户外高压电气设备防污闪措施

户外高压电气设备防污闪措施Page2主要内容一、污闪的定义及相关术语二、污闪的形成的机理三、防污闪的措施Page31、污闪的定义一、污闪的定义定义：绝缘子在长期运行中，大气中的尘埃微粒沉积到其表面形成污秽层，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，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。以来，变压器套管、避雷器、危害：电力系统室外电气设备发生污闪事故的频率上升，引发的事故后果也十分严重，往往造成多条线路、多个变电站失电，甚至引起系统振荡，造成电网瓦解，引起大面积停电。我厂变压器套管、避雷器、线路绝缘子之前也经常发生严重的放电现象，极易发生污闪事故。因此，电气设备污闪治理一直是电力系统面临的重要课题。Page4Page5一、污闪的定义2、我厂启备变避雷器闪络现象Page61、污秽等级的确定在国内采用的定量划分污级的参数中，测量盐密的方法使用历史最长，应用最普遍。方法：用蒸馏水清洗绝缘子瓷表面的污秽，然后测量清洗液的电导率，并以在相同水量、相同温度下，产生相同电导率的氯化钠（NaCl）作为该绝缘子的等值盐量，最后除以被清洗的瓷表面，即：盐密（mg/cm2）=盐量/被清洗绝缘子表面我国标准上定义的盐密值是周期盐密值，其中500kV系统为3年自然积污盐密值，其余为1年自然积污盐密值。一、相关术语Page7Page8一、相关术语我厂地处福建省石狮市鸿山镇沿海，电厂环境空气湿度较高，盐份较重，同时又由于电厂上风侧有较多工厂，工厂排放的废气中颗粒物含量较高，导致该厂所处环境污染严重，属2007版污区图IV级污秽区。Page9大气质量指数：大气质量指数由江苏省电力试验研究院首先提出，通过大气采样测定大气中总悬浮颗粒物的质量浓度，测定总悬浮颗粒物的等值含盐量，计算单位体积大气中总悬浮颗粒物的等值含盐量。大气质量指数测定简便可靠，比等值盐密的测定更准确、更方便，减少人员的劳动强度。大气质量指数与等值附盐密度的比较见表1。可以通过大气质量指数（x）来估算绝缘子代表盐密值（y），相关直线的回归方程为y=-46.56+2.12x一、相关术语Page10一、相关术语Page11二、污闪形成的机理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。标准绝缘子在干燥清洁状态下每片的闪络电压平均为75kV，在潮湿状态下也有45kV，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。宏观上可将污闪放电过程分为四个阶段，即绝缘子表面的积污---污秽层的湿润---形成干带---局部放电的产生和发展并导致沿面闪络。因此污闪的三要素是，绝缘子表面积污、污秽层湿润和电压作用。Page12二、污闪形成的机理我厂两台机组自2011年投产以来，#1主变、#2主变、#启备变高压侧套管、避雷器及架空线绝缘子已出现爬电现象。特别是#1启备变较为严重，在阴雨天气，肉眼可观测到高压侧避雷器及套管不时有局部电弧放电产生，放电声较大且避雷器动作计数器频繁动作，已达1000多次，随时有发生污闪事故的可能性。另外，两台主变套管、避雷器、架空线绝缘子也有明显的放电痕迹，通过紫外成像可以清楚地看到绝缘子表面有爬电现象。Page13二、污闪形成的机理#1启备变B、C相避雷器放电瞬间Page14二、污闪形成的机理#1启备变A相避雷器放电瞬间Page15三、绝缘子防污闪的措施◆绝缘子防污闪的措施（扫、调、涂）一、定期清扫冲洗（扫）二、增加爬电比距（调）三、涂覆防污闪涂料（涂）Page16三、绝缘子防污闪的措施一、定期清扫：目前，国内电气设备大多采用停电清扫或逢停必扫的措施，是一种最为简单经济的措施，但是由于收到生产和气候等条件的限制，难以达到理想的效果。带电清扫：带电气吹扫、带电水清扫、带电机械干清扫等方法，但存在一定的风险。Page17三、绝缘子防污闪的措施1、绝缘子串类型：绝缘子串可以有悬垂串绝缘子、水平串绝缘子和V形绝缘子三种不同的安装方式，见图2。