第1讲-污秽外绝缘问题概况

1、污秽外绝缘问题概况污秽外绝缘问题概况王黎明王黎明Wy高电压外绝缘工程 第1讲深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室用途：机械上连接，电气上绝缘种类：盘型悬式绝缘子 棒形悬式绝缘子 针式绝缘子 横担绝缘子 电站支持绝缘子 瓷套 套管绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研

2、究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途线路悬式绝缘子线路悬式绝缘子深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途长棒型绝缘子长棒型绝缘子深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途套管套管深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途套管套管深圳研究生院 能源

3、与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途电气性能 耐受运行电压（脏污、覆冰等各种气象条件） 耐受雷电过电压 耐受操作过电压机械性能 （悬式、耐张、支柱、横担）有不同性能要求耐老化性能使用要求使用要求三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较 优点优点 缺点缺点 电瓷绝缘子电瓷绝缘子 使用历史长，运行经验丰富使用历史长，运行经验丰富 制造工艺成熟，耐老化制造工艺成熟，耐老化 玻璃绝缘子玻璃绝缘子 不用测零值不用测零值 耐老化性能好耐老化性能好 复合绝缘子复合绝缘子 耐污闪性能好耐污闪性能好 重量轻，抢修方便重量轻，

4、抢修方便 制造工艺简单制造工艺简单 实现大吨位容易实现大吨位容易 电瓷绝缘子电瓷绝缘子 耐污闪性能差耐污闪性能差 有零值问题有零值问题 玻璃绝缘子玻璃绝缘子 耐污闪性能差耐污闪性能差 自爆碎玻璃自爆碎玻璃 复合绝缘子复合绝缘子 运行经验少运行经验少 老化问题老化问题 脆断和不明原因闪络脆断和不明原因闪络深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子的种类和用途绝缘子的种类和用途深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实

5、验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故运输损坏运输损坏三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故外力破坏外力破坏三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故现场使用损坏现场使用损坏三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故现场使用损坏现场使用损坏三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院

6、深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故复合绝缘子损坏复合绝缘子损坏机械强度下降机械强度下降界面击穿和芯棒脆断界面击穿和芯棒脆断硅橡胶表面性能的劣化硅橡胶表面性能的劣化三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子损坏事故绝缘子损坏事故复合绝缘子损坏复合绝缘子损坏三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室悬式盘型绝缘子的零值问题悬式盘型绝缘子的零值问题什么是零值绝缘子什么是零值绝缘子零值产生的原因零值产生的原因零

7、值绝缘子的危害零值绝缘子的危害为什么有零值的绝缘子为什么有零值的绝缘子串雷击闪络会掉串串雷击闪络会掉串为什么有零值的玻璃绝为什么有零值的玻璃绝缘子串掉串概率小缘子串掉串概率小深圳研究生院 能源与电工新技术实验室深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题污闪事故会造成长时间、大面积停电1971-1980我国污闪事故（输电线路1126次，变电设备761次）1981-1990我国污闪事故（输电线路1907次，变电设备695次）1

8、996-1997华东、华中、西北、华北等地大面积污闪，导致26串绝缘子断串，23起导线落地事故2001年初年初河南、华北、辽宁等地大面积污闪，线路停电238条，变电站停电34座，972次污闪事故危害污闪事故危害三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工

9、新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题2002年年2月底，因浓雾发生的污闪事故造成了沈阳石蜡化工月底，因浓雾发生的污闪事故造成了沈阳石蜡化工有限公司有限公司220kV供电系统崩溃，公司供电系统崩溃，公司66kV及以下供电系统随之及以下供电系统随之严重波动和崩溃。严重波动和崩溃。2003年年11月月3日和日和6日浙江日浙江500kV秦王秦王5415线线19号塔号塔(双串双串)连连续发生续发生2 次污闪，次污闪，11月月6日日500kV瓶乔瓶乔5411线线126号塔号塔(双串双串)发发生污闪。生污闪。2004年年9月月23日至日至2005年年1月月30日，广东省因积污期长达日，广东省因积

10、污期长达129天，再加上连续出现的雾霾天气，以致广东电网连续发天，再加上连续出现的雾霾天气，以致广东电网连续发生污闪跳闸事故；截止生污闪跳闸事故；截止2005年年1月月31日，日，12条条500kV线路线路的的20基杆塔发生基杆塔发生56条次污闪跳闸，条次污闪跳闸，5条条220kV线路的线路的5基杆基杆塔发生塔发生9条次污闪。条次污闪。三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题2005年年07月月26日，乌海地区出现了罕见的雷暴雨，降雨量日，乌海地区出现了罕见的雷暴雨，降雨量达到达到23.9

