能不会降低，但在雾、露、小雨、雪等气象条件下，污秽层中的电解质湿润后，使表面电导率增加，表面泄漏电流也随之增加，绝缘性能下降，而其中的灰分等保持水分，促进污秽层进一步受潮，从而溶解更多的电解质，造成绝缘子湿润表面的闪络放电，简称污闪。
绝缘子污闪放电的显著特点是闪络电压低，可能低到10kV及以下。
污秽绝缘子的沿面放电过程与清洁表面完全不同，不再是一种单纯的空气间隙的击穿现象，而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电离、表面层发热和烘干，以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。
高压绝缘子泄漏电流在线监测技术
高压绝缘子泄漏电流在线监测技术X藏鹏程(乌兰察布电业局大用户管理处,内蒙古集宁 012000) 摘 要:污闪事故是威胁电力系统安全运行的灾难性事故之一,通过对绝缘子污秽闪络的分析,比较了泄漏电流法和其他方法的区别,并对高压输电线路上的绝缘子引出了数学模型和测量方法,同时也对泄漏电流在线监测系统做了简要的介绍。
关键词:污秽绝缘子;泄漏电流;在线监测 中图分类号:T M855 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0121—03 众所周知,外绝缘污闪是威胁电力系统安全运行的严重事故之一。
污闪的发生必须具备污秽积聚、污层受潮和施加电压3个条件,缺一不可。
目前运行部门所采取的定期清扫、涂刷RTV 涂料以及更换合成绝缘子等防污闪措施就是出自这一思路。
尽管频繁的清扫、检修能够明显降低污闪事故的发生概率,但这并不能确保万无一失。
为了提高防污闪措施的有效性和可靠性,必须对外绝缘设备的染污状态有及时准确的了解、掌握。
由此,绝缘子染污状态在线监测技术应运而生。
泄漏电流几乎是目前唯一可以作为在线监测绝缘子染污状态的参量。
这里所谓的泄漏电流是指:在运行电压下污秽受潮时测得的流过绝缘表面污层的电流。
作为绝缘表面放电发生的直接诱因,泄漏电流伴随了表面污层积聚、受潮的全过程,它的变化特性能够动态反映污层的积聚程度和润湿程度,即表征了绝缘子实质接近污闪的程度。
因此,从污闪机理上讲,泄漏电流是理想的监测参量。
另一方面,泄漏电流的测量不需要复杂的设备,容易实现在线连续测量,这更使得它成为绝缘子染污状态在线监测领域所关注的焦点。
20世纪50年代开始,污闪事故的危害性逐渐显现,与此同时研究人员开始了泄漏电流的相关研究。
但由于测试技术的限制以及对污闪机理了解不够深入,研究进展相当缓慢。
直到20世纪70年代,测量手段的发展使这种情况得以改观。
20世纪80年代至今,随着计算机和电测技术的飞速发展,基于泄漏电流的绝缘子染污状态在线监测技术不但在泄漏电流特性研究上有了很大进步,人们也尝试将泄漏电流用于实际监测中。
浅谈输电线路绝缘子防污闪技术
1 污闪放 电机理 绝缘子污闪放电的显著特点是闪络电压低， 标
子因具有光滑而倾斜的裙边， 涡流区小， 积污量也 少， 而钟罩型绝缘子深棱的伞型自 洁能力差、 清扫不 便， 下表面结垢严重， 造成耐污闪能力大大降低。从 江苏电网运行情况来看， 钟罩深棱型绝缘子(包括瓷 的和玻璃的)不适合江苏地区这种以空气潮湿多雾、 粉尘污染为主、 污染较重的地区使用。若使用， 应充 分考虑其爬电距离的有效利用系数， 年至 2002 1999 年， 江苏省500 kV 线路污闪跳闸中， 只有7%(一次 跳闸)是瓷双伞绝缘子， 其余都是玻璃绝缘子。这里 针对的是悬垂串绝缘子， 全省尚未发生过耐张串绝 缘子的污闪跳闸。静电力对绝缘子的积污也是有影 响的， 带电比不带电积污快， 直流比交流快， 通常带 电比不带电积污量增加 10%^-20% ， 但在大风及重 污染地区， 静电力对绝缘子的积污不是主要因素。
