第1講-污穢外絕緣問題概況

1、污穢外絕緣問題概況污穢外絕緣問題概況王黎明王黎明Wy高電壓外絕緣工程 第1講深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室用途：機(jī)械上連接，電氣上絕緣種類：盤型懸式絕緣子 棒形懸式絕緣子 針式絕緣子 橫擔(dān)絕緣子 電站支持絕緣子 瓷套 套管絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研

2、究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途線路懸式絕緣子線路懸式絕緣子深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途長棒型絕緣子長棒型絕緣子深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途套管套管深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途套管套管深圳研究生院 能源

3、與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途電氣性能 耐受運(yùn)行電壓（臟污、覆冰等各種氣象條件） 耐受雷電過電壓 耐受操作過電壓機(jī)械性能 （懸式、耐張、支柱、橫擔(dān)）有不同性能要求耐老化性能使用要求使用要求三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 電瓷絕緣子電瓷絕緣子 使用歷史長，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富使用歷史長，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富 制造工藝成熟，耐老化制造工藝成熟，耐老化 玻璃絕緣子玻璃絕緣子 不用測零值不用測零值 耐老化性能好耐老化性能好 復(fù)合絕緣子復(fù)合絕緣子 耐污閃性能好耐污閃性能好 重量輕，搶修方便重量輕，

4、搶修方便 制造工藝簡單制造工藝簡單 實(shí)現(xiàn)大噸位容易實(shí)現(xiàn)大噸位容易 電瓷絕緣子電瓷絕緣子 耐污閃性能差耐污閃性能差 有零值問題有零值問題 玻璃絕緣子玻璃絕緣子 耐污閃性能差耐污閃性能差 自爆碎玻璃自爆碎玻璃 復(fù)合絕緣子復(fù)合絕緣子 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)少運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)少 老化問題老化問題 脆斷和不明原因閃絡(luò)脆斷和不明原因閃絡(luò)深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子的種類和用途絕緣子的種類和用途深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)

5、驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故運(yùn)輸損壞運(yùn)輸損壞三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故外力破壞外力破壞三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故現(xiàn)場使用損壞現(xiàn)場使用損壞三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故現(xiàn)場使用損壞現(xiàn)場使用損壞三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院

6、深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故復(fù)合絕緣子損壞復(fù)合絕緣子損壞機(jī)械強(qiáng)度下降機(jī)械強(qiáng)度下降界面擊穿和芯棒脆斷界面擊穿和芯棒脆斷硅橡膠表面性能的劣化硅橡膠表面性能的劣化三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子損壞事故絕緣子損壞事故復(fù)合絕緣子損壞復(fù)合絕緣子損壞三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室懸式盤型絕緣子的零值問題懸式盤型絕緣子的零值問題什么是零值絕緣子什么是零值絕緣子零值產(chǎn)生的原因零值產(chǎn)生的原因零

7、值絕緣子的危害零值絕緣子的危害為什么有零值的絕緣子為什么有零值的絕緣子串雷擊閃絡(luò)會掉串串雷擊閃絡(luò)會掉串為什么有零值的玻璃絕為什么有零值的玻璃絕緣子串掉串概率小緣子串掉串概率小深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題污閃事故會造成長時(shí)間、大面積停電1971-1980我國污閃事故（輸電線路1126次，變電設(shè)備761次）1981-1990我國污閃事故（輸電線路1907次，變電設(shè)備695次）1

8、996-1997華東、華中、西北、華北等地大面積污閃，導(dǎo)致26串絕緣子斷串，23起導(dǎo)線落地事故2001年初年初河南、華北、遼寧等地大面積污閃，線路停電238條，變電站停電34座，972次污閃事故危害污閃事故危害三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工

9、新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題2002年年2月底，因濃霧發(fā)生的污閃事故造成了沈陽石蠟化工月底，因濃霧發(fā)生的污閃事故造成了沈陽石蠟化工有限公司有限公司220kV供電系統(tǒng)崩潰，公司供電系統(tǒng)崩潰，公司66kV及以下供電系統(tǒng)隨之及以下供電系統(tǒng)隨之嚴(yán)重波動和崩潰。嚴(yán)重波動和崩潰。2003年年11月月3日和日和6日浙江日浙江500kV秦王秦王5415線線19號塔號塔(雙串雙串)連連續(xù)發(fā)生續(xù)發(fā)生2 次污閃，次污閃，11月月6日日500kV瓶喬瓶喬5411線線126號塔號塔(雙串雙串)發(fā)發(fā)生污閃。生污閃。2004年年9月月23日至日至2005年年1月月30日，廣東省因積污期長達(dá)日，廣東省因積