11、mm/d，特殊的气象条件诱发了乌海电业局顺达，特殊的气象条件诱发了乌海电业局顺达220 kV变电站支柱绝缘子发生污闪跳闸事故。变电站支柱绝缘子发生污闪跳闸事故。2006年年1月月27日、日、2月月2日、日、2月月6日，华北地区出现浓雾天气日，华北地区出现浓雾天气，造成朔黄铁路肃黄段河间，造成朔黄铁路肃黄段河间李天木区间接触网棒式绝缘李天木区间接触网棒式绝缘子大面积污闪跳闸。子大面积污闪跳闸。2007年年8月至月至2009年年1月陇海线邵岗集站、新月线焦作月陇海线邵岗集站、新月线焦作柏山区间接触网棒式绝缘子发生了柏山区间接触网棒式绝缘子发生了4次大面积连续污闪跳闸，次大面积连续污闪跳闸，导致长时

12、间供电中断。导致长时间供电中断。三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题污闪现象污闪现象三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题2008年台风“鹦鹉” 期间220千伏风田站设备爬电照片三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研

13、究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题污闪放电的特点污闪放电的特点污闪放电是涉及电、热、力学、化学现象的复杂变化污闪放电是涉及电、热、力学、化学现象的复杂变化过程，宏观上可分为过程，宏观上可分为4个阶段：个阶段： （1）绝缘子表面的积污；）绝缘子表面的积污； （2）绝缘子表面的润湿；）绝缘子表面的润湿； （3）局部放电及局部电弧的产生；）局部放电及局部电弧的产生； （4）局部电弧的发展，完成闪络。）局

14、部电弧的发展，完成闪络。三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题风力（工业污染扩散可达风力（工业污染扩散可达20-30km)， （上、下表面，（上、下表面，迎风面、背风面）；迎风面、背风面）；重力；重力；电场力：高压端积污严重，直流比交流积污严重；电场力：高压端积污严重，直流比交流积污严重；绝缘子形状的影响（钟罩型、双伞型）。绝缘子形状的影响（钟罩型、双伞型）。积污积污三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪

15、络问题绝缘子污秽闪络问题自然界中最严重的润湿条件：自然界中最严重的润湿条件：雾（华北地区统计，雾（华北地区统计，76%的污闪发生在大雾气象条件）的污闪发生在大雾气象条件）凝露（沙漠等温差较大地区的污闪，室内污闪）凝露（沙漠等温差较大地区的污闪，室内污闪）毛毛雨毛毛雨大雨（自清洗和污雨闪）大雨（自清洗和污雨闪）融雪（东北地区的粘雪）融雪（东北地区的粘雪）融冰融冰表面憎水性对润湿影响大表面憎水性对润湿影响大受潮受潮三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题污层中的电解质成分溶于水中，形成导电的水

16、膜污层中的电解质成分溶于水中，形成导电的水膜;泄漏电流的热效应，在电流密度大的部位先形成干区泄漏电流的热效应，在电流密度大的部位先形成干区;电位按电阻分布，在干区两端的电位差大，当超过空气的击穿电位按电阻分布，在干区两端的电位差大，当超过空气的击穿场强，形成跨越干区的局部电弧放电场强，形成跨越干区的局部电弧放电;这种局部电弧放电是间歇的、不稳定的，可持续相当长时间这种局部电弧放电是间歇的、不稳定的，可持续相当长时间;放电现象和泄漏电流存在对应关系放电现象和泄漏电流存在对应关系局部电弧的产生局部电弧的产生三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源

17、与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题放电现象和泄漏电流的关系（以放电现象和泄漏电流的关系（以XWP-7为例为例)三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题局部电弧的发展局部电弧的发展三类绝缘子优缺点比较三类绝缘子优缺点比较深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室绝缘子污秽闪络问题绝缘子污秽闪络问题临界污闪条件分析临界污闪条件分析恒定电压作用下不同污层电导率值恒定电压作用下不同污层电导率值对应的对应的X-I关系关系深圳研究生院深圳研究生院 能源与

18、电工新技术实验室能源与电工新技术实验室临界污闪条件分析临界污闪条件分析在恒定电导率条件下不同电压值对应的在恒定电导率条件下不同电压值对应的X-I关系关系深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室临界污闪条件的一些判据临界污闪条件的一些判据 Ra=Rr Ra:单位长度电弧的电阻单位长度电弧的电阻 Rr：单位长度剩余污层的电阻单位长度剩余污层的电阻 Ea=Er Ea:电弧的电位梯度电弧的电位梯度 Er：剩余污层电阻的单位梯度剩余污层电阻的单位梯度 dP/dx0深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室染污放电问题的简单探讨染污放电问题的简单探讨 静电力牵引静电力牵引 E=El-Ea E:电弧端部的场强电弧端部的场强 El：污层的电场强度：污层的电场强度 Ea：电弧的电场强度电弧的电场强度 电弧端部的热电离电弧端部的热电离 Ea El的方向相同，电弧只受纵向力的作用 Ea El的方向不同，电弧也会横向运动 Ea El的方向相同、大小相等，不受静电力作用，只有热浮力作用 在污闪的临界时刻，电弧的温度高达10000-14000k,Na原子处于全电离状态，导致闪络的完成。深圳研究生院深圳研究生院 能源与电工新技术实验室能源与电工新技术实验室染污放电问题的简单探讨染污放电问题的简单探讨 有人利用模型试验，证实有人利