电力设备表面附着物对绝缘特性的影响

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:刘昌兴1 马文祚2
[导读] 摘要:随着经济社会发展对电力依赖程度越来越强,特别是高新技术产业更是对供电负荷和电能质量提出全方位的要求,电网的安全稳定运行显得越发重要。
        (国网冀北电力有限公司固安供电公司  廊坊市固安县  065500)(国网冀北电力有限公司廊坊供电公司  廊坊市广阳区  065000)
        摘要:随着经济社会发展对电力依赖程度越来越强,特别是高新技术产业更是对供电负荷和电能质量提出全方位的要求,电网的安全稳定运行显得越发重要。电力设备的外绝缘水平是决定电网安全运行的重要因素之一。本文通过大量试验,研究了电力设备表面附着物对区绝缘特性的影响,分析表明污秽物的会在一定程度上降低电力设备的外绝缘水平,保持外绝缘的清洁可以有效降低电力事故发生率。
        关键词:电力设备、外绝缘、附着物、绝缘特性
        1、引言
        电能由于其方便、清洁无污染等诸多优点而生活的各个方面都得到了广泛应用,极大促进了社会的进步和经济的发展。随着电网的规模也随之迅速扩大,用电范围的越来越广,保障电力系统的安全稳定运行显得越来越重要[1]。
        电力设备中与空气接触的绝缘部分被称之为外绝缘,主要起电气隔离和机械支撑的作用,外绝缘水平的高低是影响电力系统安全稳定运行的重要因素之一。电力系统的外绝缘设备一般都暴露在户外,长年经受风、雨、雪、霜、雾等自然环境的影响,由于工业排放物,空气中的灰尘等杂质的逐渐积累,外绝缘表面会附着大量的污秽物。在天气干燥时,污秽物之间的绝缘性也相对较好,一般不会形成导电通道,对电力设备外绝缘的电气性能干扰较小。但在湿度较大的气候条件下,外绝缘表面的污秽层就会吸湿受潮,甚至出现凝露现象,此时,污秽物中的酸、碱、盐等可溶性杂质就会凝结积聚,形成良好的导电通道,进而使得电力设备外绝缘表面的绝缘强度下降,严重时会造成大面积停电[2]。
        目前,针对污闪事故频发的问题,电力行业科研工作者进行了大量研究[3-5]。本文依托国网廊坊供电公司高压试验大厅,对电力设备附着污秽物之后绝缘特性进行了分析研究,验证污秽物对绝缘性能造成不良影响,并提出了几种抑制措施。
        2、试验方案与平台
        绝缘子表面泄漏电流主要有试验电压和表面的阻抗决定,泄漏电流可以有效反应绝缘子的绝缘特性本文分析了绝缘子表面的泄漏电流。本文选定了湿度分别30%、45%、60%、75%的环境下,对附着污秽绝缘子和干净绝缘子分别进行测量。另外,根据耐压试验和绝缘电阻试验也对其绝缘特性进行考量。
        本文基于110kV绝缘子搭建的测量平台,在多次测量的基础上,取平均值作为实验结果。试验过程中设置了电容分压器和保护电阻,对被试品上的电压进行监控和保护。泄漏电流通过泄漏电流测试仪采集,耐压试验使用HVFRF型自动调谐串联谐振试验装置,绝缘电阻测量使用5000V,测量精度5%,测量范围500kΩ-500GΩ的兆欧表。
        表1 不同条件下绝缘子的泄漏电流
        3、试验结果分析
        3.1 泄露电流试验分析
        本文对不同状态绝缘子加压80kV进行试验测量,结果如表1所示。可以看出,在湿度30%时,绝缘子表面的泄露电流很小。在湿度45%、60%时,绝缘子表面泄漏电流有大幅增加。在湿度75%时,泄露电流增加更为明显,而附着污秽绝缘子泄露电流远大于干净绝缘子。由此可见,在一定空气湿度下,绝缘子表面附着污秽物后,泄漏电流将大幅增加。
        3.2 绝缘电阻试验分析
        绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。从表2可以看出,在湿度30%时,两种状态下绝缘子的绝缘电阻值都比较大。在湿度45%、60%时,两种状态下的绝缘电阻值均有所下降。在湿度75%时,绝缘电阻值均已经达到很低水平,附着污秽的绝缘电阻值降低幅度尤为突出。分析可得,随着空气湿度的增加,绝缘子表面会形成良好的导电通道,进而使得绝缘子表面的绝缘电阻大幅降低,严重影响绝缘子的绝缘特性。
        表2 不同条件下绝缘子的绝缘电阻
        3.3 耐压试验分析
        耐压试验可以有效的发现绝缘的缺陷。本文对两类绝缘子进行耐压试验,施加电压200kV,耐压时间1min。试验发现,在湿度30%时,两种绝缘子状态的绝缘性能均满足要求。在湿度45%、60%时,干净绝缘子绝缘特性良好,但是附着污秽的绝缘子在189.4kV时,已经发生闪络。当湿度达到75%时,两种绝缘子表面绝缘特性均发生明显降低,分别在192.8kV、163.5kV发生闪络。由此可见,随着空气湿度的增加,绝缘子的耐压水平会明显降低,而且,污秽物的存在会使得绝缘子表面绝缘特性大大降低。
        4、结论
        本文通过对干净绝缘子和附着污秽的绝缘子进行对比试验,分析得出,其他环境因素相同时,污秽的存在会使绝缘子表面的泄漏电流增大,绝缘电阻和耐压值要降低。由此可见,绝缘子表面污秽物的存在会对绝缘子的绝缘特性造成一定影响,而且湿度越大,污秽物对绝缘特性的影响越明显。针对这种现象,在以后的工程中建议使用复合绝缘材料,或者对绝缘表面喷涂防污闪涂料,并定期清扫,保持绝缘表面干净。
        参考文献
        [1]刘振亚,张启平. 国家电网发展模式研究[J]. 中国电机工程学报,2013, 33(7): 1-10.
        [2]吴光亚, 钱之银, 肖勇,等. 防污闪技术的现状与发展趋势[J]. 电力设备, 2005,6(3): 5-9.
        [3]王继华. 变电站绝缘设备污闪事故分析及防范[J]. 城市建设理论研究,2011(26): 1-4.
        [4]关志成,王邵武. 我国电力系统绝缘子污闪事故及其对策[J]. 高电压技术,2000, 26(6): 37-39.
        [5]陶文秋. 辽宁电网污闪原因及防治对策[J]. 高电压技术,2004, 29(12): 52-53.
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