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1、最新整理从一起鸟粪事故论合成绝缘子的结构20xx 04- 10T05: 48,濮阳市振兴站110 kVII振活线I开关零序保护动作跳闸重合成功， 后经仔细登杆检查，确认是在3号直线塔的 B相绝缘子，因鸟粪引起闪络所至，现场的铁塔、绝缘子及地面上都发现了新鲜 的鸟粪，绝缘子上有不太明显的放电痕迹。II振活线是20xx年9月投运的新线路，全部使用了合成绝缘子，型号为 FXBW2 110/70。这次事故再次暴露了合成 绝缘子结构上的缺陷，应该引起供电部门足够的重视。合成绝缘子乂称硅橡胶绝缘子，能够被广泛推广使用的主要原因是其具有良 好的憎水性能、耐污闪和耐湿闪性能。但是，于其伞裙直径和伞间距较小，以
2、及在长期潮湿天气下憎水性能的丧失等结构上的原因，合成绝缘子的不明闪络率明显高于其它类型绝缘子。根据文献1提供的统计资料，在瓷和玻璃绝缘子申 的闪络故障中，不明原因闪络约占10%而合成绝缘子约占15%表1为国电公 司统计的我国挂wang运行的110 kV及以上合成绝缘子，截止1998年9月的事 故类型分类统计2,从表中可以看出鸟粪事故和不明闪络占了很大比例，仅次 于雷击事故，各占了 16.6册日23.9%,而试验表明，统计中的不明闪络可能有很 大比例是届于鸟害事故2。两文献的数据虽然相差较大，但都提供了合成绝缘 子不明闪络和鸟粪事故率较高的直接证据。活华大学在模拟鸟粪引起的闪络实验时发现， 鸟粪
3、通路距离合成绝缘子外缘 十几厘米时，比直接滴落在伞缘上更易闪络，其主要原因就是于合成绝缘子的伞裙问距过小，易发生伞裙问飞弧短接现象，这种经过空气通道的击穿大都对绝 缘子本身不造成严重破坏，其重合闸成功率很高，而且故障后找不到明显的故障点。对合成绝缘子闪络时间段的统计调查发现：较多的不明闪络发生在凌晨02:0007: 00。其原因为：一是这段时间空气湿度大，北方地区在凌晨04: 0005: 00还会出现薄雾和凝露，造成合成绝缘子憎水性能部分丧失，降低了耐污 闪和耐湿闪的性能；二是凌晨 05: 00左右正是鸟类活动比较频繁的时段。1 合成绝缘子的伞裙特性图1绝缘子伞型结构图1为绝缘子的结构及主要参
4、数。柱直径 d,伞伸出pl对闪络特性有较大 影响；伞问距大小s,大小伞差p1-p2和相邻伞间最小间隙c决定了飞弧桥接及 淋雨状态下的桥接特性。一种好的伞形结构，应该充分兼顾各参数的配合，使之具有相应的爬距和较 好的防污性能，还要能够避免伞问电弧桥接的可能，从而使爬距能够被充分利用。合成绝缘子使用导则中的伞裙结构是参照JB/T5895 “污秽地区绝缘子使用导则”的标准设计的，而标准中爬电距离、伞裙形状系数、伞间最小距离、伞问 距与伞伸出之比等参数，是针对瓷或玻璃绝缘子伞裙结构的规定， 未必就适合于 合成绝缘子，对合成绝缘子的伞裙结构应该进行专门的实验研究。2 合成绝缘子的电场分布图2为绝缘子工频
5、电压分布曲线，很显然不考虑对地杂散电容的影响电压应 该是均匀的线性分布，杂散电容越大，曲线越低垂，电压分布越不均匀，从图上 可以分析出靠近两端的瓷裙承受了最大的电压梯度。图2绝缘子上对地电压分布曲线实际上，绝缘子瓷裙之间所承受的电压成图 3所示的弧形分布，其中靠近 导体的瓷裙承受的电压最大为 Urp中间的最小， 于绝缘子结构不变时，杂散电 容的大小决定于空气介质，所以在天气越恶劣时，杂散电容越大，这种电压的分 布就越不均匀，图2和图3中的曲线弧度就越大。图3瓷裙承受电压分布如果110 kV的绝缘子有10片伞裙，那么前3片就承受了超过60 kV的电压， 在恶劣天气的情况下，于杂散电容的增大，这种
