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淺談合成絕緣子的運行及維護(四)

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通過試驗與研究，作者認為該閃絡主要是由于合成絕緣子在運行中，長期處在污濕的環境，硅橡膠吸收了水分，其表面憎水性消失，憎水性消失過量，其耐污閃性能將與瓷絕緣相似。此時，表面絕緣電阻上降，局部干區又加劇了整支合絕緣子電壓分布不均勻，出現泄漏電流陡增，發展到耐受不了運行電壓時突發生為閃絡。當閃絡過后，硅橡膠遭受電弧過熱的灼傷，水分消失，其憎水性能得到恢復，絕緣電阻回升，絕緣性能恢復正常，故閃絡過后重合閘一般均獲得成功，試驗前水分又進一步揮發。遂能耐受所有常規的試驗電壓，使試驗結果均在正常范圍之內。
3.3憎水性消失與恢復的原因
3.3.1通過研究認為憎水性消失是目前合成絕緣子硅橡膠材料的固有特性。
合成絕緣子硅橡膠吸水的原因是由于它含有大量的白炭黑作主要填料，它是被填料粒子吸附并與填料結合在一起的合成物。白炭黑有很強的吸水性。
白炭黑表面的硅氧烷是非極性的，這是憎水部分，但表面另一成份羥基卻有很強的吸水性，它能吸入空氣中的水份，與水分子形成氫鍵。
白炭黑的表面羥基將使硅橡膠表面呈親水性。
硅橡膠憎水性的恢復與溫度有關：由于白炭黑的羥基在低溫（<15℃）的情況下不容易脫水，故低溫下憎月性恢復時間很長；羥基受熱（>50℃）則容易脫水，溫度越高（>120℃），脫水越快。脫水后，生成硅氧基si-0-si，憎水性遂獲得完全恢復。
此外，合成硅橡膠的材料中，還含有一種填料氫氧化鋁 A1（OH）3，它本身就含有氫氧根離子，也是親水的，它的含量也影響著合成硅橡膠憎水性的變化，因此，硅橡膠憎水的減弱，消失和恢復變化的速率與產品材料的配方有關。
3.3.2憎水性消失與表面污染物的成分有關。合成絕緣子表面附有塵�；蛑┲刖W、鳥糞等異物，如果污染物是易吸潮的物質，如水泥、石灰、含鹽NaC1的塵土，它復蓋在硅橡膠的表面，隨著環境溫度的增大，污層吸收水分增多，會影響憎水性往污層遷移的特性，表面憎水性減弱。該憎水性遷移在高溫曝曬后，干燥情況下恢復。
3.3.3憎水性的變化還與合成絕緣子的老化程度有關。運行中的合成絕緣子長時間受著電場、污染和大自然各種因素的作用下，已老化的硅橡膠憎水性堿弱會變得更明顯；而未老化的硅橡膠通過用水洗凈和太陽高溫曝曬，其憎水性能很快恢復至HC1級。
3.3.4運行中各種現象的解釋�；谏鲜鲩W絡的原因主要是由于濕、污引起，并與環境濕度有關。該機理可以解釋下列在運行中一些現象。
A、閃絡多發生于冬春兩季持續陰冷、潮濕的氣侯，閃絡時雨霧曾持續數天連續不斷，或發生在凌晨，或發生在融雪，也有發生于雨過天晴時，多與硅橡膠吸潮時間長，憎不性消失面積多有關。
B、夏季持續下雨時間短，硅橡膠吸潮面積少，雨后受太陽高溫曝曬，憎水性恢復速度快，所以夏季閃絡少。
C、閃絡過后，除因電弧電流過大，傘裙被燒毀者外，一般硅橡膠經電弧高溫燒灼處憎水性恢復至HC1級。因此，往往閃絡過后絕緣恢復，重合閘成功，在試驗室能耐受各試驗電壓。
D、閃絡多發生于合成絕緣子投運一兩年之后，表面附有塵埃污穢的，且污穢物吸潮性較強，如農藥、水泥、石灰、含鹽NaC1的塵土……等。
E、長期置在灰塵較多，陰暗潮濕的戶內，附有含潮灰份的表面，其憎水也會減弱或消失（HC6-7級）。
3.3.5污濕閃絡的啟示。在運行中的合成絕緣子硅橡膠表面的憎水性隨著它所處的環境、氣侯、污染的成分與數量、溫度與濕度等因素的影響下斷作下降與恢復的變化。在絕大多數的場合，它的局部受臟受潮，權引起局部憎水性下降，其余大部分表面贈水性黨政軍處于正常（HC5級以上）狀態，并不導致它表面絕緣性能急劇下降，在相等的污穢條件下(ESDD0.2-0.4mg/cm2)其污閃電壓梯度仍比瓷絕緣子串高1.5倍以上。這一特點起著主導的作用。這是我們所熟悉的合成絕緣子耐污閃的效果是非常顯著的一個方面。通過實踐和研究，現在還認識到它在持續的電場、污、濕、冷等因素構成的特定條件下，倘硅橡膠吸入過量的潮氣，表面憎水性消失過多（HC7級），將喪失了它優越的耐污閃性能，與瓷絕緣子相似，因污濕作用使絕緣下降至耐受不了運行電壓時，也會突然發生閃絡。
因此，我們感覺要提高合成絕緣子的運行安全性，還要對合成絕緣子的材質、結構，應用范圍和運行維護方式應有進一步認識。例如：當我們充分理解雨霧天氣持續時間過長（數天），也對合成絕緣子運行不利，對污濕地區（如上海）爬電比距的選擇，就不宜過分強調它從按現行的人工污穢試驗方法得出的結果所反映的優越性、低于瓷絕緣。明白過去強調合成絕緣子不會發生污閃，不需清掃，不需維護等，有一定局限性。
