摘要：污闪对电网安全运行的威胁越来越严重。该文简要分析了污闪产生的机理，介绍了等值附盐密度、大气质量指数等表征污秽等级的参数，阐述了输变电设备防污闪事故的基本措施。

关键词：绝缘子；污闪；等值附盐密度；大气质量指数

中图分类号：TM216　　　文献标志码:A　　　　文章编号:1003-0867(2006)01-0020-02

电网污闪事故发生的频率上升，事故的后果严重，往往造成多条线路、多个变电所失电，甚至引起系统振荡，从而造成电网瓦解，引起大面积停电。华东电网500 kV输电线路自1987年6月投运以来多条线路发生污闪，1996年12月底，已投运的23条500 kV线路中有11条发生闪络，跳闸72次，对华东电网的安全运行构成严重威胁。2001年2月，辽宁、河北、河南等地发生大面积污闪事故，线路跳闸300多条次，18个变电站全部失电，在事故中辽宁损失电量9.375 GWh。

1 污闪及机理

绝缘子在长期运行中，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，简称污闪。绝缘子污闪放电的显著特点是闪络电压低，可能低到10kV及以下。标准绝缘子在干燥清洁状态下每片的闪络电压平均为75kV，在潮湿状态下也有45kV，污秽绝缘子的沿面放电过程与清洁表面xx不同，不再是一种单纯的空气间隙的击穿现象，而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电离、表面层发热和烘干，以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。宏观上可将污闪放电过程分为四个阶段，即绝缘子表面的积污、污秽层的湿润、形成干带、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。

2 污秽等级的确定

在国内采用的定量划分污级的参数中，测量盐密的方法使用历史最长，应用最普遍。

用蒸馏水清洗绝缘子瓷表面的污秽，然后测量清洗液的电导率，并以在相同水量、相同温度下，产生相同电导率的氯化钠（NaCl）作为该绝缘子的等值盐量，{zh1}除以被清洗的瓷表面，即：

盐密 = 盐量/被清洗绝缘子表面

我国标准上定义的盐密值是周期盐密值，其中500kV系统为3年自然积污盐密值，其余为1年自然积污盐密值。

大气质量指数由江苏省电力试验研究院首先提出，通过大气采样测定大气中总悬浮颗粒物的质量浓度，测定总悬浮颗粒物的等值含盐量，计算单位体积大气中总悬浮颗粒物的等值含盐量。大气质量指数测定简便可靠，比等值盐密的测定更准确、更方便，减少人员的劳动强度。大气质量指数与等值附盐密度的比较见表1。可以通过大气质量指数（x）来估算绝缘子代表盐密值（y），相关直线的回归方程为

y = -46.56 + 2.12x

根据盐密和大气质量指数确定污秽等级，绘制地区污秽图。华东地区线路和发电厂、变电所污秽等级标准见表2。

3 绝缘子防污闪的基本措施

绝缘子的形状和安装方式影响积污量。空气流动速度和绝缘子外形，决定了绝缘子附近的气流特性。在不会形成涡流的光滑表面上积污量少，相反在容易形成涡流和湍流以及使气流速度降低的部位有利于污秽的沉积，图1（a）所示的绝缘子的棱间凹槽处就容易积污，图1（b）所示为按空气动力学原理设计的伞裙，不易积污。适应于任何污秽条件的绝缘子造型是不存在的，在同一地区不同形状的绝缘子积污量是不同的，形状较简单的、气体动力学特性较好的绝缘子积污量较少。目前常用的悬式绝缘子型式有普通型、流线型（草帽型）、钟罩型和双伞型等。实践证明，我国通用的双伞性防污绝缘子因具有光滑而倾斜的群边，涡流区小，积污量较小；而钟罩型耐污绝缘子积污较快，应用于空气潮湿多雾的南方地区，防污效果差。

绝缘子串可以有悬垂串绝缘子、水平串绝缘子和V形绝缘子三种不同的安装方式，见图2。其中悬垂串绝缘子串的积污最严重。水平串绝缘子上、下表面均能被雨水冲刷，其自洁性{zh0}。V形串绝缘子的受污程度介于悬垂串和水平串之间。

设计绝缘子的原则应该是适当增加爬电距离，兼顾自清洗作用的发挥，而且结构不能太复杂。在绝缘子的两个导电部分之间，沿绝缘材料表面的最短距离称为爬电距离，如图3中A、B两点间虚线所示距离。多元件串接或迭接的绝缘子，其总爬电距离为各元件爬电距离之和。爬电比距，又称泄漏比距或爬距，为绝缘子总爬电距离除以电网额定线电压。

各污秽等级电力设备的爬电距离，按表3规定选择。例如，某地区由于工业发展较快，大气污染治理未及时跟上，大气质量指数从70提高到90，污秽等级从II级提高到III级，原来110 kV输电线路采用X-4.5绝缘子（爬电距离L为300 mm），按爬电比距2.00设计，绝缘子串所需数为：

n = U_eλ/L = 110×2/30 = 7.3 ≈ 8

式中 l——爬电比距（cm/kV）；

　　U_e——额定线电压（kV）；

　　n——绝缘子串所需片数；

　　L——每片绝缘子的几何爬电距离（cm）。

污秽等级从II级提高到III级，爬电比距必须提高到2.5，则绝缘子串所需片数为：

n = U_eλ/L = 110×2.5/30 = 9.2 ≈ 10

全部线路每串绝缘子必须增加两片，才能满足防污闪要求。

线路清扫要花费大量的人力物力，江苏省目前线路的清扫基本上要求一年清扫一次，这样并不十分科学。合理的清扫方法应是根据线路的实际污秽程度进行，即改定期清扫为状态清扫。为使清扫工作合理及时，可开展盐密监测或大气质量指数监测，以安排清扫工作。当绝缘子的盐密值与控制有较大裕度时，可延长清扫周期。应用大气质量指数预测绝缘子积污的发展趋势，比数据测试更方便，数据来源更容易。

重污区的输变电设备绝缘子表面，可以涂覆防污闪涂料，提高绝缘子表面自洁能力，避免繁重的清扫工作，有效减少污闪事故。目前，应用较多的是常温固化硅橡胶防污闪涂料。