自然環(huán)境中盡緣子污穢的放電原理

在線(xiàn)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(zhù)較高的盡緣水平，其放電電壓和潔凈、干燥狀態(tài)時(shí)接近。然而，當遇有霧、露、毛毛雨以及融冰、融雪等濕潤天氣時(shí)，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(shí)，盡緣子的表面泄漏電流就會(huì )增加。由于盡緣子的外形、結構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(chǎng)強度足夠大時(shí)，將產(chǎn)生輝光放電，隨著(zhù)泄漏電流的增大，輝光放電有可能轉變?yōu)榫植侩娀�，這時(shí)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(shí)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，會(huì )使干區擴大，局部電弧會(huì )沿干區旋轉，不斷適應自己的長(cháng)度。當局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達到和超過(guò)臨界狀態(tài)時(shí)，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)監測儀|
　　由此可見(jiàn)，盡緣子的污穢閃絡(luò )，取決于以下四個(gè)階段的發(fā)生和發(fā)展，即：
　�。�1）盡緣子表面的染污過(guò)程。
　�。�2）盡緣子表面污層濕潤的過(guò)程。
　�。�3）干燥帶形成和局部電弧過(guò)程。
　�。�4）局部電弧發(fā)展貫串兩極的過(guò)程。
　　盡緣子表面沉積的污穢，來(lái)源于該地大氣環(huán)境的污染（包括遠方傳送來(lái)的），還與盡緣子本身的結構、表面性能有著(zhù)密切的關(guān)系，當然也受大氣條件的洗滌（如風(fēng)吹和雨淋）。長(cháng)期的運行經(jīng)驗表明，城市產(chǎn)業(yè)區及大氣污染嚴重的地區，一般盡緣子表面的積污也多。產(chǎn)業(yè)規模愈大，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)區的濃霧的霧水電導率可達2000μs／cm左右，一次來(lái)霧一般可穩定地維持數小時(shí)。城市產(chǎn)業(yè)區的邊沿及鄰近農村的濃霧的霧水電導率也可達數百至1000μs／cm以上。經(jīng)實(shí)測，一次持續時(shí)間為8~10小時(shí)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(shí)，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(wú)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(mǎn)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(dòng)著(zhù)。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(shí)保持微粒的條件。微粒在盡緣子表面上的沉積，受風(fēng)力、重力、電場(chǎng)力的作用，其中風(fēng)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(chǎng)中作振蕩運動(dòng)，作用在中性微粒上的電場(chǎng)力指向電力線(xiàn)密集的一端�？諝膺\動(dòng)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(dòng)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(fēng)力對盡緣子表面積污起主要作用，因此，有風(fēng)、無(wú)風(fēng)及風(fēng)大、風(fēng)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(shí)帶電與否也對積污有影響。大多數的污物在干燥狀態(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(shí)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(shí)，盡緣子表面的閃絡(luò )電壓才會(huì )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(cháng)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(diǎn)或二者的混合物組成的。霧經(jīng)常出現的厚度是20～50m，持續時(shí)間為1.5h至數個(gè)晝夜，霧中水滴的直徑多為2～15μm，出現概率最大的是 5～10μm，含水量約為0.5～1.5g/m3。霧有多種類(lèi)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，據統計，大部分地區起霧時(shí)間多在20：00～24：00。直至凌晨，消霧時(shí)間多在9：00～12：00；山霧的持續時(shí)間多為2～8h，占54％。持續時(shí)間超過(guò)12h的，占8%以上；霧的含水量在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中是起伏變化的，在兩次對霧的全過(guò)程觀(guān)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(shí)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(lái)，凝露對室內10kV設備曾造成連串的閃絡(luò )事故，也應引起我們的重視。使用RTV涂料解決凝露題目是一個(gè)非常有效的措施，它具體的機理和應用，我們放在后面篇章說(shuō)明。
　　毛毛雨是稠密而細小的液體降水，隨風(fēng)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(guò)1m/s,降雨持續時(shí)間可達數小時(shí)。毛毛雨多數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(xiàn)，雨滴不易分辨， 1h的雨量為2.5～8.0mm；超過(guò)中雨的雨稱(chēng)為大雨，強度很大的雨每小時(shí)的降雨量達幾十到幾百毫米，多數雨滴的直徑為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幾小時(shí)。小雨雨點(diǎn)清楚可見(jiàn)，無(wú)飄浮現象，1h內的降水量可達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(shuō)，大雨不是污穢地區盡緣子運行的危險條件。然而，對于傘裙較密，傘伸出不長(cháng)的棒型支柱盡緣子、套管等設備來(lái)說(shuō)，在久旱無(wú)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 )。