[变电所室外高压设备防污染问题探讨] 高压电工证考试试题

时间：2019-04-14 03:22:40　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：本文简单介绍了环境污染对变电设备的影响以及污闪形成的原因，提出了防止变电所室外高压设备污闪事故的措施。　　关键词：变电设备；高压设备；绝缘子；污闪；防污措施
　　中图分类号：TM63文献标识码：A
　　文章编号：1009-0118（2012）04-0216-02
　　当前我国正处在工业化快速发展期和环境污染、资源消耗的高峰期，环境状况距离全面建设小康社会的要求有相当大的差距。工业污染严重，沙尘，雾霾等恶劣天气时有发生，这种环境状况对电气化铁路的供变电设备的污染来越严重。掌握环境污染对变电设备染污影响的规律，防止变电设备出现非故障性频繁污闪跳闸事故，减轻甚至消除重污染区自然环境对变电所室外高压设备的影响是我们急待研究解决的重要课题。
　　一、污染对变电设备的危害性
　　在正常的环境中，对于变电所的设备而言，无论设备处于运行状态还是处于冷、热备用状态或停用状态，要求电气设备在内部过电压或长期运行条件下，设备均能可靠运行。但由于人类活动所产生的工业污染，使局部地区环境状态逐渐恶化，并随着人类的活动而逐步扩散。所产生的各种各样的固体、液体、气体和粉尘、颗粒等物，与自然界中的雨、雪、雾、冰等恶劣气候条件相作用，对电气设备的外绝缘造成极大的影响，导致其绝缘强度大大降低，不仅可能在过电压的情况下产生闪络，还可能在长期运行电压下产生“误会闪络”，造成电气设备的跳闸、保护误动作或拒动作等事故。瓷瓶脏污会影响供电质量，甚至导致跳闸，清洗得再勤快，也躲不过浮尘的侵害。如果在遇上持续的雷雨天气瓷瓶脏污会降低绝缘性能、影响供电质量，雷雨天气还会引起损坏，甚至使断路器跳闸，火车就开不动了，对于处于重要地理位置的变电所来说，一旦停电，连锁反映到火车站、编组站，都会全部停电。仅2012年1月份由于大雾天气本人所处的柳辛庄变电所就发生跳闸事故40余次，春运等高峰期间，可想而知对铁路运输的影响有多大。变电所使用的都是110千伏和27.5千伏的高压线路，刮风时，塑料袋缠绕到高压线上，进而造成变电所的高压线路短路、跳闸，严重时可能将导致整个变电所的供电瘫痪。柳辛庄变电所承担着京广线和西环货迁的供电工作，由于所处地理位置的重要性，建所15年来从未进行过全所停电的检修工作。对于这样一个具有重要意义的变电所而言，进一步了解环境污染对电气设备的绝缘影响，减小甚至消除环境因素对其室外高压设备的恶劣影响是迫在眉睫要解决的问题。
　　二、污闪的形成
　　在线运行的绝缘子，在自然环境中，受到SO2、氮氧化物以及颗粒性尘埃等大气环境的影响，在其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下，这些表面带有污秽物的绝缘子保持着较高的绝缘水平，其放电电压和洁净、干燥状态时接近。然而，当遇有雾、露、毛毛雨以及融冰、融雪等潮湿天气时，绝缘子表面污秽物吸收水分，使污层中的电解质溶解、电离，导致污层电导增加。这时，绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构尺寸的影响以及绝缘子表面污层分布不均和潮湿程度不同等因素，使绝缘子表面各部位的电流密度不同，其结果在电流密度比较大的部位形成了干燥带。例如悬式绝缘子的钢脚附近，棒式支柱绝缘子裙和芯棒交接处。干燥带的形成促使绝缘子表面电压分布更加不均匀，干燥带承担较高的电压。当电场强度足够大时，将产生辉光放电，继而产生局部电弧。这时，染污介质的表面放电模型，相当于表面局部电弧串联着一段污层电阻。此时局部电弧有可能熄灭，也有可能发展。当局部电弧不断发生和发展达到和超过临界状态时，电弧贯穿两极，完成闪络。由此可见，绝缘子的污秽闪络的形成，取决于以下四个阶段的发生和发展。即绝缘子表面的染污过程；绝缘子表面污层湿润的过程；干燥带形成和局部电弧过程；局部电弧发展贯穿两极的过程。