6、不均匀程度将加剧。3 雾闪和鸟粪闪络的原理分析3 . 1雾闪的原理分析在长时间的浓雾天气下，瓷绝缘子的表面将形成一层水膜，如上分析合成绝 缘子 于其憎水性能的丧失，表面也同样会形成水膜， 于绝缘子场强分布的严重 不均匀和绝缘子表面存在污秽等，致使在绝缘子的端部将首先形成电晕和局部电 弧放电。实验表明：水珠越小起晕电压越小，水珠的运动速度越快起晕电压越大， 所以雾状的水汽比大雨下的条件更易放电； 随着空气湿度的增加，空气击穿场强 将明显降低，正常为30 kV/cm,在空气相对湿度高于90%寸，将为正常值的10%- 30%即为310 kV/cm 0在这种情况下端部瓷裙问飞弧击穿是必然的，而一旦击穿
7、第一裙，那么第二裙将承受更高的电压，产生骨牌效应。于交流电压过零点时电弧要熄灭，所以这种发展能否演变为闪络，决定于电弧的发展速度和被电 离的空气的流动情况，如果雾气比较稳定，电弧的重燃可以沿着上周波电离的通 道，则可能很快闪络，反之，如果空气流动较快，被电离的空气介质很快恢复， 放电通道消失，则不会演变为闪络。合成绝缘子的不明闪络率远远高于其它绝缘子，其原因就是这种伞裙问飞弧 短接现象，这是 于合成绝缘子的伞裙结构不合理造成的。3 . 2鸟害事故的原因分析发生鸟害事故的根本原因仍然是上述空气中的飞弧短接，于凌晨是鸟类活动频繁的时间，乂是出现薄雾或大雾及凝露的时间， 绝缘子的憎水性已经部分丧 失
8、，在鸟粪通过绝缘子边沿的瞬间，于鸟粪短接了部分空气通道，同时使空气介质恶化，极易形成伞裙间的飞弧短接放电，如果电压过零点的时间以及绝缘子 周围空气介质的特性等因素符合上述条件， 则会发展成对杆塔放电闪络故障。相 对于瓷和玻璃绝缘子， 于合成绝缘子的伞裙是柔性材料，鸟粪在坠落时不易飞 溅和反弹，而是全部顺伞裙边沿下落，更易发生鸟害事故。4 结论(1) 目前在110 kV以上线路上广泛推广的合成绝缘子，其发生不明闪络 和鸟害事故的原因，主要是于在长时间高湿度环境下憎水性能的丧失和伞裙结 构不合理造成的。(2) 应该对合成绝缘子的结构进行专门研究分析，总结大量的实验数据和 运行经验，确定其更加合理的
9、结构，以提高其防止飞弧短接的性能。(3) 在绝缘子结构不变的情况下，在直线杆塔的悬:垂绝缘子的首裙加装附加大裙，可以有效改变电压分布，从而减少和防止湿闪及鸟害事故的发生。(4) 为防止鸟害事故的发生，也可以在悬垂绝缘子申上侧的横担上加装鸟 刺，或采取其它防止和减少鸟直接落在横担上的措施。(5) 在目前运行水平和防污闪性能已大幅度提高的情况下，预防不明闪络 和鸟害事故的发生，是提高110kV线路运行可靠性的有效手段。参考文献：1 胡 毅，魏双盈，运行中绝缘子的性能分析，电瓷避富器.2000. (4), 25-272 关志成，王绍武，梁曦东，王黎明，范 炬，我国电力系统绝缘子污闪事 故及其对策，高电压技术.2000.26 (6), 37-393 吴光业，蔡 炜，罗真海，陈雄一，肖定辉，范建林，有机复合绝缘子运 行性能分析。高电压技术.2000.26 (2), 59-614 陈国义，关于雾闪和湿闪的原因分析，高压电器 .20xx.38 (2), 50-535 毛凤麟，王雪松，复合绝缘子均压环对电场分布的影响，高电压技术.2000.26 (4), 40-43(陈国义，程广俊，冯盼增)
