絕緣設(shè)備污閃特性

絕緣設(shè)備污閃特性一、污閃的一般過程絕緣設(shè)備的污閃由兩個因素決定：一是大氣污染造成的絕緣表面積污；二是能使積聚污穢物質(zhì)充分受潮的氣象條件。在干燥氣象條件下，污穢物的電阻值很大，可以認(rèn)為是不導(dǎo)電的，表面臟污的絕緣設(shè)備仍有很高的絕緣強度。但在大霧、凝露、毛毛雨的氣象條件或環(huán)境濕度較高的時候，污層中的電解質(zhì)（可溶鹽）成分會充分溶于水中，產(chǎn)生了可在電場力作用下作定向運動的正、負(fù)離子，在絕緣子表面形成導(dǎo)電通路，降低了絕緣電阻，從而有較大的泄漏電流沿絕緣設(shè)備表面流過，使絕緣強度大大降低，在正常運行電壓下就能導(dǎo)致絕緣子沿面閃絡(luò)，即污閃。

絕緣設(shè)備污閃——指由于表面積聚的污穢物在特定的條件下發(fā)生潮解，沿設(shè)備表面的泄露電流急劇增加，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象。例如：盤形懸式絕緣子的鋼腳和鐵帽、棒式支柱絕緣子裙和芯棒交接處的泄漏電流密度一般比較大。此處熱效應(yīng)顯著，污穢物中含有的水分被蒸發(fā)，在絕緣設(shè)備表面形成干燥帶，導(dǎo)致整個絕緣設(shè)備承受的電壓沿著設(shè)備表面重新分布。由于干燥帶中的污穢物是不導(dǎo)電的，其絕緣電阻值很高，因此干燥帶承受的壓降很高。當(dāng)干燥帶某處的場強值超過起暈場強時，在該處就會發(fā)生局部放電。沿面局部放電是不穩(wěn)定的，呈間歇的脈沖狀態(tài)，有可能是火花放電、沖刷放電或跨越干燥帶的局部電弧。

當(dāng)放電火花熄滅時，由于此時已形成明顯的干燥帶，泄漏電流被干燥帶的高電阻限制到很小的值，泄露電流的烘干作用幾乎終止，

大氣的潮濕會使干燥帶重新濕潤，從而在場強較高處又產(chǎn)生新的放電火花。

由于絕緣設(shè)備表面材料的不同，形狀、結(jié)構(gòu)尺寸的變化，表面污層分布不均勻和潤濕程度不同等因素的影響，泄漏電流在設(shè)備表面上的分布是不均勻的。當(dāng)絕緣子臟污不很嚴(yán)重或受潮不充分，以及絕緣子的泄漏距離較長時，放電較微弱；放電的形式多是藍(lán)紫色的火花或刷狀放電，此時泄漏電流脈沖幅值較小，隨著絕緣子受潮因素的減弱，此種放電現(xiàn)象會逐漸減弱并消失。當(dāng)絕緣子臟污比較嚴(yán)重，絕緣子表面又充分受潮時，以及絕緣子的泄漏距離較小，就會出現(xiàn)較強烈的局部放電現(xiàn)象。

在這種條件下，放電形式為跨越干燥帶的電弧放電，電弧為黃紅色并作頻繁伸縮的樹枝狀，放電通道中的溫度可增加到熱游離的程度，與這種放電形式相對應(yīng)的泄漏電流脈沖幅值較大（數(shù)十至數(shù)百毫安），在一定條件下，局部電弧會逐漸沿面展開并最終完成閃絡(luò)。3由上分析可知：隨著絕緣設(shè)備表面污穢狀況和外界條件的變化，設(shè)備表面的局部放電現(xiàn)象可能會逐漸減弱以致消失，此時設(shè)備可繼續(xù)正常運行，也可能會發(fā)展成為貫通兩極的電弧，形成污閃故障和事故。例如：如果局部電弧的熱效應(yīng)使干燥帶擴大到電弧無法維持時，電弧就會熄滅；若外界條件使干燥帶電阻不斷減小，泄漏電流不斷增大，局部電弧自身壓降不斷減小時，則局部電弧可不斷向?qū)O發(fā)展，直至閃絡(luò)。4總的來說：

