自然環(huán)境中盡緣子污穢的放電原理

自然環(huán)境中盡緣子污穢的放電原理

在線運行的盡緣子，在自然環(huán)境中，受到SO2、氮氧化物以及顆粒性塵埃等大氣環(huán)境的影響，在其表面逐漸沉積了一層污穢物。在天氣干燥的情況下，這些表面帶有污穢物的盡緣子保持著較高的盡緣水平，其放電電壓和潔凈、干燥狀態(tài)時接近。然而，當遇有霧、露、毛毛雨以及融冰、融雪等濕潤天氣時，盡緣子表面污穢物吸收水分，使污層中的電解質(zhì)溶解、電離，導致污層電導增加，這時，盡緣子的表面泄漏電流就會增加。由于盡緣子的外形、結(jié)構(gòu)尺寸的影響以及盡緣子表面污層分布不均和濕潤程度不同等因素，使盡緣子表面各部位的電流密度不同，其結(jié)果是在電流密度比較大的部位形成了干燥帶。例如懸式盡緣子的鋼腳四周，棒式支柱盡緣子裙和芯棒交接處。干燥帶的形成促使盡緣子表面電壓分布更加不均勻，干燥帶承擔較高的電壓。當電場強度足夠大時，將產(chǎn)生輝光放電，隨著泄漏電流的增大，輝光放電有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫植侩娀�，這時盡緣子表面相當于局部電弧和一串剩余的污層電阻相串聯(lián)。這時的局部電弧可能熄滅，也可能發(fā)展。完全是隨機的。局部電弧的熱效應(yīng)，會使干區(qū)擴大，局部電弧會沿干區(qū)旋轉(zhuǎn)，不斷適應(yīng)自己的長度。當局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達到和超過臨界狀態(tài)時，電弧貫串兩極，完成閃絡(luò)。 可燃氣體檢測儀| 泄露氣體檢測儀| 毒性氣體| 氧氣檢測| VOC檢測儀| 煙氣分析儀| 臭氧檢測儀| 空氣品質(zhì)監(jiān)測儀|
　　由此可見，盡緣子的污穢閃絡(luò)，取決于以下四個階段的發(fā)生和發(fā)展，即：
　　（1）盡緣子表面的染污過程。
　�。�2）盡緣子表面污層濕潤的過程。
　　（3）干燥帶形成和局部電弧過程。
　　（4）局部電弧發(fā)展貫串兩極的過程。
　　盡緣子表面沉積的污穢，來源于該地大氣環(huán)境的污染（包括遠方傳送來的），還與盡緣子本身的結(jié)構(gòu)、表面性能有著密切的關(guān)系，當然也受大氣條件的洗滌（如風吹和雨淋）。長期的運行經(jīng)驗表明，城市產(chǎn)業(yè)區(qū)及大氣污染嚴重的地區(qū)，一般盡緣子表面的積污也多。產(chǎn)業(yè)規(guī)模愈大，對四周影響的范圍也愈大；距產(chǎn)業(yè)污染源愈遠，影響愈弱，盡緣子表面積得的鹽密值也逐漸減少。
　　大氣污染比較嚴重地區(qū)的濃霧，對盡緣子表面的污染也是明顯的。研究表明，城市產(chǎn)業(yè)區(qū)的濃霧的霧水電導率可達2000μs／cm左右，一次來霧一般可穩(wěn)定地維持數(shù)小時。城市產(chǎn)業(yè)區(qū)的邊沿及鄰近農(nóng)村的濃霧的霧水電導率也可達數(shù)百至1000μs／cm以上。經(jīng)實測，一次持續(xù)時間為8~10小時的大、中型霧，可使盡緣子表面鹽密值增加 0.01ms／cm2左右。人工模擬試驗表明，當霧水電導率為2000μs /cm時，XP-160盡緣子，受霧6～10h，鹽密值可增加0.03～0.04mg/cm3。霧水電導率為2000μs/cm的霧可使設(shè)備的污閃電壓比蒸餾水霧下降20%左右。假如雨、雪中含有較高的電導率物質(zhì)，則對盡緣子有增加污染的作用。假如是大雨，則又有洗滌盡緣子使其凈化的作用，某地 10月份雨季后測得的盡緣子表面鹽密值，普遍比同年3月份（無雨積污期）低，雨水的沖洗效果明顯，均勻沖洗效率為28%。 

