高污染环境110KV线路绝缘子的改造

110KV楼楚线绝缘子的改造
摘要：根据110KV楼楚线目前在用的绝缘子的现状，对各种绝缘子优缺点进行了分析，选择了适合该线路的绝缘子的类型，最终达到免清扫不污闪，保障公司供电稳定的目的。

关键词：绝缘子、污闪、零值自爆、爬电距离
一、楼楚线现运行状况
1、设备现状：
110KV楼楚线始建于2002年，至今已运行11年左右，受当时技术水平限制，所使用的绝缘子绝大部分是盘式瓷绝缘子，必须通过逐片进行零值检测才能发现其缺陷，且该型绝缘子的耐污闪性能不好。

这都有可能造成楼楚线因绝缘子污闪击穿或绝缘子掉串导致供电中断。

特别是瓷绝缘子的运行状况无法用外观检查进行判断。

2、环境现状：
楼楚线整条线路沿途均是水泥、化工企业，对线路及绝缘子的安全运行造成一定的影响，尤其是110KV站内终端塔及25#、23#铁塔所处环境极为恶劣，几乎是被周围化工企业所包围。

7#铁塔旁边就是一个铁矿粉加工厂，漫天的矿粉几乎覆盖绝缘子表面。

3、维护现状;
虽然每次利用停电检修机会对站内绝缘子采取诸如手工清扫，加装合成绝缘子伞裙，绝缘部件上涂PRTV涂料等措施，有效防止了污闪事故的发生，但PRTV 涂料受环境因素及涂抹工艺的影响，仍存在有效寿命的问题。

尽管每年组织人员专门对楼楚线铁塔及绝缘子进行检查，但是对盘式瓷绝缘子的检查受该型绝缘子特点的影响无法做出判断。

因此通过对楼楚线绝缘子的改造达到免清扫、易巡检的目的，使线路绝缘爬距达到e级污秽标准，可彻底解决防污闪的问题。

二、对现有各种绝缘子优缺点比较分析
1、瓷绝缘子：
优点：具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热性和组装灵活等优点，被广泛用于各种电压等级的线路。

缺点：在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾等的作用，会逐步劣化，容易引起污闪，特别是含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络（由于雷击或污闪等原因）时，可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸，造成导线
落地的事故。

其绝缘子劣化不易发现，必须通过逐片进行零值检测才能发现。

2、玻璃绝缘子：
优点：具有较好的机电性能，其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳、耐电伤和耐冷热冲击性能等都优于瓷绝缘子。

玻璃绝缘子具有零值自爆的绝缘自我淘汰能力，这样就很容易被发现，无需对其进行绝缘测试。

数十年的运行和试验数据证明，钢化玻璃绝缘子具有长期稳定的机电性能和较长的使用寿命。

玻璃绝缘子的使用寿命一般为30至50年。

特别是在2011年以前受玻璃绝缘子制造工艺影响，其耐污绝缘子仅有钟罩型产品，还无法生产双伞结构的耐污绝缘子，使其应用范围收到限制，随着制造工艺的进步，国内两家企业已于2012年6月后相继研发并开始生产双伞型玻璃绝缘子，可以说是填补了该类产品的空白。

缺点：防污闪能力与瓷绝缘子相当。

3、合成绝缘子：
优点：具有质量小、强度高、耐污性能好、维护工作量小等诸多优点。

硅橡胶合成绝缘子表面具有憎水性，且附着在伞裙表面的污染层也具有憎水性(即硅橡胶的憎水性迁移)，这大大提高了合成绝缘子的抗污能力。

在外绝缘水平偏低和污染较重的情况下，合成绝缘子是个较好的选择对象。

缺点：复合绝缘子的伞裙比较脆弱，容易撕裂，使用寿命可达15年。

在酸腐蚀下有爬电烧蚀现象，一旦外护层穿孔则芯棒进水导致绝缘子炸裂，故运行4-5年后一般要观察其外护层状况，出现烧蚀需进行更换
4、瓷复合绝缘子：
优点：
1、抗污闪能力强，有稳定可靠的机械性能。