收稿 日 期:2007 - 09- 25 ;修回日 期:2007 - 10- 16
绝缘子表面污秽层潮湿后， 绝缘电阻下降， 在正 常工作电压下泄漏电流上升， 蓝紫色刷状形火花加 剧， 泄漏电流的焦耳热效应会使污秽层分布的水分 蒸发。 由于几何尺寸不同， 在绝缘子钢帽钢脚附近形 成相对的干燥区， 干燥区具有较大的表面电阻， 它将 承受绝大部分的外加电压， 从而改变了绝缘子的正 常电 压分布。 由于干燥区电位显著提高， 潮湿区的电 位较低， 当高电位场强达到临界场强时， 该处就会对 地电位处放电， 这就产生了局部放电。 蓝紫色刷状形 火花放电， 每次放电都有一组泄漏电流的脉冲， 产生 循环。在局部放电的同时， 如污秽层继续受潮， 每次 放电的高温过热， 将会使污秽层电导增加， 泄漏电流 加大， 在一定条件下就会出现强烈的跨越干燥区而 放电， 即由局部放电 发展到电弧放电， 放电颜色由 蓝
输电线路复合绝缘子的应用及防污闪技术措施
输电线路复合绝缘子的应用及防污闪技术措施摘要:输电线路中的复合绝缘子污秽程度和绝缘子的造型种类有关，也会受到线路所处的环境影响，和其处于的气候条件也有关。
在输电线路整个积污阶段，往往会有雨水的清洁作用，绝缘子表面陆续增长的污秽，会陆续到达平衡的状态。
探索更加科学的方法，可以准确的测量出绝缘子表面的污染程度，并且统计和整改基本的参量，本文通过分析国内外电力系统研究的重点，探索了电网运行环境和绝缘子积污规律，总结了几点防止线路污秽闪络的措施。
关键词:输电线路；复合绝缘子；防污闪技术；应用措施输电线路绝缘子经常处于外部环境，内部过电压时也可以实现可靠的运行。
沉积在绝缘子表面的污秽颗粒，长期处于恶劣气象条件下，就会导致绝缘子的电气强度下降，并且在过电压的作用下，产生闪络问题，导致输电线路发生停电事故。
因为输电线路的污秽问题，会导致绝缘闪络事故次数的增加，目前我国因为绝缘子污秽引发的事故总数已经占据了第二名，第一名是雷害事故，污闪事故引发的灾害问题比较大，远远超过了雷害事故的损伤程度，所以一定要加强防污工作。
一、输电线路复合绝缘子表面污闪的形成输电线路处于潮湿的环境下，就会污秽绝缘子表面。
经过电压的作用以后，绝缘子表面就会出现污秽，并且泄漏电流，导致污层发热。
因为污染物在绝缘子表面上的分布是不均匀的，而且绝缘子的结构比较复杂，导致各部分电流有不一样的密度，而且污层有不平衡的加热情况。
在电流密度比较大时，污层就会比较薄，水分就会迅速蒸发，从而加大了电阻，沿面电压的分布情况也会发生变化，一部分电压就会聚集到这些部分。
从而导致这些部分就会发生火花放电的情况，导致局部电弧的发生。
因为火花放电通道的电阻会比较低，干燥部分的表面电阻会比较大，导致泄漏的电流变多，污层就会更加干燥。
局部电弧根部附近的表面也会马上温度增加，电弧就会变长。
表面的干燥会增大电阻，电流就容易泄漏减小，局部电弧伸长以后，就会泄漏更多的电流。
如果泄漏电流变小之后，局部电弧就会熄灭。
输电线路污闪分析及预防措施
输电线路污闪分析及预防措施摘要：随着社会的进步和经济的迅猛发展，环境污染造成的危害日趋突出。