污閃放電是涉及到電、熱和化學(xué)現(xiàn)象的錯綜復(fù)雜的變化過程。一般而言，可將污閃過程分為四個階段：1)絕緣表面的積污；2)絕緣表面的濕潤；3)局部放電的產(chǎn)生；4)局部放電的發(fā)展三、絕緣子串的污閃特性一、雙串瓷絕緣子的污閃特性

——雙串絕緣子污閃電壓相對于單串絕緣子有所降低，現(xiàn)場運行中應(yīng)適當(dāng)注意雙串絕緣子的安裝間距。雙串絕緣子閃絡(luò)電壓降低的原因主要有三個：①雙串絕緣子的安裝使得沿絕緣子電位分布的不均勻性更大；②雙串絕緣子周圍電場相對于單串絕緣子而言畸變得更為嚴(yán)重；③雙串絕緣子的安裝結(jié)構(gòu)使得閃絡(luò)路徑增加，閃絡(luò)電壓降低。二、V形串絕緣子的污閃特性

——V串絕緣子靠得越近，串間影響越嚴(yán)重三、串長對污閃特性的影響（待研究）——與絕緣子串表面的污穢程度和狀態(tài)有關(guān)，有的試驗結(jié)果為成正比，有的研究結(jié)果為非線性。硅橡膠復(fù)合絕緣子具有良好的耐污閃性能，同等情況下，其污閃耐受電壓比瓷絕緣子高2～3倍。四、復(fù)合絕緣子的污閃特性以硅橡膠材料為傘裙護套的復(fù)合絕緣子有優(yōu)良的耐污閃能力主要原因有以下幾點：（1）硅橡膠傘裙表面具有憎水性，可遷移至污穢層表面，使得污穢層也具有憎水性；（2）由于污層也具有憎水性，污層表面所吸附的水分不會形成連續(xù)水膜，僅以不連續(xù)的小水珠的形式存在。在持續(xù)電場的作用下又細(xì)又小的小電弧分布在整個絕緣表面，不像瓷或玻璃絕緣子那樣形成集中而強烈的電弧。此特點決定了復(fù)合絕緣子表面不易形成集中的放電通路，局部電弧不易發(fā)展，從而有較高的污閃電壓。（3）同樣條件下，硅橡膠復(fù)合絕緣子達(dá)到飽和受潮所需的時間大約是瓷絕緣子所需時間的數(shù)倍，因此難以受潮，自然污閃就相對難以發(fā)生。（4）復(fù)合絕緣子桿徑小，形狀系數(shù)大，在表面同樣臟污的條件下，它的表面電阻比形狀系數(shù)小的瓷絕緣子要大得多，而污閃電壓和表面電阻有直接的關(guān)系，表面電阻越大，相應(yīng)的污閃電壓就越高；（5）硅橡膠材料的可塑性大、成形方面，有利于絕緣子結(jié)構(gòu)形狀的優(yōu)化選擇，作到積污較少，又有較高的污閃電壓。五、絕緣子閃絡(luò)的影響因素（一）污穢成分對絕緣子閃絡(luò)特性的影響包括：可溶解污物和不可溶解污物無論是沿海還是內(nèi)地，污物中都含有NaCl（占10%-30%）、CaSO4（占20%-60%）及其他成分。試驗表明：灰密的大小對污閃有直接影響，灰密增大時污閃電壓將降低；不同鹽類污穢的絕緣子污閃電壓不同，一價鹽（NaCl）比二價鹽（如ZnSO4、MgSO4、CaCl2等）對絕緣子污閃特性的影響要大一些；而在相同鹽密的條件下，不同化學(xué)成分下的污穢閃絡(luò)電壓是不同的，與MgSO4、CaCl2相比NaCl鹽對絕緣子污閃特性影響最大。（二）海拔高度對絕緣子閃絡(luò)特性的影響高海拔地區(qū)空氣稀薄，氣壓較低（隨著氣壓降低污穢絕緣子的直流和交流閃絡(luò)電壓降低），晝夜溫差大，電氣設(shè)備的絕緣強度下降。（西寧、云南、蘭州為例）U=U0(P/P0)n各單位試驗結(jié)果表明：（1）隨著海拔升高或氣壓降低，各種形狀絕緣子