由于硅橡胶复合外套具有良好的憎水性和憎水性的迁移性，因而提高了工频湿闪络电压和抗污闪能力。

同时该伞形亦有较好的风雨自洁能力，积污速度慢，人工水冲洗和清扫也极为方便，特别是在粉尘类污秽环境中，其优势更为明显。

该绝缘子容易调整外绝缘爬距，可满足重污区运行线路对绝缘子串爬电距离的要求。

2、耐冲击能力强
瓷复合绝缘子表面牢固包履了硅橡胶复合外套，使其具有良好的耐冲击能力。

同时由于使瓷件不直接暴露在空气中，从而减少了因环境温差骤变或雷击而导致的瓷件击穿或爆裂的频率，从而大大降低了线路维护费用。

3、重量轻，方便运输安装及维护
瓷复合绝缘子重量比同类型的瓷绝缘子减轻了1/3，从而降低了安装劳动强度和铁塔承重压力。

它在耐张串上能良好的承受弯距和减缓周期性冲击力对铁塔的破坏。

缺点：成本较高。

三、楼楚线绝缘子的改造
参考国家电网公司组织的历次大范围污闪事故的调查分析结论可知：绝缘子爬电距离不够是导致污闪的主要原因。

即：爬电距离不够不一定出现污闪事故，但污闪事故肯定是爬电电距离不够造成。

参照国家电网Q/GDW-2006版《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》及DL/T-2009《架空输电线路外绝缘配置导则》要求，对楼楚线全线进行污秽等级划分，再选择合适的绝缘子，以达到免清扫、易巡检的目的。

1、首先确定楼出线各段的污秽等级，再决定绝缘子的片数，最后决定更换绝缘子的种类。

考虑到更换绝缘子的方便性及线路垂度的原始性，尽量使更换后的绝缘子长度与原绝缘子长度保持一致，且绝缘子的片数满足耐污要求。

首先核实现在使用的绝缘子片数是否满足要求，根据国家电网公司企业标准《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》的污区划分原则：在化工、燃煤工业园区内及距此类工业园0.5KM内，属污秽等级非常重（e级）。

110KV开关站26#、23#、25#、7#铁塔满足此条件。

重要交通干线沿线0.5KM及一般交通线0.1KM内，属污秽等级中度，楼楚线1#塔至22#塔均满足此条件。

根据污秽等级确定绝缘子片数。

根据公式M>入Um/KeLo
式中：M----每串绝缘子的片数
Um——系统最高电压，取额定电压的1.1倍。

KV
入------爬电比距，mm/KV
Lo-----每片绝缘子的几何爬电距离，mm
Ke-----绝缘子爬电距离的有效系数，对现使用的双伞型瓷绝缘子其值为1。

对e级污区绝缘子的爬电比距应为31mm/KV，WXP-70盘式双伞型绝缘子的爬电距离为400mm,带入公式后得出的片数为9.3片，现在终端塔使用的耐张绝缘子为双伞瓷绝缘子9片，基本满足污秽等级要求，但耐张串一般需多配置1-2片，以满足其老化较快的特性。

故其数量仍然不足，悬垂串8片则不满足防污要求，25#、23#、7#铁塔只用8片绝缘子，不能满足耐污要求。

如使用瓷
复合绝缘子，其爬距为450mm，按现有8片考虑，其爬电距离为29.7mm/KV,但由于其为复合绝缘，针对复合绝缘子在e级污区时其爬电距离≥25mm/KV即可，故瓷复合绝缘子满足使用要求。

2、绝缘子的更换
根据以上计算结果，及DL/T-2009标准规定：在C级及以上污秽环境下宜使用复合绝缘子（棒型或盘形）。

综合环境因素，对110KV站内终端塔、23#、25#、7#塔绝缘子更换为片数相同、结构相同，机械强度及耐污性能更好的瓷复合绝缘子，24#塔为复合棒型绝缘子，需仔细观察其表面腐蚀情况，再决定是否进行同类型替换。

使用复合绝缘后相应的环境的污秽等级可以按降低2级来考虑其爬电距离，即：原e级污区可等效看作是C级，故使用瓷复合绝缘子或复合绝缘子后，110站至电石区域的线路绝缘子爬距均达到要求，从而实现免清扫。

其余铁塔的耐张及悬式瓷绝缘子则更换为结构相同、自洁性较好、便于巡检的单伞或双伞型玻璃绝缘子，利用玻璃绝缘子“零值自爆”的特性，避免现阶段线路绝缘子巡视处于无效状态的状况。

已使用复合绝缘子的维持不变。