输电线路的防污闪设计措施

1 现状分析

输电线路作为电力系统的重要装备，是电能传输的主要通道。

输电线路长期暴露在大自然中，特别是在工业区域和盐碱地区域，输电线路经常受到工业废气或自然界盐碱、粉尘等污染，通常在其表面会形成一定的污秽。在气候干燥的情况下，污秽层的电阻很大，对运行没有危险。但是，当遇到潮湿气候条件下，污秽层被湿润，此时就可能发生污秽闪络（简称污闪）尤其是当设计泄露比距不够或采用的绝缘子不能满足污秽要求时，污闪就必然出现。因此，如何防止发生大面积污闪事故，就成为输电线路可靠运行的前提条件。

污闪，系绝缘子表面污秽导致绝缘子闪络，是雾期、雨雪期因空气湿度较大，且带有大量导电介质和尘埃微粒雾团、雨雪而造成的输电线路接地故障。

张家口地区的气候较干燥，化肥厂、农药厂、火力发电厂以及其它化工产品企业等排出的烟尘及废气，长久形成的污秽物质附着在绝缘子表面。积累后又形成薄膜，且不易被雨水冲洗掉，一旦在空气潮湿的气候条件下，就会形成导电层而引起闪络事故。

据调查，2003年，张家口地区电网掉闸事故中，污闪事故发生两次：2003年7月7日，张家口发电厂500 kV联络变压器高压套管闪络，造成电厂220 kV母线、宣西、侯家庙变电站与主网解列，且造成电厂220 kV母线，宣西220 kV变电站全停，用户停电。事故损失负荷30 MW，低周减载负荷50 MW，共计80 MW。

2003年9月24日，官聂110 kV线路绝缘子闪络，造成三个110 kV变电站全停，损失负荷7.3 MW。

以上显见，输电线路污闪事故的发生，可直接导致用户长时间停电，致使供电可靠率下降，从而给工农业生产和居生活用电带来负面影响。所以，减少或杜绝污闪事故，对输电线路的可靠运行至关重要。

2 原因分析

根据以上调查结果，有必要对污闪机理进行研究，进而掌握并分析污闪发生的原因。具体有：

空气湿度大。在空气湿度大且无风或微风的自然条件下，绝缘子的绝缘水平降低，表面的泄露电流增大。此时，污闪是引起故障的主要因素。

泄露比距小。计算泄露比距采用额定电压与实际运行电压不符。通常，实际污闪季节，系统电压高出额定电压的10%左右，也就是说，计算的泄露比距比实际低10%左右，故污闪必然会出现。

绝缘子不能满足污秽要求。以往，我们常采用普通绝缘子和防污绝缘子。这两种绝缘子的耐压层，只有几片或十几片水泥浇注层厚度，一旦出现零值绝缘子，耐压水平就会降低，从而影响泄露电流的变化，出现污闪。

周边环境污染。随着工农业的发展，尤其是化肥、农药、化工等行业的兴起，其排放的污染物日益增多，致使线路周边的环境污染日趋恶化。

污秽资料不准确。各种人为的污染日趋严重，而线路的污染区划分未能跟上客观环境的变化，致使线路设计不能合理的确定污染区等级。

对污闪发生的机理认识不足。附着在绝缘子表面污秽层中有非导体成分和导体成分，在周围环境潮湿的条件下，污秽层中的非导体部分吸收水分，电解质成分开始分解成阴阳离子。随着离子运动的加强，电场强度增强，在电场力的作用下，电子导体中的电子挣脱原子核的束缚成为自由电子，又促使电场强度增强，最终加大了泄露电流。当泄露电流大到一定程度时，绝缘就会被击穿，从而发生闪络接地事故。

从以上六个方面的分析可以看出，输电线路发生污闪的主要原因是：

·设计计算泄露比距不够；

·采用的绝缘子不能满足污秽的要求；

·环境污秽资料不准确。

3 对策措施

针对上述三个方面的主要原因，有必要从线路设计选线开始，采取以下对策措施。

线路路径避开污秽区。在保证经济合理施工方便的条件下，设计选定的线路路径应尽量避开污秽等级高的化工厂、发电厂、冶金厂、煤窑等。

对不可避开的铁路、通讯设施、炼油厂等，事先与所属单位取得联系。收集沿线现有及拟建的铁道、通信信号等设施资料，掌握现有及拟开工的化肥厂、炼油厂等排出的水、气、灰等污秽程度和扩散范围以及对输电线路的影响程度。

尽可能准确全面地掌握线路沿线的环境资料，为划分污秽等级和计算泄露比距做准备。

根据环境污秽等级计算泄露比距。根据线路沿线的污秽资料，结合华北电网公司颁发的《京津唐电网污区分布图》，对线路所在地区划分污秽等级。

根据《设计规程》中有关架空电力线路环境污秽等级规定，准确计算绝缘子泄露比距。

根据以往教训，计算泄露比距采用高一级的污秽等级。即线路环境污秽等级为二级，那么，计算泄露比距时就选定三级。

选用满足要求的绝缘子。采用有机复合绝缘子。有机复合绝缘子由硅橡胶整体制成，从而构成了一个整体耐压层。所以，其污闪电压是瓷绝缘子的2~3倍，其结构为不可击穿型，且便于清扫。

采用玻璃绝缘子。玻璃绝缘子的爬距大，泄露比距高，且发生故障时能够自爆，可缩短事故点的查找时间并降低停电损失。

线路直线前进。在制定线路选线方案时，尽量排除或减少转角，线路尽可能直线前进。同时，尽量避开污染程度高的化工厂、采石场、煤窑等区域，减少跨越公路、铁路的次数，整体降低线路沿线环境的污秽等级。

采用高一级的污秽等级计算泄露比距。因为采用高一级的污秽等级计算的泄露比距比实际要求的泄露比距高20%左右，即使在污闪季节且系统电压高的情况下，泄露比距依然能满足要求。

采用有机复合绝缘子。利用其结构的优越性和自身的防污秽能力，在一定程度上提高了线路的防污能力。

4 结论

经过采取以上对策措施，取得了较好的效果。由于合理计算了泄露比距并采用新型绝缘子，从而提高了绝缘子的放电电压，明显降低了绝缘子的闪络事故。同时，也减少了各种维护成本，降低了职工的劳动强度。

为了从源头上促进输电线路工程设计更加安全环保，今后，在设计选线中，还应当注意以下几点：

对策措施应列入线路设计质量控制点。设计部门应加强与相关单位配合，健全线路环境资料的收集，提高对新产品的认识和应用能力。

进行盐密监测活动，确定合理的污区等级，以此为依据对线路进行调爬，增大泄露比距，提高线路防污能力。

及时与政府职能部门取得联系，了解掌握输电线路沿线周围污染源以及天气变化情况。

加强与施工、运行、维护等单位通力合作，提高线路本体绝缘水平，从设计选线开始采取对策措施，达到标本兼治的防污效果，大幅度降低输电线路的污闪掉闸事故。