　　三、防范措施
　　根据变电所所处地理位置的不同,对处在重污染区的室外高压设备采取了以下措施来提高设备的防污能力。
　　（一）定期清扫
　　对设备进行清扫工作是防止污闪的一种有效方法,清扫的原则是要结合设备检修情况,重点线路在每年的污闪季节前清扫一遍,但从实际情况来看,人工清扫劳动强度大,清扫效果不太令人满意,这种方法只适用于浮尘及附着力小的污物。经验表明:绝缘子的下表面的污垢,无法用水清洗干净,且清洗后很快就又脏了。目前一般污秽区的绝缘子的清扫周期为一年一次,处于重污秽区的绝缘子一般一年清扫两次，目前本变电所内的室外高压设备一年清扫四次，虽然提高了清扫次数，但效果并不是十分理想。
　　（二）加强变电设备的运行维护管理工作
　　气候异常、长时间大雾、天气潮湿是导致污闪的前提。根据气象条件不同,注意在多雾、雨季及时申请倒换备用清扫瓷瓶。同时加强巡视工作,及时发现设备的异常运行。目前变电所利用红外设备每10天对变电设备进行表温度的监测,做好记录,结合停电进行处理。
　　（三）更换抗污染性能更好的绝缘子
　　1、钢化玻璃绝缘子串耐雷性能较好,雷击闪络后不会掉串,无须更换,雷击自爆率很低。钢化玻璃绝缘子串有一定的耐污闪性能,玻璃绝缘子与陶瓷绝缘子相比最大的优点是不需要进行零值检测，但零值玻璃绝缘子会自爆。
　　2、合成绝缘子的主要性能有：（1）耐污性高。由于硅橡胶具有较强的憎水性能，污闪电压比相同泄漏距离的瓷绝缘子高100-150以上，在重污秽地区运行可以不用清扫，免维护，是目前最理想的高压输电电线用耐污型绝缘子；（2）湿闪电压高，是干闪电压的90～95，所以对内过电压绝缘水平高；（3）不易破碎，无零值绝缘子，损耗少，运行可靠性能高；（4）体积小，重量轻，运输、安装和维护方便；为轻型杆塔和事故抢修提供了快捷、方便的条件；（5）耐腐蚀性能强。但是毕竟是复合材料，相对玻璃、瓷这种无机构成，老化的现象比较突出，且价格较贵。
　　3、给绝缘子涂上长效防污涂料，目前市场上的防污涂料由于专利权问题，价格都非常昂贵。就涂一个小小的母线套管瓷瓶就要两万元左右，要把整个变电所室外的高压设备全部涂上防污涂料就要上百万，而且并非一劳永逸。
　　4、加盖雨棚
　　以上常用的几种防范措施各有利弊，结合一段时间的调查研究，建议给变电所的室外高压设备搭建一个钢结构的雨棚，既可防风霜雨雪雾，又可防空气中的飘尘污染，变电所距离既有线的距离符合路局规定的远离既有线施工条件，虽然设计、施工也要花费不少费用，但此法可以降低甚至消除环境对设备的影响，另外可以十年几十年不用清扫，节约了清扫的人工成本，或可一劳永逸。
　　四、结论
　　我国的环境污染虽然目前正在加大力度控制，但这是一项长期的工作并非会立竿见影，环境污染，自然污染依然对变电所内的室外高压设备安全运行构成严重威胁，应当引起足够的重视。
　　参考文献：
　　\[1\]喻华玉.城市和典型工业区大气环境染污扩散对输变电设备污染的影响\[J\].西北电力技术,1995.
　　\[2\]朱德恒,严璋.高电压绝缘\[M\].北京:清华大学生出版社,1992.
　　\[3\]张仁豫.绝缘污秽放电\[M\].北京:清华大学出版社,1992.
　　\[4\]常国梁.不可忽视的污染源-飘尘\[J\].吉林电力技术,1997,(3).

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