10、污期長達(dá)129天，再加上連續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣，以致廣東電網(wǎng)連續(xù)發(fā)天，再加上連續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣，以致廣東電網(wǎng)連續(xù)發(fā)生污閃跳閘事故；截止生污閃跳閘事故；截止2005年年1月月31日，日，12條條500kV線路線路的的20基桿塔發(fā)生基桿塔發(fā)生56條次污閃跳閘，條次污閃跳閘，5條條220kV線路的線路的5基桿基桿塔發(fā)生塔發(fā)生9條次污閃。條次污閃。三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題2005年年07月月26日，烏海地區(qū)出現(xiàn)了罕見的雷暴雨，降雨量日，烏海地區(qū)出現(xiàn)了罕見的雷暴雨，降雨量達(dá)到達(dá)到23.9

11、mm/d，特殊的氣象條件誘發(fā)了烏海電業(yè)局順達(dá)，特殊的氣象條件誘發(fā)了烏海電業(yè)局順達(dá)220 kV變電站支柱絕緣子發(fā)生污閃跳閘事故。變電站支柱絕緣子發(fā)生污閃跳閘事故。2006年年1月月27日、日、2月月2日、日、2月月6日，華北地區(qū)出現(xiàn)濃霧天氣日，華北地區(qū)出現(xiàn)濃霧天氣，造成朔黃鐵路肅黃段河間，造成朔黃鐵路肅黃段河間李天木區(qū)間接觸網(wǎng)棒式絕緣李天木區(qū)間接觸網(wǎng)棒式絕緣子大面積污閃跳閘。子大面積污閃跳閘。2007年年8月至月至2009年年1月隴海線邵崗集站、新月線焦作月隴海線邵崗集站、新月線焦作柏山區(qū)間接觸網(wǎng)棒式絕緣子發(fā)生了柏山區(qū)間接觸網(wǎng)棒式絕緣子發(fā)生了4次大面積連續(xù)污閃跳閘，次大面積連續(xù)污閃跳閘，導(dǎo)致長時(shí)

12、間供電中斷。導(dǎo)致長時(shí)間供電中斷。三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題污閃現(xiàn)象污閃現(xiàn)象三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題2008年臺風(fēng)“鸚鵡” 期間220千伏風(fēng)田站設(shè)備爬電照片三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研

13、究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題污閃放電的特點(diǎn)污閃放電的特點(diǎn)污閃放電是涉及電、熱、力學(xué)、化學(xué)現(xiàn)象的復(fù)雜變化污閃放電是涉及電、熱、力學(xué)、化學(xué)現(xiàn)象的復(fù)雜變化過程，宏觀上可分為過程，宏觀上可分為4個(gè)階段：個(gè)階段： （1）絕緣子表面的積污；）絕緣子表面的積污； （2）絕緣子表面的潤濕；）絕緣子表面的潤濕； （3）局部放電及局部電弧的產(chǎn)生；）局部放電及局部電弧的產(chǎn)生； （4）局部電弧的發(fā)展，完成閃絡(luò)。）局

14、部電弧的發(fā)展，完成閃絡(luò)。三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題風(fēng)力（工業(yè)污染擴(kuò)散可達(dá)風(fēng)力（工業(yè)污染擴(kuò)散可達(dá)20-30km)， （上、下表面，（上、下表面，迎風(fēng)面、背風(fēng)面）；迎風(fēng)面、背風(fēng)面）；重力；重力；電場力：高壓端積污嚴(yán)重，直流比交流積污嚴(yán)重；電場力：高壓端積污嚴(yán)重，直流比交流積污嚴(yán)重；絕緣子形狀的影響（鐘罩型、雙傘型）。絕緣子形狀的影響（鐘罩型、雙傘型）。積污積污三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃

