污閃對電網(wǎng)安全運行的威脅越來越嚴重,因污閃而導致輸電線路故障及危害僅次于雷害事故。輸電線路絕緣子的正確選擇和使用,可保證絕緣子的安全穩(wěn)定運行,從而減少停電和線路的運行維護。為此,通過對輸電線路絕緣子污閃放電機理分析,根據(jù)影響線路絕緣子污閃的因素,提出了防止線路發(fā)生污穢閃絡措施,減少運行線路污穢閃絡事故。絕緣子在長期運行中,大氣中的塵埃微粒沉積到其表面形成污穢層,在干燥氣候時,污穢層電阻很大,絕緣性能不會降低,但在霧、露、小雨、雪等氣象條件下,污穢層中的電解質(zhì)濕潤后,使表面電導率增加,絕緣性能下降,而其中的灰分等保持水分,促進污穢層進一步受潮,從而溶解更多的電解質(zhì),造成絕緣子濕潤表面的閃絡放電,簡稱污閃。絕緣子污閃放電的顯著特點是閃絡電壓低,可能低到10kV及以下。標準絕緣子在干燥清潔狀態(tài)下每片的閃絡電壓平均為75kV,在潮濕狀態(tài)下也有45kV,污穢絕緣子的沿面放電過程與清潔表面完全不同,不再是一種單純的空氣間隙的擊穿現(xiàn)象,而是一種與電、熱、化學因素有關的污穢表面氣體電離、表面層發(fā)熱和烘干,以及局部電弧發(fā)生、發(fā)展的熱動力平衡過程。
宏觀上可將污閃放電過程分為四個階段,即絕緣子表面的積污、污穢層的濕潤、形成干帶、局部放電的產(chǎn)生和發(fā)展并導致沿面閃絡。因此污閃的三要素是,絕緣子表面積污、污穢層濕潤和電壓作用。由于風吹或運輸車輛、農(nóng)業(yè)機械等使空氣中的塵土飛揚,逐漸落到絕緣子表面而形成污穢。塵土中并不含大量的導電物質(zhì),所以對線路的威脅并不顯著,如農(nóng)田使用大量化肥,增加了塵土中的導電物質(zhì),就容易引起絕緣子串污閃故障。處于鹽堿地區(qū)的線路,由風吹起含鹽粒的塵土,積淀在絕緣子上面而形成鹽堿污穢。鹽堿污穢對線路的危害較嚴重,特別是沙土或半沙土的鹽堿地區(qū),常因遇到塵土風暴,從而形成嚴重的鹽堿污穢。線路靠近海岸附近,海浪沖擊海岸引起海水飛濺或海水微粒,受風吹的作用,把他們吹向遠離海岸的地方,一旦落在絕緣子的上面,在干燥的氣象條件,水分蒸發(fā),微小顆粒的海鹽則沉積在絕緣子上面形成海水污穢。如火力發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、焦化廠、玻璃廠、冶金廠等工礦企業(yè)排出的煙塵和廢氣,飄散在空中,當落在絕緣子串上面時就形成工業(yè)污穢。這些污穢物質(zhì)可能是液體、氣體或固體。
對于輸電線路的絕緣子,人工清掃、機械清掃費時費力,帶電水沖洗成本高。有些地方受地理條件限制不能進行機械清掃或帶水沖洗,為解決這一難題,我國的某些地區(qū)常使用風力清掃環(huán)自動清掃絕緣子表面污垢。風力清掃環(huán)采用輕質(zhì)的絕緣材料制成,其結構是一個絕緣環(huán)上穿著若干個、按同一方向排列的風力推動碗,組成風力清掃環(huán)。使用時,將風力清掃環(huán)套在絕緣子上,當有風吹動時,風力清掃環(huán)就會轉(zhuǎn)動,風力推動碗的邊沿就會不斷地刮去絕緣子表面的污垢,從而保證絕緣子表面永遠清潔,防止污閃事故發(fā)生。將復合材料防污環(huán)狀薄片嵌入絕緣子鐵帽下,其外邊較絕緣子外徑略小,其內(nèi)邊與絕緣子鐵帽下沿之間無間隙。裝上防污環(huán)狀薄片后,既可抑制帽沿根部的電暈,提高電暈起始電壓;亦可改善沿絕緣子表面的電場分布,提高絕緣子的污閃電壓。輸電線路由于受大氣污染和氣象條件的影響比較大,容易發(fā)生輸電線路污閃現(xiàn)象,致使輸電線路發(fā)生故障,影響輸電線路的正常運行。