张献岗
中铁电化运管公司呼和公司呼和供电维管段 内蒙古自治区 呼和浩特市 010000
摘要:通过对近年来包头枢纽地区几起绝缘污闪事故分析,阐述绝缘污闪事故的原因,并结合目前已采取的防绝缘污闪管理措施,浅析如何开展好牵引供电防污闪工作。
关键词:绝缘子 防污闪 原因 措施
0引言:交流电气化接触网中各种悬挂类型的绝缘子是悬挂和支持导体使之保持电气绝缘性能的重要部件。绝缘子一旦发生闪络或击穿后,会造成牵引变电所馈线短路跳闸反复重合闸或重合失败,影响铁路正常供电。绝缘污闪的特点一般为影响范围大、故障点多,且故障点位置不易直观发现,为后续采取应急处置措施造成影响,抢修时一般用时较长,严重影响铁路正常运输。
1.包头地区绝缘污闪的过程及特点
1.1绝缘子污闪是一个复杂的过程,大体可分为四个阶段,即为绝缘子表面污秽物沉积、污秽层受潮湿润、污秽物逐步形成干区、局部放电的产生和发展并导致沿面闪络。因此污闪的三要素是,绝缘子表面积污、污秽层湿润和电压作用。通过对发生闪络或击穿的绝缘子进行分类、取样、试验,发现此类绝缘子共同特点为:爬电距离均小于1400mm、绝缘子材质均为瓷质、污闪后的绝缘子盐密度测试值均大于0.10 mg/cm2绝缘子,且绝缘子附近外部环境污染严重,附近污染源以厂房烟囱居多,厂房主要为钢厂、铝厂、化工厂、电厂等。
1.2包头枢纽地区绝缘污闪事故均发生在1月初至3月底间,此期间包头地区气候逐步由干冷转为潮湿,1、2月份易出现雪天,3月份天气转暖,易出现雨夹雪、大雾、毛毛细雨的天气。绝缘子表面污秽物因清扫不及时长期积累逐步形成干区,在遇到雪天、雨夹雪、毛毛细雨天气时,绝缘子表面污秽物形成的干区被浸湿,污秽物达到一定的湿润程度后,在电压作用下发生绝缘闪络或击穿。因污秽物已固化形成干区,因此绝缘子一旦闪络或击穿后,绝缘子的绝缘性能很难恢复,变电所断路器一般无法送电成功。
1.3包头枢纽铁路线路附近的厂房为包头希望铝业、包钢新体系,通过对发生污闪后的绝缘子表面污秽物进行检验,污秽物元素含量以铁、铝、锰、锡等金属元素为主。因此,充分说明金属制品厂房附近的绝缘子清扫不及时更容易发生污闪。
2.绝缘污闪的原因
2.1绝缘子长期运行中,大气中的尘埃微粒沉积到其表面形成污秽层,在干燥气候时,污秽层电阻很大,绝缘性能不会降低,但在雾、露、小雨、雪等气象条件下,污秽层中的电解质湿润后,使表面电导率增加,绝缘性能下降,而其中的灰分等保持水分,促进污秽层进一步受潮,从而溶解更多的电解质,造成绝缘子湿润表面的闪络放电。因此,采用措施抑制或阻止各阶段的形成和转化,就能有效地阻止污闪事故。
2.2绝缘子闪络原因大致有两方面,一方面是绝缘子本身问题。一是绝缘子出厂时发生裂纹、破损、瓷釉剥落、电气性能差等问题;二是绝缘子在运行过程中受外力损伤,如雷击、外力损坏等,造成绝缘子电气性能下降。另一方面外部环境污染严重,绝缘子清扫不及时或清扫方式采取不妥当,造成绝缘子表面积污严重,在潮湿气候下引发闪络。
3.防污闪的措施