15、絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題自然界中最嚴(yán)重的潤濕條件：自然界中最嚴(yán)重的潤濕條件：霧（華北地區(qū)統(tǒng)計(jì)，霧（華北地區(qū)統(tǒng)計(jì)，76%的污閃發(fā)生在大霧氣象條件）的污閃發(fā)生在大霧氣象條件）凝露（沙漠等溫差較大地區(qū)的污閃，室內(nèi)污閃）凝露（沙漠等溫差較大地區(qū)的污閃，室內(nèi)污閃）毛毛雨毛毛雨大雨（自清洗和污雨閃）大雨（自清洗和污雨閃）融雪（東北地區(qū)的粘雪）融雪（東北地區(qū)的粘雪）融冰融冰表面憎水性對潤濕影響大表面憎水性對潤濕影響大受潮受潮三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題污層中的電解質(zhì)成分溶于水中，形成導(dǎo)電的水

16、膜污層中的電解質(zhì)成分溶于水中，形成導(dǎo)電的水膜;泄漏電流的熱效應(yīng)，在電流密度大的部位先形成干區(qū)泄漏電流的熱效應(yīng)，在電流密度大的部位先形成干區(qū);電位按電阻分布，在干區(qū)兩端的電位差大，當(dāng)超過空氣的擊穿電位按電阻分布，在干區(qū)兩端的電位差大，當(dāng)超過空氣的擊穿場強(qiáng)，形成跨越干區(qū)的局部電弧放電場強(qiáng)，形成跨越干區(qū)的局部電弧放電;這種局部電弧放電是間歇的、不穩(wěn)定的，可持續(xù)相當(dāng)長時(shí)間這種局部電弧放電是間歇的、不穩(wěn)定的，可持續(xù)相當(dāng)長時(shí)間;放電現(xiàn)象和泄漏電流存在對應(yīng)關(guān)系放電現(xiàn)象和泄漏電流存在對應(yīng)關(guān)系局部電弧的產(chǎn)生局部電弧的產(chǎn)生三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源

17、與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題放電現(xiàn)象和泄漏電流的關(guān)系（以放電現(xiàn)象和泄漏電流的關(guān)系（以XWP-7為例為例)三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題局部電弧的發(fā)展局部電弧的發(fā)展三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較三類絕緣子優(yōu)缺點(diǎn)比較深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室絕緣子污穢閃絡(luò)問題絕緣子污穢閃絡(luò)問題臨界污閃條件分析臨界污閃條件分析恒定電壓作用下不同污層電導(dǎo)率值恒定電壓作用下不同污層電導(dǎo)率值對應(yīng)的對應(yīng)的X-I關(guān)系關(guān)系深圳研究生院深圳研究生院 能源與

18、電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室臨界污閃條件分析臨界污閃條件分析在恒定電導(dǎo)率條件下不同電壓值對應(yīng)的在恒定電導(dǎo)率條件下不同電壓值對應(yīng)的X-I關(guān)系關(guān)系深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室臨界污閃條件的一些判據(jù)臨界污閃條件的一些判據(jù) Ra=Rr Ra:單位長度電弧的電阻單位長度電弧的電阻 Rr：單位長度剩余污層的電阻單位長度剩余污層的電阻 Ea=Er Ea:電弧的電位梯度電弧的電位梯度 Er：剩余污層電阻的單位梯度剩余污層電阻的單位梯度 dP/dx0深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室染污放電問題的簡單探討染污放電問題的簡單探討 靜電力牽引靜電力牽引 E=El-Ea E:電弧端部的場強(qiáng)電弧端部的場強(qiáng) El：污層的電場強(qiáng)度：污層的電場強(qiáng)度 Ea：電弧的電場強(qiáng)度電弧的電場強(qiáng)度 電弧端部的熱電離電弧端部的熱電離 Ea El的方向相同，電弧只受縱向力的作用 Ea El的方向不同，電弧也會橫向運(yùn)動 Ea El的方向相同、大小相等，不受靜電力作用，只有熱浮力作用 在污閃的臨界時(shí)刻，電弧的溫度高達(dá)10000-14000k,Na原子處于全電離狀態(tài)，導(dǎo)致閃絡(luò)的完成。深圳研究生院深圳研究生院 能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室能源與電工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室染污放電問題的簡單探討染污放電問題的簡單探討 有人利用模型試驗(yàn)，證實(shí)有人利