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输变电设备污闪原因及解决办法

来源:admin   发布时间:2018-12-01 10:36

1大面积污闪事故的主要特点和原因  自20世纪90年代以来,东北、西北、华北、华中、华东和华南都相继发生过大面积污闪事故,其主要特点和原因可归纳(指归拢并使有条理)为部分线路绝缘配置偏低、天气恶劣(liè)、大环境感染降低(reduce)了外绝缘强度(strength)、清扫质量不高。不同时间和地点发生污闪的设备(shèbèi)也有很大差别。如1990年华北大面积污闪事故,输电线路主要发生在悬垂串上。变电设备故障多发生在母线、隔离开关、阻波器等支柱绝缘子上,或未涂RTV和未安装增爬裙或未及时进行水冲洗的设备上。2001年大面积污闪事故中辽沈地区主要集中在I-Ⅱ级污区;华北、河南主要分布在Ⅱ-Ⅲ级污区;京津唐、河北、河南和辽宁电网凡全线使用复合绝缘子的线路几乎都没有发生污闪。线路污闪与1990年华北大面积污闪比较耐张串较多。变电设备的污闪主要发生在支柱绝缘子上(占闪络总数的78.0%)特别是重污区双联支柱绝缘子。  2问题(Emerson)的提出 

  2.1污闪的主要原因  现今使用的绝缘(insulated)子污耐压基础数据是从短串的污秽(huì)试验得到的,由于人工污秽电压闪络梯度与绝缘子串长呈不严格的线性关系。直流发生器主要适用于电力部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机等高压电气设备进行直流耐压试验。直流高压发生器采用了高频倍压电路,应用了最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。因此,以污耐压法进行污秽设计时,由短串结果推算至长串会带来很大偏差。长串试验结果表明,单片污耐压值低于由短串所确定值的40%。不同型式瓷、玻璃绝缘子的耐污秽特性并不随爬电距离的增加而成线性改善。对伞型不佳的绝缘子,虽爬电距离增加较大,但污耐压并未明显提高,有的反而降低(reduce)。虽然爬电距离增加较大,但局部(part)爬电距离在污秽和受潮(释:物体被潮气渗入) 2个条件作用下易被空气间隙放电短路(电流不经用电器,直接连电源两极),这充分说明爬电距离的有效性对污耐压的影响很大。GB/T16434--1996附录D和JB/T5895-1991第6条皆明确指出在利用爬电比距法来进行污秽绝缘设计时一定要考虑(consider)爬电距离有效系数。国内至今尚未系统研究爬电距离的有效性。以上这些原因无疑会导致污秽绝缘配置偏低或裕度偏小。2.2清扫的局限性  随着城乡电网建设和改造、三峡工程(Engineering)、西电东送以及全国跨地域电网的建设,必须正视这样的事实(Fact),对目前运行线路每年进行清扫越来越困难(difficult),对于穿越山区线路,特别是500kV线路更是如此。问题(Emerson)是现行标准GB/T16434-1996、JB/T5895-1991和GB5582-1993对污秽等级的划分和外绝缘选择(xuanze)皆是建立在清扫的基础上。虽然清扫是绝缘子串恢复绝缘强度(strength)最有效的防污闪措施(指针对问题的解决办法),但是客观事实要求不应再将污绝缘设计建立在清扫的基础上,尤其是新建或待建的工程。  2.3原污区分布图存在的问题  现行污区分布图中划分污级的盐密是指由普通悬式绝缘子XP-70(X-4.5)及XP-160型所组成的悬垂串上的测得值。我国现运行线路已使用了玻璃绝缘子约4500万只(其中,南京国产线生产了900万片)、复合绝缘子约400万支。不同材料品质和型式的绝缘子自然积污特性与XP-70和XP-160不同,串型结构不同其积污特性也不同,且无系统的研究,这显然会对污级的确定产生较大偏差。另外,所测的盐密值大多是运行1年的最大盐密。以上问题可能(maybe)会导致实际绝缘配置往往不到位。在今后的防污管理(guǎn lǐ)工作中,必须从根本上调整盐密测量和污秽等级的划分方法,重新制定污区分布图的绘制原则。  3解决污闪问题的思路  解决污闪问题主要是重新认识污秽绝缘设计。  3.1按爬电比距确定绝缘子串片数所存在的问题.  目前,各国均按污秽水平划分污级,并规定各污级对应的爬电比距,仅前苏联和我国按爬电比距的方法确定绝缘子串片数。前苏联与我国的设计又不同,不仅系统地考虑了爬电比距有效系数(一般取1.1-1.2),还规定了不同污秽等级下50%人工污秽耐受电压值,即220kV及以下电压等级为对应额定电压值,330kV和500kV分别规定为315kV和410kV,仅按GB/T16434-1996来进行外绝缘设计,与前苏联相比无疑偏低。  3.2按污耐压确定绝缘子串片数所存在的问题  美国、日本和我国武汉高压研究所等主要是以污耐压进行外绝缘设计,污耐压皆以长串真型试验来确定。不同国家污秽绝缘设计原则相同,仅是设计参数(parameter)取值不同,见表1。  由文献[1]知,绝缘子串片数N为污秽设计目标电压值UΦmax与单片绝缘子最大耐受电压Umax的比值(两数相比所得的值),而单片绝缘子最大耐受电压Umax是σ、k的函数,σ、k越大,Umax越小,N越小,反之N越大。σ、k取定值后,按系统重要性考虑的修正系数k1,越大,N越大,即绝缘子串的污秽裕度越大。σ值一般由50%人工污秽耐受电压试验确定。由表1可知,不同国家污秽绝缘设计参数取值不同。σ值不同主要是由不同污秽试验室等价性造成,而k值主要由线路设计闪络概率(probability)户值确定。若单串闪络概率户取值偏高,无疑k偏低,Umax偏高;若k1取值偏低,则UΦmax偏低,若p和k1值同时偏低,则N偏低。而我国
  P、k1取值相对前苏联、美国和日本来说皆偏低,可见N值较小,绝缘(insulated)子串的绝缘配置偏低,或者说裕度偏小。超低频高压发生器接合了现代数字变频先进技术,采用微机控制。升压,降压,测量,保护完全自动化。并且在自动升压过程中能进行人工干预。随着大环境的污染,若污秽等级从I级(0.025mg/平方厘米)发展到Ⅲ级(0.1mg/平方厘米),不同型式绝缘子的Umax值下降幅度可达32.2%-44.0%。XP-160型绝缘子长串真型试验结果表明,I级(0.03mg/平方厘米)Umax值(11.81kV)相对于Ⅲ级(0.1mg/平方厘米)Umax值(8.36kV)下降幅度为29.2%,无疑绝缘子串片数相应会增加31.1%-22.7%或34.2%,受杆塔高度限制,必然没有办法调爬,应在设计基建时将裕度留给运行部门。
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