电力系统防污闪 发明成果展示

山西运城银海电器研究所

污闪• 污闪是指电气设备绝缘表面附着

的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。

• 防污闪的措施有很多，传统的方法是春秋两季的停电清扫，还有使用硅油、硅脂等涂料，带电水冲洗，机械清扫，加大外绝缘的爬电比距，使用防闪增爬裙，使用 RTV 防污闪涂料、硅橡胶产品等。

• 然而种种防污闪措施都有缺陷，污闪事故不能杜绝。庆幸的是山西运城赵树海先生发明了“绝缘子风力清扫环”，弥补了防污闪措施的缺陷。

赵树海先生发明的“绝缘子风力清扫环”由一个绝缘环穿有多个、按一个方向排列的风力推动碗组成。

当有风吹动时，清扫环在绝缘子上旋转，刮去和扫除绝缘子表面上的污垢，从而保持了绝缘子的清洁，可大大减少污闪事故发生。

1 、绝缘子风力清扫环原理及特性

QSH-25/60型绝缘子风力清扫环，经实际挂网六个月后对比观察，发现套清扫环的绝缘子表面都很干净。而未套清扫环的绝缘子，表面污秽比较严重。

经国家绝缘子避 雷 器 质 量 监 督 检验 中 心 依 照 国 家 标准 GB/T4585.2-1991《 交 流 系 统 用 高 压绝 缘 子 人 工 污 秽 试验 方 法 固 体 层 法 》进 行 四 级 污 秽 度 对比 试 验 。 不 套 清 扫环 的 绝 缘 子 污 闪 电压 7.8kV ， 套 上 环清 扫 干 净 以 后 污 压为 11.8kV ，提高 4kV 。

• 以 110kV 输电线路每串7 片绝缘子为例 , 平均每片承受工频电压约 9 kV 。

• 未套环绝缘子，四级污闪电压是 7.8 kV 。

• 套有清扫环，上表面被清扫干净，污闪电压是11.8 kV ，大于 9 kV ，这时如果空气湿度达到100% 也不会闪络。

• 相当于加 3.5 片绝缘子。0

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四级污秽度 工频电压 带有清扫环 (kV)电压

“ 清扫环”本身进行人工污秽闪络电压试验，结果污闪电压为 40.9kV ，而清扫环在绝缘子上表面承受的电压仅 3kV 左右，因此，清扫环本身不会闪络，对绝缘子没有影响。

“ 绝缘子风力清扫环”在取得试验成功的基础上，山西省运城供电分公司从2003 年 3 月 春检开始，在所有盘形悬式绝缘子的线路上投入使用。

2003 年至今，清扫环在输电线路上运行情况良好，我们对山西平陆供电支公司曹川 35kV 线路使用清扫环情况进行了调研。

2、绝缘子风力清扫环的运行情况

平陆至曹川的 35kV 输电线路，位于中条山上“平陆不平沟三千”的黄土高原丘陵地带。海拔 213米至 305 米。一年四季多风，尤其在春冬两季最为严重，常是风沙弥漫、灰尘飞扬。线路还经过 1 个炼铁厂、 1 个化肥厂、 2 个刚玉厂，共 4 个污染段，是平陆供电支公司的一条污闪事故多发线路。

日 期 污闪损坏 雷击损坏

2000 年 25 片 7 片

2001 年 22 片 4 片

2002 年 30 片 6 片

日 期 污闪损坏 雷击损坏

2003 年 0 片 3 片

2004 年 0 片 2 片

2005 年 0 片 2 片

套环之前过线杆损坏绝缘子 套环之后过线杆损坏绝缘子

套环后没有发生过污闪，防闪率达到了 100% 。使过线杆上绝缘子损坏数由 77只降至 0只，雷击损坏绝缘子由 17只降至 7只，降低了 58.8% 。 至今清扫环和套环的绝缘子表面完好无损。

以这条线路为例，三年少更换绝缘子 87只，费用减少 4350元（按 50元 /只 ×87只 =4350元）。检查、更换污闪、雷击绝缘子时，人力、车辆费用投入减少 9315元。由于事故停电及清扫抢修时间的减少，多供电量 42.12万 kWh ，创企业经济效益约 13.4万元。多供电量，创社会经济效益上百万元。 风力清扫环的应用，提高了输电线路的供电可靠性。