其中悬垂串绝缘子串的积污最严重。水平串绝缘子上、下表面均能被雨水冲刷，其自洁性最好。V形串绝缘子的受污程度介于悬垂串和水平串之间。Page18三、绝缘子防污闪的措施绝缘子窜安装方式Page19三、绝缘子防污闪的措施二、合适的爬电比距：在绝缘子的两个导电部分之间，沿绝缘材料表面的最短距离称为爬电距离，如图3中A、B两点间虚线所示距离。多元件串接或迭接的绝缘子，其总爬电距离为各元件爬电距离之和。爬电比距，又称泄漏比距或爬距，为绝缘子总爬电距离除以电网额定线电压。设计绝缘子的原则应该是适当增加爬电距离，兼顾自清洗作用的发挥，而且结构不能太复杂。Page20三、绝缘子防污闪的措施Page21三、绝缘子防污闪的措施各污秽等级电力设备的爬电距离，按表3规定选择。例如，某地区由于工业发展较快，大气污染治理未及时跟上，大气质量指数从70提高到90，污秽等级从II级提高到III级，原来110kV输电线路采用X-4.5绝缘子（爬电距离L为300mm），按爬电比距2.00设计，绝缘子串所需数为：n=Ueλ/L=110×2/30=7.3≈8式中λ——爬电比距（cm/kV）；Ue——额定线电压（kV）；n——绝缘子串所需片数；L——每片绝缘子的几何爬电距离（cm）。Page22Page23三、绝缘子防污闪的措施污秽等级从II级提高到III级，爬电比距必须提高到2.5，则绝缘子串所需片数为：n=Ueλ/L=110×2.5/30=9.2≈10全部线路每串绝缘子必须增加两片，才能满足防污闪要求。Page24三、绝缘子防污闪的措施三、涂覆防污闪涂料目前应用最为广泛的就是喷涂RTV涂料，RTV防污闪涂料是室温硫化硅橡胶（RoomTemperatureSiliconeRubber）的简称，RTV适用于环境-50-100℃，各种电压等级，污秽等级下。RTV涂料具有良好的憎水性和憎水迁移性，绝缘子表面喷涂RTV涂料后，憎水性使得其表面水份往往形成孤立的小水珠，而不是连续的水膜。RTV涂料的憎水迁移性使得表面积存的亲水性灰尘污秽在一定的时间后呈现憎水性，及RTV涂料的憎水性迁移污层表面。当水滴在污层表面时只存在不连续的小水珠，而不会被浸润、连片，使得电力设备的抗污闪性能得到大大提高。Page25三、绝缘子防污闪的措施RTV有效运行时间长，维护简单，有效期内免清扫（厂家推荐五年以上），过了有效期可再重复涂一层，各项电气性能可恢复大新涂层状态。但随着运行时间推移，环境影响，RTV涂层老化或者在RTV涂层浸油后其防污闪性能改变，防污闪性能下降时，可采用RTV防污闪涂料专用清除剂予以清除。Page26三、绝缘子防污闪的措施我厂防污闪措施运行环境：运行中绝缘子表面积污，加上阴雨天气及虹吸井水汽影响，满足电气设备发生污闪的三要素，绝缘子表面泄漏电流逐渐增大，当泄漏电流增大后，在绝缘子外表面电流密度较大地区形成干区，当干区承受的电压较高时，空气击穿，出现放电现象。当放电现象持续发生，局部电弧不断发展延伸，一旦电弧自动而迅速地贯穿两极，即可能发生污闪，引发电气设备故障。Page27位于启备变上风口的虹吸井Page284、我厂防污闪治理措施（1）更换爬距不满足污秽等级的避雷器。电气专业积极与避雷器厂家联系，要求厂家更换满足设计要求及防污等级的新避雷器，利用主变及启备变停运检修机会对所有避雷器进行更换。（2）该电厂工程部对虹吸井进行封闭，防止水雾直接侵袭设备表面，大大改善了变压器绝缘子的运行环境。（3）由于海边湿度较大，水汽中盐份较高，同时周边环境污染严重，因此，该厂电气专业每次停电检修时均安排套管、避雷器、绝缘子清扫任务。Page294）加强对套管和绝缘子表面喷涂RTV防污闪涂层的管理，在检修中发现绝缘子表面RTV涂料存在大面积脱落后，迅速进行调研，重新对套管及绝缘子喷涂性能更加优良的高自洁涂料SRTV，强化绝缘了防污闪性能。通过一系列整改措施，该电厂变压器套管、避雷器、架空线绝缘子运行良好，电厂定期对绝缘子进行紫外成像监测，未发现明显放电现象，说明该厂所进行的一系列防污闪治理措施切实有效。Page30谢谢！