4、鳥害閃絡問題
鳥糞造成的閃絡已在我省兄弟單位時有發生，這可從絕緣子表面留下的鳥糞殘跡判斷。采用傳統的防范措施都可以取得滿意的效果。
4.1鳥害閃絡實質是鳥糞閃絡。占閃絡總數13%。它是指大鳥停留在輸電線路合成絕緣子的上方排糞，非絕緣的污濕的鳥糞恰巧絕緣子傘裙邊緣往下沿，短路了傘裙邊緣的空氣間隙而引發的閃絡。這種閃絡在瓷絕緣子串發生，合成絕緣子也有發生。
4.2防止鳥害閃絡的方法
可采取在合成絕緣子上端第1片硅橡膠傘裙的上表面，用RTV粘膠粘1片比原傘裙直徑較大的硅橡膠傘裙，像戴斗笠一樣，遮蓋著下面的絕緣子，以阻擋住鳥糞沿絕緣子邊緣往下滴。鳥糞閃絡即可獲得解決。
5有關閃絡的結論
5.1合成絕緣子被雷擊閃絡的原因以及雷電沖擊特性瓷絕緣子串基本相同。它的雷電沖擊放電電壓由其兩電極間隙距離h決定。通過加長該距離可提高其耐雷水平。均壓環有延長合成絕緣子運行壽命的作用。應是合成絕緣子不可缺少的附件。
5.2原因不明閃絡實質為潮濕閃絡。根本原因是硅橡膠有吸水性。合成絕緣子在運行過程中，受電場、環境污染、濕度和溫度因素的影響，吸水性的作用使表面的絕緣下降至耐受不了運行電壓時，突然發生閃絡。陰濕天氣持續時間長的污區，其爬電距離的選擇，不宜低于瓷絕緣。
5.3鳥糞閃絡可在它的上端多加1片直徑較大傘裙，阻擋鳥糞沿絕緣子邊緣往下淌，即可解決。
合成絕緣子有很多優點，但也存在某些不足。只有不斷提高對它的認識，才能促進它蓬勃發展。我們一方面要改善其材持，提高產品質量，另一方面還需積極總結運行經驗，開展科研，修正完善目前有關的《標準》《導則》的內容，提高應用范圍和運行維護方式的認識。以利于合成絕緣子生產的發展和電力系統安全運行。
污閃事故是目前人們爭議最大的問題。由于人們對合成絕緣子性能認識不足，甚至片面認為使用合成絕緣子可以杜絕污閃的發生。因此，對其污閃不可思議，有人不認為是污閃；有人則對硅桷膠的良好耐污性能表示懷疑。硅橡膠表面污層過厚而使憎水性難于遷移至污層表面，硅像膠表面的憎水性在長時間的潮濕條件下全呈現逐漸減弱甚至近于消失，這都導致其外絕緣性能大大降低。以往人們大都根據人工污穢試驗來認識其耐污性能，而人工污穢試驗結果偏離，是要解決人工污層的均勻性，二是要解決表面受潮后憎水性顯著下降問題。后者尤為重要，它表明人們能否再現復雜的結露、連陰雨、持續大霧及覆冰覆雪的氣象條件。
三、外力損壞及其它事故情況
1、硅橡膠表面性能的變化
已發生一些運行過的絕緣子的傘裙彈性減弱，易撕裂，干濕閃電壓差值增大，這表明硅橡膠表面材質起了變化。根據目前國內外的試驗，硅橡膠的耐紫外線性能和熱穩定性都是很好的，導致其老化的主要因素是染污表面的長期電蝕。而被試絕緣子不過運行1-2，發生如此嚴重的劣化令人難以置信。有關廠家應慎重選擇配方，加強對原材料質量的檢驗和對添加劑、補強劑使用質量的監控。
華北等地已發現硅橡膠表面憎水性下降的現象。據分析的可能直接導致污閃的發生。運行經驗表明：（1）經過長時間的受潮后，硅橡膠表面憎水性會程度不同地下降，即憎水性下降速率不同，有的試品會在一段時間內幾乎不呈現憎水性。性能良好的硅橡膠，表面憎水性下降速率低。（2）受潮條件消失后，憎水性恢復速率不同。性能良好的，表面憎水性恢復速率快。（3）硅橡膠表面形成污層后，憎水性遷移速度不同。性能良好的，污層表面憎水性遷移速率快（當然也與污穢種類有關）。因此，硅橡膠憎水性的優劣，不能僅看清潔表面的憎水角，還應考慮上述多方面性能及其長期運行后的變化。
2、擊穿和掉線
界面擊穿主要發生在雷擊情況下，特別是早期采用灌膠、擠包工藝的產品，要密切監視。工頻下的擊穿也有發生，這明顯是產品質量問題，特別是芯棒質量問題。廣東等地發生的芯棒“脆斷”事故。所以“脆斷”是指潮濕大氣中放電產生的酸侵入芯棒玻璃纖維后產生的斷裂。華東發生的500KV線路合成絕緣子斷裂事故也可能與此有關。芯棒斷裂事故是危害性最大的故障，隨著運行時間的增大，此類事故有可能增加，因此要嚴加防范。
3、外力損壞
包括傘裙破壞，芯棒斷裂在內的施工損壞，以及運行中傘裙被鳥啄，庫存中被鼠咬都時有所聞。特別是施工中的損壞應引起人們的關注，尤其要防止護套受損，一是此類隱患難于發現，并可能危及芯棒；二是后果嚴重，如可能導致“脆斷”發生。

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Tags：合成絕緣子運行維護

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