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1、国网湖北省电力有限公司超高压公司宜昌运维分部2023年8月主要内容主要内容-1-一一二二背景青苔在绝缘子上生长机理三三青苔对电气设备的影响四四变电站内绝缘子附着青苔情况五五输电线路绝缘子附着青苔情况-2-一、背景一、背景 u 国网湖北超高压公司宜昌运维分部部分设备位于湖北恩施地区。u 恩施地处鄂西南山区,海拔高度921.5米,年平均温度为15.6,年平均湿度为71,年平均风速:0.6m/s,最大风速:16m/s,年平均雷暴日数:47d。u 其中,500kV恩施变电站、800kV祁韶线绝缘子所受影响较大,均在投运后出现绝缘子附着青苔情况。恩施站恩施站祁韶线祁韶线-3-二、青苔在绝缘子上生长机理二
2、、青苔在绝缘子上生长机理u 青苔是绿藻和一些真菌共生形成的一种低级植物。霉菌是青苔中真菌的主要和常见种类,其营养体是多细胞结构的丝状体,因此把丝状真菌统称为霉菌。-4-三、青苔对电气设备的影响三、青苔对电气设备的影响憎水性影响 u 首先,绝缘子一般采用玻璃、陶瓷或复合树脂等材料制作,憎水性是其较为主要的性能参数。水是电的良导体,因此需要尽可能减少水在绝缘子表面的停留与附着,其主要表现形式就是憎水效果。青苔附着在绝缘子上后,其具有良好的保湿性,改变了绝缘子外层的憎水性。研究表明,新伞裙的憎水角在90左右,而绿藻伞的憎水角在20左右,绿藻伞已经失去了憎水性,表现为亲水性,严重降低了复合绝缘子的防污
3、闪能力。-5-三、青苔对电气设备的影响三、青苔对电气设备的影响防污闪性能 u 防污闪性能也是绝缘子主要的性能指标之一。污闪发生是因为绝缘子表面附着了无机盐等水溶性导电颗粒,干燥时不会对绝缘子造成较大的影响,当出现湿 度较大或雨水天气时,绝缘子表面的水分就会溶解无机盐,导致其导电性增强,从而发生污闪事故,因此可以看出,表面附着的无机盐是导致污闪发生的关键因素。青苔层的存在会降低绝缘子表面的光滑程度,并形成水膜层,使得空气中的水溶性导电颗粒更容易附着 和溶解在其中,极大地增加了绝缘子表面的导电性能,导致发生污闪事故的概率明显增加。-6-三、青苔对电气设备的影响三、青苔对电气设备的影响 自身强度 u
4、 绝缘子自身强度也是很重要的指标,尤其是玻璃和陶瓷绝缘子,其本身的材料具有脆性,当发生开裂后会丧失绝缘性能。附着的青苔会持续在绝缘子表面析出有机酸等物质,长时间逐步破坏绝缘子材料的微观结构,并且青苔还会顺着裂缝生长,导致绝缘子表面裂缝逐步扩大,从而影响绝缘子自身的材料强度,最终导致其更容易发生开裂,使绝缘子绝缘性能降低或者彻底丧失。-7-三、青苔对电气设备的影响三、青苔对电气设备的影响 人身安全 u 青苔由于含有一定量的水分,且自身的结构呈颗粒状,本身强度不高。当其附着在光滑的绝缘子表面时,在外力的作用下极易产生破损。在检修过程中,电力工人需要攀附或者踩踏绝缘子进行操作,极易发生手滑或者脚滑的
5、事故,对日常运维检修的工人人身安 全造成了较大的影响。尤其是涉及线路或变电设备检修,大多数都是高空作业,对工人的人身安全保障要求更高,不得出现任何疏忽。因此,青苔的附着也会极大地影响输变电设备检修工作,增加运维检修的危险系数和施工成本。四、变电站内绝缘子附着青苔情况四、变电站内绝缘子附着青苔情况恩施站绝缘恩施站绝缘子附着青苔子附着青苔情况情况-8-u 自2007年8月恩施变电站投运以来,恩施变电站的设备虽然运行良好,未出现设备故障或异常情况,但是在日常的运行维护过程中还是发现一些问题,比较明显的就是站内设备支柱瓷瓶经常会出现萌生青苔的情况。恩施站常年低温、高湿环境的天数较多,以2010年为例,
6、年平均气温为15.6,平均湿度为71,这就使得设备支柱瓷瓶上的青苔生长时间较长,覆盖瓷瓶面积也较多。四、变电站内绝缘子附着青苔情况四、变电站内绝缘子附着青苔情况-9-月份月份 1 12 23 34 45 56 67 78 89 92温湿度温湿度 日期日期温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度温温度度湿湿度度1 8752647425662 23804909659742555
7、026623 396837348288022622555277030602755206013759874 45786595800296532622856 5522560023742060137417586 680526702375225510898757 72775743808760286223808 877578428642673305823781970
8、187010649 94782060023702358028498066522386325022265824685402866308607097888092862267470267023691
9、5674023902468452963286098897526465282770286030600445257026703689602057029603255202089086020608276829643058236358711581