3、经济效益和社会效益

3.1 防止了过线杆上的污闪事故。套环后，绝缘子抗污闪能力增强 50% 。3.2 能止冰闪事故。由于装环后绝缘子上表面比较干净，融雪时形成的冰柱中，含盐量大大降低，冰柱的绝缘程度高，很难发生过冰闪事故。3.3 能防治鸟害事故。清扫环转动时，具有一定的惊鸟作用。减少了鸟粪污染和鸟害事故。有了鸟粪也会被清扫环刮除。3.4 能减少雷击停电事故。使用清扫环后，每个绝缘子都有一个比较干净的绝缘隔离带，遭雷击后，阻止了污秽引起的工频电弧的建立，重合闸成功率高，因而有效地减少了由雷击导致的停电事故。3.5 能大大拉长两次清扫绝缘子间隔的时间。套环后的绝缘子，能保持绝缘子上表面干净，可长时间不用清扫。3.6 减少了不安全因素。由于污闪事故的减少，高空作业的次数及其所带来的不安全因素，也大大减少。3.7 减少了绝缘子的损坏。由于污闪事故大大减少，绝缘子的损坏、更换量也大为减少。

4、使用绝缘子风力清扫环的有益效果

2006 年初，风力清扫环在北京房山供电局投入使用， 2006 年春季，在北京特大沙尘爆时发挥了作用。 2008 年为确保奥运会圆满成功，大量安装使用。

2006年 4 月 16日北京下了 30万吨土。

2006 年 5 月 15日，清扫环在 220 千输电线路上投入试用，运行一个月后， 2006年 6 月 20日，对挂网试用情况进行对比拍照观察，效果十分显著，挂网前绝缘子表面积污严重，使用清扫环后绝缘子表面干净如初 。

2007年 5 月 14日，清扫环在 500千伏超高压输电线路上投入使用 。

绝缘子裂化（零值）会产发生局部放电现象，局部放电会产生紫外线，紫外线是不可见光，只有用专仪器才能看到，这张照片是用紫外线成像仪拍到的，裂化的绝缘子发出了紫外线。

5、功能拓展

这也是一张用紫外线成像仪拍的照片，裂化的绝缘子发出了紫外线，而紫外线成像仪非常昂贵，不能普及。

绝缘子风力清扫环已广泛应用于电网，经过赵树海先生进一步研究，开发出了能显示绝缘子故障的清扫环，拓展了产品功能 。

清扫环在裂化的绝缘子上能发出可见光，用肉眼就可随时发现有故障的绝缘子，及时处理，可防止电网事故，从而不必购置专用仪器，节省费用，节省检测绝缘子的人力、物力。

没有紫外线清扫环不会发光。

由于清扫环中添加了荧光物质，在紫外线照射下清扫环发出了可见光，从而可以指示有故障的绝缘子，一举两得。

• 通过对有故障的绝缘子进行耐压试验，故障绝缘子串上的清扫环发出了可见光。

• 耐张绝缘子上可以采用上图安装方式，仅用来进行故障显示。

• 清扫环如果受到雷击、强电弧、高温放电等，会变形、变色、脱落，如果发现这种现象，也说明这串绝缘子可能有故障（也起到了故障显示的作用），及时处理，防止事故发生。

绝缘子风力清扫环，在获得中国发明专利的基础上，又向世界 43 个国家提出了国际专利申请，其中美国、日本、俄罗斯、澳大利亚、韩国已授权。美国《输电与配电世界》杂志发表发了这一专利产品的信息后，引起了较大反响。目前，已有美国、加拿大，俄罗斯、澳大利亚、日本、英国、法国、德国、西班牙、爱尔兰、意大利等十多个发达国家索取了资料和样品，已出口部分国家。

6、绝缘子风力清扫环的发展动态

产品之二： QSH-10/X 型 绝缘子风力扫环（用于棒形绝缘子）

为了扩大清扫环的应用范围，赵树海先生又研制出适合棒形、支柱形绝缘子用的风力扫环，它可以用于变电站各类套管、铁路电力机车顶上绝缘子、铁路接触网腕臂棒式绝缘子、接触网负荷开关绝缘支柱、接触网避雷器、贯通、自闭、电源线路的棒式绝缘子及避雷器、各种户外变压器、互感器绝缘子等套管的风力清扫。