文章就输电线路发生污闪事故的原因及应采取的预防措施进行探讨。
关键词：输电线路；污闪；措施一、概述输电线路在正常运行电压下，由于大气中的尘埃沉积到绝缘子表面，遇到雾天、小雨天气，尘埃受潮后形成导电层，致使外绝缘水平下降，由于这种原因发生的闪络我们称之为“污闪”。
引起“污闪”的内因是设备的污秽，外因是气象条件。
污秽是发生“污闪”的必要条件，气象条件是造成“污闪”事故的重要外部条件。
暴露在大气中的绝缘子，表面的积污厚度和潮湿沉积率等都与气象条件的变化有关，调查证明，干燥的空气一般对污秽绝缘子的闪络电压没有影响。
二、污闪产生的主要原因导致污闪的主要原因有三个:绝缘子的表面积污、污层润湿和作用电压。
（一）绝缘子表面积污绝缘子表面的积污过程具有复杂的动态特性，一般情况它是一个受各种大气条件和重力，静电力等因素影响的缓慢过程。
其中大气污染多数是由火电厂、水泥厂、化工厂等排除的气、液、固体污物的混合体造成的，工业越集中的地区大气污染就越重，气象条件就越恶劣，大气环境污染不仅与污染源密切相关，而且气压风速与温度直接影响污染物的排放，污染源的下风侧往往更是积污严重。
而温度对工矿企业的污秽沉积影响也较大，如固体污秽颗粒是水汽凝结的核心，当温度低时颗粒会凝结水分导致重量增加而降至绝缘子上，绝缘子的形状也影响积污量，在同一地区不同形状的绝缘子积污量是不同的，形状较简单，气体动力学特性较好的绝缘子积污量较少。
（二）绝缘子污层润湿单纯的绝缘子表面积污一般不会导致污闪，因为在干躁条件下污秽物质的电阻很大，绝缘子性能不会降低，而在雾、露、毛毛雨等空气湿度大的条件下，绝缘子表面污秽层会被湿润，导致其电阻降低，这才有可能导致污闪，而且雾的存在阻碍了污秽的扩散，使大气中污秽浓度增加，毛毛雨能使污秽沉降在绝缘子上的速度比干燥天气增加，因而在雾、露、毛毛雨较大时，污闪更容易发生。
电网绝缘子污秽检测技术现状
污秽对绝缘子性能的影响，主要有积污绝缘子电学特性、污秽度表征方法、污区绘制与外绝缘配置等方面。
在污染日趋严重的大气环境中，输电线路绝缘子将面临更加严重的污闪威胁[1-3]。
污闪由20世纪初引起人们重视，到了20世纪50年代，世界各国污闪事故非常严重。
Obenaus 于20世纪50年代提出了污闪模型，后来研究学者从污电压、放电、泄露电流、导电率、温升图像等反映积污程度[4-7]，力求有效展现电网绝缘子污秽附着状态，从而为电力系统污区绘制提供基础数据。
电力系统污区工作采取的主要步骤为：（1）污秽度测量；（2）根据污秽度制定/修订污区分布图；（3）根据污区分布图配置或调整设备外绝缘配置。
我国与发达国家的防污闪操作一致，但我国国情决定了第1次污区图制定后须不断做修订，对电网绝缘子污秽状态检测提出了更高的要求。
因此，国内学者对积污实时检测提出了各种改进的办法[8]，并得到广泛的应用。
本文综述了国内外研究绝缘子污秽检测技术现状和发展趋势，包括绝缘子运行状态污秽的表征方法、污秽附着量检测方法、人工污秽试验与实际运行时覆灰状态的关系以及尚未解决的难题等，对绝缘子污秽检测技术进行分类，提出未来绝缘子污秽的实时性和有效性表征方法展望。
对掌握实时污秽的状态、了解绝缘子覆灰特性、污秽地区外绝缘的选择以及今后研究重点的确定具有一定的参考价值。
1 绝缘子污秽检测技术分类目前已有的技术手段可依据检测方式可分为直接检测和简介检测。
（1）直接检测。
