1、第三章第三章 电力系统污闪及防污闪技术电力系统污闪及防污闪技术 第1页，共38页。图31 介质表面电场的典型分布 (a)均匀电场；(b)有垂直分量的极不均匀电场；(c)有弱垂直分量的极不均匀电场 1电极；2固体介质；3电力线（1）固体介质处于均匀电场中，它的表面与电力线平行，如图3-1（a）所示。这种情况虽然在工程中比较少遇到，但实际绝缘结构中常有介质处于稍不均匀电场中的情况，它的放电现象和均匀电场在中的情况有很多相似之处（2）固体介质处于极不均匀电场中，且电力线垂直于界面的分量（以下简称垂直分量）比平行于界面的分量要大得多，如图3-1（b）所示。套管就属于这种情况。（3）固体介质处于极不均匀
2、电场中，在界面大部分地方（除紧靠电极的很小区域外），电场强度平行于界面的分量比垂直分量大，如图3-1（c）所示。支持绝缘子就属于此情况。第2页，共38页。UF(kV,幅值)S(cm)图32 均匀电场中沿不同介质表面的工频闪络电压1纯空气；2石蜡；3瓷；4与电极接触不紧密的瓷 （1）固体介质与电极表面没有完全密合而存在微小气隙，或者介质表面有裂纹。由于纯空气的介电系数比固体介质的低，这些气隙中的场强将比平均场强大的多，从而引起微小气隙的局部放电。放电产生的带电质点从气隙中逸出，带电指点达到介质表面后，畸变原有的电场，从而降低了沿面闪络电压，第3页，共38页。第4页，共38页。abC图33 套管表
3、面放电示意图电晕放电(b)细线状辉光放电(c)滑闪放电1导线杆 2法兰 图3-3是表示在交流电压作用下套管的沿面放电发展过程，由于在套管法兰盘附近的电场很强，故放电首先从此处开始。随着加在套管上的电压逐渐升高并达到一定值时，法兰边沿处的空气首先发生游离，出现电晕放电 第5页，共38页。套管沿面放电时的等值电路如图 导杆法兰CCRRi0A图34 套管绝缘子等值电路C表面电容 R体积电阻 r表面电阻第6页，共38页。Us=KL0.2S4.0 式中 L极间沿固体介质表面的距离；S介质厚度；介电常数；由上式可见，增加套管的长度对Us的影响很小。因此，为了提高Us，需增加套管壁的厚度S，或者减小固体介质
4、的介电常数 以减小表面电容C0的影响。K由实验确定的系数。第7页，共38页。第8页，共38页。第9页，共38页。第二节 污闪及其过程第10页，共38页。第11页，共38页。绝缘子表面的积污大气污染比较严重地区的浓雾，对绝缘子表面的污染也是明显的。研究表明，城市工业区的浓雾的雾水电导率可达2000S/cm左右，一次大雾可稳定地维持数小时。城市工业区的边缘及邻近农村的浓雾的雾水电导率也可达数百至1000S/cm以上。第12页，共38页。第13页，共38页。第14页，共38页。第15页，共38页。污层电阻X总长度，12Xxx；L爬电距离；LX剩余污层长度当外施电压为U时，电弧的持续方程如下：nUAX
5、IIR(X)其中，X为电弧长度；I为流过表面的电流；R(x)为电弧长度为X时的剩余污闪电阻；A，n为静态特性常数。第16页，共38页。I0UminUUcUminXcLX0图36 污秽放电试品两端电压与电流关系 图37 最小维持电压Umin和弧长X的关系 为简化分析，假设染污表面是一块长度为L的矩形玻璃板（如图3-6）板上污染均匀，每单位长度污层电阻为 板上电流分布也均匀，即。可以推导出，电弧发展的临界弧长及污闪临界电压为 =（3-4）=（3-5）式中，为绝缘子的爬电距离；为临界弧长；A，n为电弧常数。式（3-5）表明，绝缘子的污闪电压和爬电距离成正比，因而增加爬电距离是提高绝缘耐污闪能力的常用
6、措施。cX)1/(nLcU111nncnLrALcX第17页，共38页。21t33t42t54t84t)(mg/cm 2ESDD/U耐/kV222t33t1.00.50.250.120.0620304050ESDD/(mg/cm )U耐/kV图38 悬式绝缘子操作耐受电压与盐密的关系 第18页，共38页。第19页，共38页。第20页，共38页。（a）双伞形（一）（b）双伞形（二）（c）钟罩型（d）流线型 （e）大爬距型第21页，共38页。第22页，共38页。第23页，共38页。第24页，共38页。绝缘子类型220kV合成绝缘子13片XWP12型次绝缘子总泄漏距离L(cm)533520盐密/灰密
7、(mg/cm2)0.1/0.10.4/2.00.1/0.10.4/2.0污闪电压梯度U1(kV/cm)0.7330.6140.2740.25污闪电压Uf(kV)391327142131Uf/Uph2.682.240.970.90第25页，共38页。第26页，共38页。第27页，共38页。t20（修正系数 第28页，共38页。（.m）101010101010-110盐 分 含 量（mg/100cm电解液的电阻率101图311 电阻率盐分含量的关系曲线（20C）第29页，共38页。SCVW0.1第30页，共38页。第31页，共38页。RxRUUm电源试品探头指示器放大器振荡器图312 局部表面电导
8、率测量仪工作原理第32页，共38页。泄漏电流 关于泄漏电流这部分，我们主要讲述一下最大泄漏电流法，此法是CIGRE等提出的方案而提供探讨的方法，是测定在试验电压下带电绝缘子的最大泄漏电流，以评定绝缘子污秽度的一种方法。Vc施加电压V泄漏电流I(最小)maxI或临界电流cIImaxhIo最大容许电流IP污秽度S泄漏电流ImaxI或临界电流cIImaxhIo最大泄漏电流可分为以施加电压作为参数决定污秽度的函数和以污秽度作为参数决定施加电压的函数,分别如图3-13和3-14所示,其最大泄漏电流hI()可达临界值（），超过此值时则发生闪络。cIhI第33页，共38页。第34页，共38页。ESDDEmU
9、fUm0第35页，共38页。2）盐雾法：盐雾法是将含一定NaCl的盐水雾化后喷到原本清洁的绝缘子周围，以求得在该盐度下绝缘子的闪络电压或耐受电压。盐雾法的模拟比较接近于在运行中绝缘子突然面临高含盐量的海雾侵袭时的情况。IEC及我国标准规定的盐度范围为每立方米自来水中含2.5224kg的NaCl。第36页，共38页。大气特别严重污染地区，离海岸盐场1以内，离化学污源和炉烟污秽300 以内地区 大气污染较严重地区，重雾和重盐碱地区，离海岸盐场1地区，工业区和人口密度交大地区，离化学污源和炉烟污秽3001500 的较严重污染地区 大气等污染地区，轻盐碱和炉烟污染地区，离海岸盐场3地区。在污闪季节中潮湿多雾（含毛毛雨）但雨量交少时0.250.350.100.250.060.100.250.350.100.250.060.10=0.03盐密(mg/cm2)污湿特征=0.060.030.06 大气轻度污染地区，工业区和人口低密集区，离海岸盐场10地区。在污闪季节中干燥少雾（含毛毛雨）但雨量交多时 大气清洁地区及离海岸盐场50以上无明显污染地区发电厂、变电所线路0污染等级表3-3 线路和发电厂、变电站污染等级第37页，共38页。第38页，共38页。