3.1把控好绝缘子上网关。采购的绝缘子要选择具备资质(如CRCC认证)的厂家来生产,安装前要检查绝缘子外观有无破损或瓷釉剥落等问题,并逐个对绝缘子进行工频耐压试验,试验合格后方可上网安装。更换绝缘子或新建线路购买绝缘子时,要对线路附近污染源做好调查工作,选择爬距符合相应污秽等级的绝缘子,原则上0、Ⅰ、Ⅱ污秽等级区域,接触网绝缘爬电距离不小于1400mm;Ⅲ、Ⅳ污秽等级区域,接触网绝缘爬电距离不小于1600mm。
3.2做好绝缘运行过程中巡视检查和清扫维护工作。
3.2.1日常检修和巡视时重点对绝缘子进行检查。一是查看绝缘子表面有无放电痕迹或存在破损、裂纹等问题,发现类似问题要立即对损坏的绝缘子进行更换;二是对绝缘表面进行观察,查看表面是否清洁,发现存在脏污时要及时清扫,发现绝缘子表面污秽物已固化且无法通过清扫进行清除的,要及时对绝缘子进行更换。同时,利用夜巡观察绝缘子有无放电迹象,尤其是遇有雨、雪、雾等恶劣气候时,要立即对绝缘子进行检查,发现绝缘子表面有放电或拉弧问题的,要立即进行清扫或更换。
3.2.2落实好绝缘清扫工作。一是污染源实行动态管理,发现线路附近存在新增污染源的要立即纳入重污区进行管理,缩短绝缘子清扫周期。二是清扫方式可采用人工清扫或水冲洗两种方式。硅橡胶绝缘子宜采用水冲洗方式进行清扫,瓷质绝缘子宜采用人工清扫方式。重污区绝缘子清扫的时间应选择在入冬前、春融前(因入冬、春融季节易发生绝缘污闪)。水冲洗时要对水质做好检验,水的电阻率不应低于1×105Ω·cm,环境气温要在零度以上。水冲洗的优势在于可在不停电的情况下进行、清扫进度快、清扫范围广,因此硅橡胶绝缘子清扫建议优先选取水冲洗方式,可大大提升绝缘清扫进度,降低人员清扫的作业风险。采用人工清扫时,要配合清洗剂进行(清洗剂可选取电瓷免水干擦剂或中性清洗液),一方面清洗剂可以轻易去除绝缘表面的污秽物,使绝缘子更加清洁;另一方面使用清洗剂清扫绝缘子比清水清扫用时短,可提高清扫进度。污染严重区段的瓷质绝缘子建议采用人工使用清洗剂的方式进行清扫,可提升绝缘子的清扫质量。
3.2.3绝缘清扫质量验收。一是绝缘子清扫完毕后,做好随工验收工作,检查清扫后的绝缘子表面是否清洁,如清扫质量不合格应重新进行清扫。二是对清扫后的绝缘子进行抽样试验。通过对重污区多个清扫后且运行安全的绝缘子进行盐密度测试,测试结果均小于0.01mg/cm2,符合0级标准,因此,绝缘子清扫后盐密度值必须达到0级标准。三是已列为III级及以上的污秽区段,要建立绝缘领示点,每季度开展盐密度测试,掌握季度内绝缘子表面的积污程度,以便及时调整清扫周期。
结语:牵引供电绝缘污闪是个复杂、长期的过程,因此做好过程卡控工作,便可有效杜绝绝缘污闪事故发生。首先从源头上卡控好绝缘子上网关,禁止不合格的绝缘子上网使用,污染严重的区段优先采用大爬电距离的硅橡胶绝缘子;其次,对重污区实行动态管理,合理划分污秽等级,并严格按周期落实绝缘子清扫及质量验收制度。上述结论为个人经验总结所得,防污闪工作是个综合技术,需因地制宜,因此,需结合不同地区的特点采取针对性的措施,才能有效防止污闪事故。
引用文献:
[1] 梁飞,关志成.污秽绝缘子表面干区形成的影响因素[J].高电压技术.2012,38(10):2604-2610。
[2]《接触网绝缘防雾(污)闪管理办法》(运供供电函〔2013〕471号)。