直接对积污绝缘子或表面污秽层进行测试（如等值盐密、泄露电流、污层电导率、积污图像等）获取积污绝缘子状态数据值，表征污秽对绝缘子电气性能的影响；（2）间接检测。
在绝缘子附近设置检测物体，如光传感石英棒。
通过分析检测物体表面覆灰状态，或利用积污绝缘子的红外、紫外等特性辐值，间接反映绝缘子污秽附着状态，结合人工污秽试验，分析间接数据与污秽附着之间的关系，推导出输电线路绝缘子污秽附着量，实现对绝缘积污的检测。
电力行业防止污闪事故的重点要求
电力行业防止污闪事故的重点要求1 新、改（扩）建输变电设备的外绝缘配置应以最新版污区分布图为基础，综合考虑环境、气象、污秽发展和运行经验等因素确定。
线路设计时，交流c级以下污区外绝缘按c级配置；c、d级污区按相应污级上限配置；e级污区按实际情况配置，并适当留有裕度。
变电站设计时，c级以下污区外绝缘按c级配置；c、d级污区根据环境情况适当提高配置；e级污区按实际情况配置。
2 设计阶段，对于饱和等值盐密大于0.35mg/cm2的污区，应单独校核外绝缘配置。
特高压交直流工程宜开展专项沿线污秽调查以确定外绝缘配置。
3 设计和基建阶段，应选用合理的绝缘子材质和伞形。
中重污区变电站悬垂串宜采用复合绝缘子或外伞形绝缘子，中重污区支柱绝缘子、组合电器宜采用硅橡胶外绝缘。
变电站站址应尽量避让交流e级区，如不能避让，变电站宜采用GIS、HGIS设备或全户内变电站。
中重污区输电线路悬垂串及220kV及以下电压等级耐张串宜采用复合绝缘子，330kV及以上电压等级耐张串宜采用瓷或玻璃绝缘子。
4 对于复合绝缘子、防污闪辅助伞裙等高温硫化硅橡胶类外绝缘，宜在现行标准基础上适当降低伞套和伞裙的电蚀损性和阻燃性，相应提高硅橡胶含量，以有效延长产品运行寿命。
5 设计阶段，易发生覆冰闪络、湿雪闪络或大雨闪络地区的外绝缘配置宜采用V型串、不同盘径绝缘子组合或加装辅助伞裙等。
6 设计和基建阶段，粉尘污染严重地区的外绝缘宜选用自洁能力强的绝缘子，如外伞形绝缘子，变电设备可采取加装辅助伞裙等措施。
用于沿海、盐湖、水泥厂和冶炼厂等特殊区域的玻璃绝缘子及瓷绝缘子，应涂覆防污闪涂料。
硅橡胶类外绝缘用于苯、酒精类等化工厂附近时，应提高绝缘配置水平。
7 设计阶段，安装在非密封户内的设备外绝缘设计应考虑户内场湿度和实际污秽度，与户外设备外绝缘的污秽等级差异不宜大于一级。
8 设计和基建阶段，瓷或玻璃绝缘子安装前需涂覆防污闪涂料时，宜采用工厂复合化工艺，运输及安装时应注意避免绝缘子涂层擦伤。
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万方数据
表１盐密测量数据／ｍｇ／ｃｍ２
挂：０．０３５ｍｇ／ｃｍ２，耐张悬挂０．０３０ｍｇ／ｃｍ２。
１．２绝缘子积污趋势分析
利用表１数据可得出绝缘子盐密变化曲线图，如图ｌ。
图１盐密变化曲线图
（１）绝缘子积污量与所处地区气象条件和污染源有关，积污量随时间变化，在每年１～２月达到最大。
（２）在进行定期清扫时，绝缘子附盐密度在一定范围内波动，变化不大。
（３）不作定期清扫，绝缘子附盐密度上升辐度较大，运行２～３年后，多数绝缘子的盐密趋向饱和。
饱和后污秽绝缘子的表面积污受雨水；中刷及风吹的影响，盐密呈现波动，但一般不会超过饱和值。
６～８年后，绝缘子盐密值在最大值周围波动。
（４）绝缘子积污量还与悬挂方式有关，耐张串的积污量略低于直线串，因此以下的绝缘分析也就直线串进行分析。
（５）部份绝缘子盐密曲线变化较大，与其附近污源变化有关，当污源增加，或出现重污染源时，盐密值将呈现跳跃式增长，如点７的盐密变化曲线。
