均壓環(huán)對復(fù)合絕緣子運行的影響及鳥糞閃絡(luò)分析

均壓環(huán)對復(fù)合絕緣子運行的影響及鳥糞閃絡(luò)分析烏蘭察布電業(yè)局安平崔俊海馮德閱讀次數(shù)：180我局引進復(fù)合絕緣子剛九年時間，起初只是對高污穢地區(qū)，如電廠出口、公路、鐵路、鹽堿潮濕及高耗能等地區(qū)進行了更換使用，運行經(jīng)驗表明，復(fù)合絕緣子以其重量輕，機械強度高表面增水性強，防污閃性能好和不測零值等方面均超過了瓷式絕緣子，而其顯著的經(jīng)濟效益更是瓷式絕緣子無比擬的，往年對重污地區(qū)每年一度的瓷瓶清掃工作以及每兩年一次的零值測試隨著復(fù)合絕緣子的增加而逐年減少，對絕緣子的維修，更換工作也從次數(shù)，人員上也相應(yīng)減少，從而大大降低了工人的工作強度，由于還處在試驗階段，所以有必要對其結(jié)構(gòu)、性能以及處在北方特殊氣候條件下的運行可靠性，耐老化等方面進行系統(tǒng)，深入的研究。近年來由于天氣逐漸變暖，各種大鳥開始出現(xiàn)在北方地區(qū)，鳥糞污穢故障也隨著頻頻出現(xiàn)，給電網(wǎng)的可靠性造成了重大的威脅也越來越引起了人們的注視。因此對復(fù)合絕緣子在加大第一片傘裙和均壓環(huán)形狀，位置上能否對防止鳥糞污閃事故方面進行分析，對有效防止事故保證電網(wǎng)安全可靠運行是極為必要的，本文針對目前復(fù)合絕緣子的運行狀況、性能以及防止鳥糞污閃方面進行了較為詳細的分析，使其在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。一、復(fù)合絕緣子的電氣性能與機械強度電氣性能優(yōu)越，機械強度高，內(nèi)部承載的環(huán)氧玻璃纖維引拔棒抗彎曲強度比普通鋼材高2倍，是高強度瓷材料10倍左右，更有效提高了安全運行的可靠性。耐污性能好，抗污性能強，其濕耐受電壓和污穢耐受電壓為相同爬距瓷絕緣子的2—2.5倍，且不需清掃，能在重污穢地區(qū)安全運行。具有很強的抗沖擊性和防震性能，其良好的防脆性和抗蠕變性，不易破碎、抗彎曲、抗扭強度高，可承受內(nèi)力強，防爆力強，可與瓷、玻璃絕緣子互換使用。復(fù)合絕緣子由于其機械性能和電氣性能均優(yōu)于瓷絕緣子，運行幅度大，是電力線路的更新產(chǎn)品。復(fù)合絕緣子以其優(yōu)異的防污閃特性及輕便、不易破損、安裝維修方便已在高壓輸電線路中得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合絕緣子與傳統(tǒng)的玻璃或瓷絕緣子相比，在安裝時多配有一個附件一一這就是均壓環(huán)。依據(jù)線路電壓等級不同、地理環(huán)境不同及認識方面的差異，有的復(fù)合絕緣子安裝一只均壓環(huán)、有的安裝二只均壓環(huán)，有的不安裝。二、均壓環(huán)作用在使用瓷或玻璃的絕緣干線路上，僅只在500KV線路上我們見到過均壓環(huán)，而且使用復(fù)合絕緣子的線路上，在110KV—220KV線路上差不多都使用均壓環(huán)，這是因為復(fù)合絕緣子較之瓷或玻璃絕緣子，其電壓更不均勻。眾所周知，絕緣子的電壓分布與其自身的對地電容量有關(guān)，對地電容量大的絕緣子電壓分布趨于均勻，反之則不均勻。