10、638826702860295722222850027753482232306820702452305223736802424675275026602670286752802525472628442870257025675025802842727570166814602
11、04552360323868590 62475326025625763030686 98 33131690 1082 2075 31612761 1460 278平均值平均值3.3.7 779796.6.6 6737346969202074742323666627276868282865652323686816167171
12、121275755.5.3 378782010年度月平均温湿度一览表年度月平均温湿度一览表四、变电站内绝缘子附着青苔情况四、变电站内绝缘子附着青苔情况-10-2010年恩施变温湿度曲线图四、变电站内绝缘子附着青苔情况四、变电站内绝缘子附着青苔情况-11-u 经过对气象条件和设备实际运行的分析对比,我们发现设备支柱瓷瓶萌生青苔跟环境的温度是成反比,而跟空气湿度是成正比的,即温度低(一般在1223)、湿度大的运行环境下,设备支柱瓷瓶生长青苔的速度越快,生长周期越短。u 对比发现在3至6月份、9至11月份为青苔生长速度最快、最为明显的时间,其中春天多雨时节尤为突出。然而在这些不同电压等级的支柱瓷瓶中
13、又以35kV开关支柱瓷瓶青苔生长的情况最为明显,220kV开关支柱瓷瓶次之,然后是500kV开关支柱瓷瓶。五、输电线路绝缘子附着青苔情况五、输电线路绝缘子附着青苔情况-12-u 800kV祁韶线是从甘肃酒泉祁连换流站至湖南韶山换流站的一条特高压直流线路,其中宜昌运维分部运行管理祁韶线范围为3450#3899#,起于恩施州巴东县西北侧渝鄂省界的天鹅抱蛋南侧,止于荆州松滋市杜村坪西。线路沿线地形比例为:山地49.1%、高山36.4%、峻岭14.5%、沿线海拔150米-1631米。u 800kV祁韶线于2015年6月17日开工,2017年6月23日正式投运。每年的停电检修时间大约在5月初,经过6年的
14、运维,发现自2020年左右起,陆陆续续发现多基耐张杆塔横串玻璃绝缘子出现污秽严重、甚至有青苔附着情况。五、输电线路绝缘子附着青苔情况五、输电线路绝缘子附着青苔情况-13-u 经统计分析,800kV祁韶线绝缘子附着青苔或污秽严重的杆塔大多在海拔较高的恩施山区,平均海拔大约1000米左右,全年平均湿度较高,且一般覆冰厚度设计在20mm以上的区段。u 另外,在已喷涂PRTV涂料的绝缘子上,也发现有绝缘子上出现青苔附着及污秽严重情况。五、输电线路绝缘子附着青苔情况五、输电线路绝缘子附着青苔情况-14-u 对已发现绝缘子附着青苔杆塔进行归纳、统计,详情见下表。序序号号杆塔杆塔号号地理位置地理位置海拔海拔
15、发现时间发现时间绝缘子类型绝缘子类型污区污区13487#恩施州巴东县官渡口镇肖家坪村475.132023年5月玻璃c23607#恩施州巴东县野山关镇支井河村861.792023年5月玻璃b33691#宜昌市长阳县渔峡口镇板凳拗村696.892022年5月玻璃b33831#宜昌市五峰县长乐坪镇三板桥村566.8612022年5月陶瓷(已喷涂PRTV涂料)b43835#宜昌市五峰县渔洋关镇石柱山村650.8582022年5月陶瓷(已喷涂PRTV涂料)b53843#宜昌市五峰县渔洋关镇沙淌村720.1932022年5月陶瓷(已喷涂PRTV涂料)b五、输电线路绝缘子附着青苔情况五、输电线路绝缘子附着青
16、苔情况-15-u 污区分布图如下。六、青苔生长现有防治对策六、青苔生长现有防治对策-16-u 目前,对绝缘子青苔的防治,主要采取定期人工清理、喷涂防污闪材料(PRTV涂料)。主要采用抹布擦拭和刀片刮除相结合的方式。由于青苔附着生长的时间不同,附着力也不一样,刚生长不久的青苔可以使用抹布擦掉,但生长时间较长的青苔附着力较大,抹布无法清除,只能使用刀片刮除。该方式能暂时解决青苔附着绝缘子的问题,但仍存在很多不利因素,比如刀片刮除很容易划伤绝缘子的表面,在其表面留下划痕,导致其防污闪性能下降,从而缩短绝缘子的使用寿命,导致更换绝缘子的频率增加,不仅增加了运维成本,而且造成了设备安全隐患。此外,长时间的人工高空作业存在高风险安全隐患。六、青苔生长现有防治对策六、青苔生长现有防治对策-17-u 目前,对绝缘子青苔的防治,主要采取定期人工清理、喷涂防污闪材料(PRTV涂料)。六、青苔生长现有防治对策六、青苔生长现有防治对策-18-防污闪材料(PRTV涂料)是电力系统常用的材料,主要应用于变电站及输电线路绝缘子、发电厂和电力用户变电设备等电气设备及绝缘子上,以避免其在潮 湿天气中发生污闪事故。防污闪涂料的应用确实能在一定程度上减少青苔的附着,但其效果不显著,在山区及丘陵地区效果尤其不明显,因而无法有效解决上述问题。汇报完毕 谢谢!