变电设备雨闪

2024-06-30

变电设备雨闪（精选三篇）

变电设备雨闪篇1

近年来, 环境日益恶化, 恶劣天气频仍, 严重威胁着输电线路及户外配电装置的安全运行, 某超高压远距离交流输电的大型火电企业送出系统500k V线路曾多次发生故障跳闸, 其中最严重的五次发生了送出线路全部跳闸, 输电通道中断, 运行机组全部停运。

2010年6月20日中午14时许, 厂内500k V升压站因狂风雷电暴雨导致两台开关电流互感器外绝缘发生贯穿性沿面放电, 两台机组发变组大差动保护相继动作跳闸, 500KVI母母差保护动作跳闸。故障发生后, 立即隔离故障设备并对故障范围设备进行详细检查, 外观检查发现:跳闸的两台机组出口主开关的电流互感器各有一相外绝缘有电弧灼伤痕迹, 其中一个顶部均压环掉落至地面, 均压环表面有电弧灼伤的麻点, 另一个顶部的绕组过电压保护器引线烧断, 故障发生时现场摄像设备显示有强烈弧光。对故障范围内的设备进行了必要的电气试验, 试验结果表明:设备对地绝缘、直流电阻及介质损耗均在合格范围, 随后又对经受近区短路的两台主变压器进行了零起升压试验, 试验检查无问题后机组及设备陆续恢复运行。

根据故障时的气象条件、设备状况结合当时的故障现象综合分析并经请教业内相关专家, 认定本次事故为一起典型的电流互感器高压外绝缘雨闪事故, 因本次故障系该企业投产以来第一次站内设备故障, 加之该企业投产已十年, 设备逐渐老化, 故障次数呈逐步上升趋势, 故有必要对本次雨闪事故发生的原因进行深入的分析并采取有针对性的防范措施, 确保户外高压电气设备的安全健康运行。

户外设备的外绝缘主要是绝缘子, 按所用材料分, 可分为瓷质、玻璃和有机复合绝缘子, 该企业户外设备外绝缘大部分为瓷质绝缘。绝缘子一方面使导体对地及相间绝缘, 同时起支撑与固定导体的作用。户外设备绝缘子要求较高, 除应具备一定的电气绝缘性能和一定强度的机械性能外, 还应能够耐受各种自然环境的侵袭和污染。绝缘子发生的故障类型很多, 影响较大且发生几率较高的是运行中瓷质绝缘的污闪、户外高压套管和绝缘子的雨闪以及线路悬式绝缘子的“零值”所致的高压导线落地事故等, 本文着重分析户外高压套管和绝缘子的雨闪, 旨在找出预防或减少户外设备雨闪的措施, 提高输配电设备运行可靠性。

1 绝缘子雨闪特点分析

结合本人的经验并经查阅大量的技术资料、事故案例以及权威著述, 笔者认为, 绝缘子雨闪具有以下特点:

(1) 雨闪多发生于站内变电设备, 输电线路发生雨闪的几率不高;

(2) 雨闪多发生于3~9月, 夏季较为集中, 且多发生于中或大雨时, 发生雨闪的绝缘子表面轻度污染, 闪络时间一般在下大雨后的数十分钟内;

(3) 易发生雨闪的设备一般结构较高, 直径较大, 且多为上细下粗的设备;

(4) 易发生雨闪设备一般伞裙较密;

(5) 该企业2010年6月20日发生的两起500k V电流互感器外绝缘闪络即发生于大雨开始后将近半小时, 该电流互感器为上细下粗结构, 伞裙较密, 外绝缘轻度污染, 时值盛夏, 天降暴雨并伴有狂风雷电, 升压站可能有雷电波入侵 (事故后检查发现500KVI母A相避雷器动作3次) , 事故发生的时间、现象、当时的气象条件及设备状况与雨闪的特点比较吻合, 由此认定:本次事故可能为一起典型的户外设备外绝缘雨闪事故。

2 绝缘子雨闪的原因分析

事故发生后, 结合当时的事故现象并查阅相关资料, 对变电设备雨闪发生的原因进行了初步分析, 具体有以下几点:

(1) 该类闪络, 既与淋雨有关, 也与设备受污染程度及设备结构有关, 易发生雨闪的设备大多结构较高, 伞裙较多且较密 (伞间距较小) , 且设备整体呈上细下粗结构;在垂直安装的情况下, 下雨时, 上部伞裙接受的雨水少而薄, 下部伞裙除自身接受和上部伞裙相同的自然雨水量外, 尚且要接受自上部伞裙流下的雨水或污水, 而形成污水流, 造成下部伞裙的“桥接”, 下部伞裙被污水流短接后, 设备对地电压集中分布于上部伞裙, 在上部伞裙处首先形成局部电弧, 使套管上部伞裙灼伤, 局部电弧逐步发展直至贯穿两极而完成闪络, 如图1所示。