復(fù)合絕緣子較之瓷或玻璃絕緣子的對地電容小，則電壓的不均勻分布是顯而易見的了。而復(fù)合絕緣子這種電壓的不均勻分布，電壓等級越高，表現(xiàn)越加明顯，理論計算表明，在電壓超過500KV，整支復(fù)合絕緣子其靠近帶電端的電場強度，已經(jīng)超過了空氣的擊穿強度。因此，在高電壓等級的線路上使用復(fù)合絕緣子應(yīng)適當配置均壓環(huán)，除此之外，復(fù)合絕緣子上配置均壓環(huán)，除了具有均壓效果外，還可以起到引弧作用，線路上產(chǎn)生的放電閃絡(luò)發(fā)生兩環(huán)之間，保護傘裙表面不被灼傷。三、復(fù)合絕緣子安裝均壓環(huán)的“得”與“失”復(fù)合絕緣子在實際運行時如果不安裝均壓環(huán)，其表面電場強電壓分布極不均勻已是一個不爭的事實，但復(fù)合絕緣子均壓環(huán)的安裝位置及均壓環(huán)的結(jié)構(gòu)對合成絕緣子電壓分布改善的影響很大。在不安裝均壓環(huán)的情況下，復(fù)合絕緣子靠近帶電端的絕緣子與端部金屬附件連接處的場強最高，靠近帶電端的第一個傘裙上的分布電壓電最高。如果均壓環(huán)環(huán)體所在的平面與絕緣體和端部金屬附件的連接處在同一高度上，均壓環(huán)幾乎起不到均壓作用。隨著均壓環(huán)“插入”絕緣體高度的增加，由于均壓環(huán)的均壓與屏蔽作用，均壓效果就愈加明顯。但是，均壓環(huán)“插入”絕緣體的高度增加，其電壓分布得到改善，但絕緣子的有效放電距離因此而縮小，造成雷電沖擊放電電壓的降低。實驗表明，我國現(xiàn)有的復(fù)合絕緣子在安裝均壓環(huán)后與未安裝均壓環(huán)相比，其雷電沖擊放電電壓大約降低6-11%。比較復(fù)合絕緣子安裝均壓環(huán)與不安裝均壓環(huán)的“得”與“失”，解決的辦法只有一個，就是在線路安全距離許可的條件下，適當增加復(fù)合絕緣子的有效放電距離，在我國的多雷地區(qū)，采取此項措施尤為重要。四、開口型均壓環(huán)與閉口型均壓環(huán)的比較分析目前在復(fù)合絕緣子上使用的均壓環(huán)又分為“開口”環(huán)和“閉口”環(huán)兩種，兩環(huán)唯一區(qū)別即是開口環(huán)在環(huán)體上留有一放電開口。就其均壓效果而言，二者之間并無明顯差異。開口式均壓環(huán)由于在其開口處有較高的場強，因而具有較強的引弧作用，當線路產(chǎn)生過電壓，且過電壓值處于臨界狀態(tài)時，促使其放電，從而縮短放電時間，保護傘裙表面不被電灼傷。在國外一些復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠家中，與復(fù)合絕緣子相配套使用的均壓環(huán)幾乎全部都是開口式均壓環(huán)。另外，開口環(huán)與閉口環(huán)的一個明顯差別是，開口環(huán)的放電都發(fā)生在開口方向，而閉口環(huán)則無明顯規(guī)律。一些發(fā)達國家在輸電線路的運行中十分重視對絕緣子表面的保護，即使在一些瓷或玻璃絕緣子輸電線路中，都設(shè)計安裝一種“放電間隙”裝置，這種裝置是在絕緣子串的某一側(cè)面上、下對應(yīng)地安裝一對金屬棒，金屬棒的長短根據(jù)線路對放電電壓要求的高低而定。