　　由上所述：大氣環(huán)境中布滿了各種氣態(tài)、液態(tài)污染物和固體微粒。固體微粒中直徑較大者，在重力作用下垂直降落，而直徑較小的微粒呈懸浮狀態(tài)，也在盡緣子四周運動著。盡緣子表面污穢的積聚，一方面取決于促使微粒接近盡緣子表面的張力，另一方面也取決于微粒和表面接觸時保持微粒的條件。微粒在盡緣子表面上的沉積，受風力、重力、電場力的作用，其中風力是最主要的。重力只對直徑較大的微粒起作用，且主要影響污染源四周的盡緣子的上表面。微粒在交流電場中作振蕩運動，作用在中性微粒上的電場力指向電力線密集的一端�？諝膺\動的速度和盡緣子的外形決定了盡緣子表面四周的氣流特性，在不形成渦流的光滑表面四周（例如，XWP2雙層傘型和XMP草帽型），微粒運動速度快，從而減少了它們降落在盡緣子表面的可能性。反之，下表面具有高棱和深槽的盡緣子表面四周則易形成渦流，負氣流速度下降，創(chuàng)造了污穢沉積的有利條件。
　　由于風力對盡緣子表面積污起主要作用，因此，有風、無風及風大、風小均對微粒的沉積影響較大，也直接影響盡緣子上、下表面積污的差別，同時帶電與否也對積污有影響。大多數(shù)的污物在干燥狀態(tài)下是不導電的，該狀態(tài)下盡緣子放電電壓和潔凈干燥時非常接近。只有當這些污物吸水受潮，其中的電解質(zhì)電離并在盡緣子表面形成一層導電膜時，盡緣子表面的閃絡(luò)電壓才會降低，其中閃絡(luò)電壓降低的程度與污層的電導率有關(guān)。
　　長期的運行經(jīng)驗表明，霧、露、毛毛雨最輕易引起盡緣子的污穢放電。這些氣象條件之所以輕易發(fā)生污閃，是由于它們能夠使污層充分濕潤，使污層中的電解質(zhì)完全溶解，但又不致使污層被沖洗掉。因此，污層的電導最大，污閃電壓最低。
　　霧是由懸浮在近地面大氣中緩慢沉降的微小水滴、冰晶質(zhì)點或二者的混合物組成的。霧經(jīng)常出現(xiàn)的厚度是20～50m，持續(xù)時間為1.5h至數(shù)個晝夜，霧中水滴的直徑多為2～15μm，出現(xiàn)概率最大的是 5～10μm，含水量約為0.5～1.5g/m3。霧有多種類型，例如，冬季采熱期的輻射霧以及平流輻射霧等。霧多在夜間發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計，大部分地區(qū)起霧時間多在20：00～24：00。直至凌晨，消霧時間多在9：00～12：00；山霧的持續(xù)時間多為2～8h，占54％。持續(xù)時間超過12h的，占8%以上；霧的含水量在發(fā)生發(fā)展過程中是起伏變化的，在兩次對霧的全過程觀測中，其含水量的高峰值在凌晨5：00～7：00，這也可能是輸變電設(shè)備的霧閃多發(fā)生在凌晨的原因。
　　露是空氣中水分在溫度低于四周空氣時對盡緣子上的冷凝物。露和霧一樣，也能使盡緣子的上下表面都濕潤。近年來，凝露對室內(nèi)10kV設(shè)備曾造成連串的閃絡(luò)事故，也應(yīng)引起我們的重視。使用RTV涂料解決凝露題目是一個非常有效的措施，它具體的機理和應(yīng)用，我們放在后面篇章說明。
　　毛毛雨是稠密而細小的液體降水，隨風飄浮、漸漸下降、迎面有濕潤感。其強度為0.05～4.0mm／h，降落速度不超過1m/s,降雨持續(xù)時間可達數(shù)小時。毛毛雨多數(shù)情況下僅能濕潤盡緣子的上表面。而雨一般分為大、中、小雨，中雨雨落如線，雨滴不易分辨， 1h的雨量為2.5～8.0mm；超過中雨的雨稱為大雨，強度很大的雨每小時的降雨量達幾十到幾百毫米，多數(shù)雨滴的直徑為1000～1400μm，雨滴的降落速度為4.0～6.0m/s。雨量10mm／h左右的雨一般可持續(xù)幾小時。小雨雨點清楚可見，無飄浮現(xiàn)象，1h內(nèi)的降水量可達2.5mm。大雨和中雨，水滴較大，對染污盡緣子表面能形成沖洗，凈化污穢表面的作用較大，一般地說，大雨不是污穢地區(qū)盡緣子運行的危險條件。然而，對于傘裙較密，傘伸出不長的棒型支柱盡緣子、套管等設(shè)備來說，在久旱無雨積污較多又忽然降大雨的情況下，卻有可能發(fā)生閃絡(luò)。