一起特殊气候条件下污闪事故分析

国网甘肃省电力公司电力科学研究院的研究人员王津、潘臻等，在2015年第2期《电气技术》杂志上撰文，某变电站发生故障，经过勘察，为母线支柱绝缘子污闪导致，其外绝缘配置符合该地区污区等级要求，但在特殊条件下，仍然发生了污闪。本文详细分析了此次闪络故障的原因，并提出了处理措施。

污闪是由于绝缘设备表面因附着了一层脏污物，在潮湿的条件下，形成导电膜，造成绝缘设备沿面击穿放电，发生故障。

近十几年以来，电力企业从建设、技改、大修等多方面入手，结合电力系统污区分部图，对外绝缘进行合理配置、科学改造，大大减少了污闪故障。但是，偶尔出现的特殊气候，造成某地污秽度发生急剧变化，对电力设备的外绝缘水平是极大的考验。

本文通过一起特殊气候条件下污闪事故的分析，详细阐述了外绝缘配置合格的设备，在污秽度急剧变化时的故障情况，并提出了相应处理措施。

1 故障简况

某日早8:00，某变电站站内发生故障，多个开关跳闸，110kV母线失压。保护故障录波图显示故障发生的次序为： A相首先发生单相接地故障，经过0.42S发展为A、C两相之间短路接地故障，0.55S发展为三相短路接地故障，3.7s后，故障切除。

2 现场检查情况

2.1 故障设备参数

发生污闪故障的设备，均为同一开关厂于1996年生产的GW4-110ⅥW型110kV刀闸支柱绝缘子，详细信息见表1。

表1 发生闪络刀闸设备铭牌参数

型号	GW4-110ⅥW型
额定电压（kV）	110	额定电流(A）	1250
雷电冲击耐压（kV）	460	出厂日期	1996.4
3S热稳定电流（kA）	31.5	出厂编号	XXXX

2.2 故障设备检查

事故发生后，现场检查发现110kV母线设备区共计6支支柱绝缘子发生放电闪络，其中5只绝缘子部分伞裙炸裂（见图1），部分瓷柱底部有明显的放电痕迹（见图2），1个刀闸动触头有明显的放电灼伤痕迹（见图3），1个刀闸静触头有明显的放电灼伤痕迹（见图4），部分绝缘子支架有明显放电痕迹（见图5、图6），1处传动连杆有明显放电痕迹（见图7）。

图1 上端伞裙炸裂情况

图2 支柱底座闪络痕迹

图3 动触头电弧烧伤处

图4 静触头电弧烧伤处

图5 绝缘子底座支架放电点

图6 刀闸支柱放电痕迹

图7 传动联杆处闪络痕迹

2.3 故障设备测量

对发生闪络的支柱绝缘子外观参数进行实测，测试数据为隔离开关爬距为2870mm，干弧距离为1080mm。

3 故障初步分析

3.1 气候情况分析

发生故障前，该变电站所处地区出现连续沙尘暴天气，并在故障发生时伴有雾雨。

3.2 污秽等级分析

根据《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》(Q/GDW 152-2006)，对发生闪络绝缘子表面污秽取样检测，测得绝缘子表面盐密值为0.166-0.299mg/cm2，灰密值为1.10-2.16 mg/cm2，对照图8中等值盐密及灰密和现场污秽度的相互关系，其盐密、灰密值已超过d、e级污区分界线，达到e级污秽区域标准。

图8 标准盘型绝缘子等值盐密及灰密和现场污秽度的相互关系

3.3 外绝缘配置分析

该变电站所属污区为d级，如表2，d级污区外绝缘配置爬电比距要求为39.3-50.4 mm/kV，发生故障的绝缘子爬电距离为2870mm，爬电比距为39.46 mm/kV，满足该变电站所处污区外绝缘配置要求，但属于d级污区最低外绝缘配置标准。

表2 统一爬电比距和现场污秽度的相互关系表

污秽等级	很轻污秽（a）	轻污秽（b）	中等污秽（c）	重污秽（d）	很重污秽（e）
爬电比距（mm/kV）	＜25.1	25.1-31.5	31.5-39.3	39.3-50.4	50.4-59.8

3.4 憎水性分析

对已经涂覆RTV涂料的1113甲刀闸A相瓷瓶分上、中、下三个部位分别进行憎水性试验，憎水性级别为HC3级（见图9），擦拭后伞裙的憎水性提高到HC2级（见图10）；对未涂覆RTV涂料的1113乙刀闸A相瓷瓶分上、中、下三个部位分别进行憎水性试验，憎水性级别为HC6级，表现为亲水性，擦拭后伞裙的憎水性仍为HC6级。

图9 擦拭前憎水性

图10 擦拭后憎水性

3.5 支柱绝缘子损坏情况

此次故障共闪络6支绝缘子，其中未涂RTV涂料的绝缘子有5支，均发生了不同程度的伞裙炸裂，涂覆了RTV的绝缘子伞裙边缘有明显放电痕迹，但未发生炸裂。

4 结论

1.此次故障为及其特别恶劣沙尘暴加小雨气象条件下，发生的污闪故障。

2.根据现场测量闪络绝缘子爬电距离进行爬电比距计算，对照电力系统污区分布图，该变电站所处污区等级（d级），发生闪络的绝缘子爬电比距基本符合该变电站污区等级外绝缘配置要求。

3.涂覆了RTV涂料的支柱绝缘子，其防污闪性能明显好于未涂覆RTV涂料的支柱绝缘子。

4.满足正常外绝缘配置要求的支柱绝缘子，不一定能满足极端气象条件下的绝缘要求。

5 建议

1.对变电一次设备进行全面排查，对于爬电比距满足相应污区外绝缘配置要求下限，但达不到上限要求的，及时安排喷涂RTV涂料；对于新安装的、改造的外绝缘设备，全面校核爬电比距，达不到相应污区外绝缘配置上限要求的，在安装前进行RTV涂料工厂化喷涂。

2.对于目前处于污秽等级外绝缘配置要求下限的支柱绝缘子，无法尽快安排喷涂RTV涂料的外绝缘设备，及时安排停电或带电清扫。

3.开展针对沙尘暴气象条件下的外绝缘污秽情况研究，在试验点安装试验串，在沙尘暴前进行清扫，沙尘暴后及时进行取样分析比对，研究沙尘暴对电力外绝缘设备的影响。