（６）绝缘子附盐密度与绝缘子型号有关，从ｘ．４．５和ＸＷＰ．７型绝缘子的２～８年积污规律可以看出两种绝缘子的积污规律基本相似：约在运行２～３年
后积污达到饱和值。
但按同
地区同污秽条件下ｘＷＰ．７型
绝缘子比Ｘ．４．５型绝缘子饱和
盐密值低较多。
（７）绝缘子达到盐密最大
值（饱和值）后，污秽等级将
发生变化，原输电线路爬电
比距将改变，需要重新对输
电线路绝缘配合进行验算。
２污秽绝缘水平配合验算
从上面分析可知，随着清扫期延长，绝缘子的积污量明显增长，输电线路绝缘水平将明显下降，以下按绝缘子串的污闪电压和爬电比距来进行验算。
２．１利用最大盐密测量值计算绝缘子串的污闪电压由于输电线路在系统中所处的位置及负荷变化等原因，输电线路的运行电压并不是完全相同的。
按照国家标准ＧＢ／Ｔ１６４３４—１９９６＜＜污区分级及外绝缘选择标准＞＞规定是以输、变电设备最大运行电压为基础计算绝缘配合，四川电网最高运行电压见表２。
表２四川电网最高运行电压
里竺苎苎三堡里垦型！∑！！：！竺！
系统最高运行相电压Ｕｗ＝‰／√；。
１１０～２２０ｋＶ系统为中性点直接接地系统，２２０ｋＶ线路的运行电压ｕ。
取２５２／√；＝１４５．４９ｋＶ。
１１０ｋＶ线路的运行电压‰取１２６／√ｉ＝７２．７５ｋＶ。
在中性点经消弧线圈接地的系统中，由于中性点位移，可增加２０％考虑。
按此原则３５ｋＶ线路的运行电压‰ＩＩＰ，（４０．５／√；）×１．２＝２８．０６ｋＶ。
个别运行电压高的线路可按实际值选取。
实验和理论推导均表明，污闪（或耐受）电压ｕ…。
与等值盐密Ｓ。
具有幂函数的关系…：
％。
％＝雕。
中（１）式中：Ｋ、Ｐ为常数，与绝缘子型号有关。
绝缘子污闪电压标偏系数６％＝１０％按美国电机电子工程师学会的数据选取。
其保证电压：ＵＢ＝，ｌ。
Ｕ５０％（卜３６％）２０．７ｎＵ５０％（２）式中：Ｕ。
为保证电压；ｎ为绝缘子片数；Ｕ…，为成串绝缘子的单片５０％污闪电压；６％为绝缘子的标准偏差系数。
保证电压【，。
要不小于系统最高运行相电压【，。
按式（１）、（２）可计算出表１中各点绝缘子串保证电压和控制盐密值，见表３。
可见，按绝缘子串最大积污量（最长清扫期）计算，测量点≠≠１、≠ｆ４、群５、≠｝６、≠｝９将不能满足输电线路防污闪要求。
２００５年９期四圆１３ 万方数据
万方数据
等值盐密测量在输电线路防污闪工作中的应用
作者：刘德， Liu De
作者单位：内江电业局资中供电局,四川,资中,641200
刊名：
电工技术
英文刊名：ELECTRIC ENGINEERING
年，卷(期)：2005(9)
被引用次数：3次
1.电力工程高压送电线路设计手册 1989(01)
2.电网防污技术 1998(03)
3.输电线路绝缘子运行技术手册 2002(10)
4.徐通训输变电设备外绝缘工频电压下的绝缘配合 1991(05)
5.刘煜污闪电压与等值盐密理论关系式的推导与应用[期刊论文]-高电压技术 2005(3)
1.王丽霞.孙长秋.孟强新型电导盐密仪的设计与实现[期刊论文]-电子质量 2010(4)
2.王丽霞.程小辉.龚幼民基于双CPU智能电导盐密仪的设计与实现[期刊论文]-微计算机信息 2008(31)
3.何耀佳.刘毅刚.刘晓东.吴光亚.马剑辉.张锐高压输变电设备绝缘子盐密的在线监测[期刊论文]-电力设备2006(12)
本文链接：/Periodical_dgjs200509005.aspx。