(2) 当现场套管安装方向和垂直方向有一定的倾角时, 湿闪电压显著下降, 更易发生闪络, 原因是当绝缘子稍微倾斜时, 滴落的雨水经伞棱的上表面流向一侧, 形成上下连接的水线, 使伞间桥接从而使闪络电压急剧下降;

(3) 由于设备表面具有污秽, 或者由于大气污染的原因, 降水具有较高的电导率, 从而使绝缘子的湿闪电压降低, 且随雨水电导率的增大, 湿闪电压下降的愈为显著。

3 绝缘子雨闪的防治措施

通过对雨闪特点及发生原因的分析, 结合我厂的实际情况, 本人认为, 防止绝缘子雨闪应主要做好以下几点:

3.1 净化绝缘子

例如利用春秋检对停电的绝缘子进行彻底清扫或水冲洗, 对在线运行的绝缘子采用自动清洗机或旋转毛刷带电清扫, 使绝缘子表面保持清洁, 此措施简单易行, 在实际中广泛使用, 有一定的效果;现场应根据设备外绝缘污秽状况制定详细的清扫计划及清扫周期, 原则上一年两清扫, 确保设备在每年的春检或秋检时能够得到彻底清扫;环境污染严重的地区, 应加强带电清扫, 确保设备外绝缘表面经常处于清洁状态。

3.2 采用各种防污闪涂料

如硅油、硅脂地蜡, 室温硫化硅橡胶 (RTV) 涂料等。防污闪涂料的共性是其均为憎水性物质, 水落至其表面后不会浸润而形成水膜, 而是彼此孤立的小水珠, 使绝缘子表面构成许多水珠和高电阻带相串联的放电模型, 保持较高的污层电阻, 限制泄漏电流的发展, 从而有效的防止绝缘子表面的污闪。其中RTV涂料有效使用期长, 防污闪性能良好, 是目前变电设备防污的主流, 该企业利用设备停电机会对部分设备进行了PRTV涂料喷涂, 而本次雨闪事故的两个电流互感器恰恰尚未进行PRTV涂料喷涂。

3.3 加装硅橡胶伞裙

运行经验表明, 对于超高压设备, 单纯增加套管的爬电距离并不能解决套管雨闪问题, 相反, 在同等的绝缘距离下, 增加爬距, 势必导致伞裙过密, 伞间距更小, 淋雨时伞裙桥接现象可能更严重。解决雨闪问题, 应从设备的结构、外形、参数上着手, 对已投运设备, 可通过加装硅橡胶伞裙, 来阻隔设备表面污水线或污水帘的形成, 防止雨闪。针对本次事故, 该企业结合设备停电检修, 对500k V第一串电流互感器采取了喷涂PRTV涂料及增加硅橡胶伞裙的措施, 改造后运行情况良好, 后续又逐步对500k V系统第二、三、四、五串隔离开关、支持绝缘子及主变压器高压侧套管、部分悬式绝缘子串进行了PRTV喷涂, 对所有电流互感器外绝缘进行了PRTV喷涂并增加了硅橡胶绝缘伞裙, 改造数年以来, 高压设备外绝缘运行情况良好, 起到了有效应对恶劣气候的目的。

3.4 加强环境治理

对于火电企业, 应加强锅炉、除灰、煤场等部位的防尘抑尘措施, 加强脱硫、脱硝、电除尘设备运行的管理, 加强石灰石湿法脱硫工艺吸收塔出口除雾器的运行优化, 降低现场大气环境中的、SO2、NOX及烟尘含量, 降低大气环境的污秽等级, 并避免脱硫取消GGH后的石膏雨现象, 也能起到防止或避免户外高压设备外绝缘污闪的作用。

3.5 绝缘子分级配置

对企业的输电系统绝缘子进行分级配置, 例如该企业的三回送出线路, 其中一回线路及附属设备绝缘等级可配置高一些, 其余两回线路的绝缘等级可逐级降低, 在同等大气环境下, 即使发生污闪也是绝缘等级低的输电通道率先发生污闪, 绝缘等级的分级配置避免了同等环境条件下输电通道全部中断的恶性事故, 某种程度上保障了输电系统及企业厂用电系统的安全运行, 避免了全厂停电导致的厂用电中断、重大设备损坏事故甚而导致的电网大面积停电事故。而绝缘等级分级配置又较全部采用高等级配置节约了部分投资, 综合考虑, 可资借鉴。

综上所述, 尽管环境污染、恶劣天气等日益威胁着户外输变电设备的安全运行, 但是深入分析户外设备雨闪发生的原因、机理, 在新建设备选型、设计、安装等环节及已投运设备的防雨闪工作中采取行之有效的应对措施, 加强设备维护清扫和运行管理, 雨闪还是能够得到有效控制的。

摘要：本文结合某厂近期发生的一起升压站闪络事故, 分析了变电设备雨闪发生的特点、原因, 最后浅谈了变电设备防雨闪的措施, 供业内同行参考。

关键词：变电设备雨闪,特点,原因分析,防范措施

参考文献

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