顯然，安裝“放電間隙”裝置后的絕緣子串，其放電電壓較之未安裝該裝置時會降低，但對絕緣子表面的保護會加強，因為線路一旦發(fā)生過電壓放電，其放電必然會發(fā)生在放電間隙上，而不會發(fā)生在絕緣子表面。開口式均壓環(huán)實際上是一種具有均壓作用，同時又具備有“放電間隙”功能的均壓環(huán)，其效果當然會比閉口式均壓環(huán)要好的多。五、均壓環(huán)的正確安裝對線路運行的影響復(fù)合絕緣子均壓環(huán)的安裝極其簡單，但往往不被人所重視。實際上，只要仔細閱讀一下產(chǎn)品使用說明書即可。而現(xiàn)在國內(nèi)大部分復(fù)合絕緣子的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，都在端部附件上留有安裝均壓環(huán)的定位裝置。但是仍然發(fā)現(xiàn)有些施工單位對均壓環(huán)進行錯誤地安裝甚至反裝，均壓環(huán)反裝后，不僅不能對復(fù)合絕緣子起到均壓作用，還將對線路運行產(chǎn)生嚴重地負面影響，特別是對“開口”均壓環(huán)的安裝，應(yīng)該根據(jù)桿塔地形狀不同、導(dǎo)線排列方式不同，其“開口”的“朝向”也不同，而且必須要強調(diào)的是，復(fù)合絕緣子在上、下同時安裝均壓環(huán)時，其開口方向必須保持一致。六、鳥糞閃絡(luò)分析鳥糞閃絡(luò)是一種突發(fā)性事件，閃絡(luò)前沒有也不可能有任何征兆，閃絡(luò)時也極少為人所見，在此鳥糞事故的認定必須依靠事后判斷。由于鳥糞閃絡(luò)是鳥糞流落在絕緣子表面引發(fā)的掩面閃絡(luò)事故，因此絕緣子上鳥糞痕跡的存在成為判斷是否鳥糞閃絡(luò)的重要依據(jù)，或者以桿塔下有鳥糞痕跡或桿塔上有鳥窩為輔助依據(jù)。鳥糞閃絡(luò)的發(fā)展過程可以分為以下三個階段：一是鳥糞的形成和伸長。鳥糞排出后，以自由落體的方式下落，形成一段細長的下落體；二是絕緣子周圍電場發(fā)生嚴重畸變，鳥糞通道的前端與絕緣子高壓端之間的空氣間隙的電場強度大大增加。絕緣子承受的大部分電壓都加在了這一段空氣間隙上；三是空氣間隙擊穿，完成閃絡(luò)。當鳥糞通道的前端越來越接近絕緣子的高壓端時，他們之間的空氣間隙被擊穿，形成局部電弧。當鳥糞的電導(dǎo)率超過一定值時，局部電弧最終發(fā)展成閃絡(luò)。鳥糞閃絡(luò)的機理可以認為是鳥糞下落的瞬間畸變了絕緣子的周圍的電場分布，使鳥糞通道與絕緣子高壓端之間發(fā)生了空氣擊穿而導(dǎo)致閃絡(luò)。并不是或主要不是以前直觀認為的由于鳥糞淌落在絕緣子表面導(dǎo)致的沿面污穢閃絡(luò)。從鳥糞閃絡(luò)的機理來看，采用均壓環(huán)增加了鳥糞閃絡(luò)的可能性。從綜合考慮引弧與鳥糞閃絡(luò)的角度看，對110KV和220KV絕緣子采用招弧角似乎是一個兩者兼顧的措施。如果將招弧角裝在鳥糞不容易下落的方向，就更能減少鳥糞閃絡(luò)的幾率。而均壓環(huán)對金具的屏蔽作用，可以用大曲率半徑的金具來實現(xiàn)。若繼續(xù)采用均壓環(huán)，則在安裝防鳥裝置覆蓋范圍時，應(yīng)該把均壓環(huán)的尺寸也考慮在內(nèi)。以往的防鳥糞閃絡(luò)措施大致可分兩類，一類是防止或減少鳥在絕緣子上方的停留，第二類是防止鳥糞沿傘裙下淌。從鳥糞閃絡(luò)的機理來看，第二