自然環(huán)境中盡緣子污穢的放電原理

在線運(yùn)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(dāng)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(dǎo)致污層電導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(jié)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(dān)較高的電壓。當(dāng)電場強(qiáng)度足夠大時(shí)，將產(chǎn)生輝光放電，隨著泄漏電流的增大，輝光放電有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫植侩娀�，這時(shí)盡緣子表面相當(dāng)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(jī)的。局部電弧的熱效應(yīng)，會(huì)使干區(qū)擴(kuò)大，局部電弧會(huì)沿干區(qū)旋轉(zhuǎn)，不斷適應(yīng)自己的長度。當(dāng)局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達(dá)到和超過臨界狀態(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(jiān)測儀|
　　由此可見，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程。
　�。�2）盡緣子表面污層濕潤的過程。
　�。�3）干燥帶形成和局部電弧過程。
　�。�4）局部電弧發(fā)展貫串兩極的過程。
　　盡緣子表面沉積的污穢，來源于該地大氣環(huán)境的污染（包括遠(yuǎn)方傳送來的），還與盡緣子本身的結(jié)構(gòu)、表面性能有著密切的關(guān)系，當(dāng)然也受大氣條件的洗滌（如風(fēng)吹和雨淋）。長期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，城市產(chǎn)業(yè)區(qū)及大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，一般盡緣子表面的積污也多。產(chǎn)業(yè)規(guī)模愈大，對(duì)四周影響的范圍也愈大；距產(chǎn)業(yè)污染源愈遠(yuǎn)，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(yán)重地區(qū)的濃霧，對(duì)盡緣子表面的污染也是明顯的。研究表明，城市產(chǎn)業(yè)區(qū)的濃霧的霧水電導(dǎo)率可達(dá)2000μs／cm左右，一次來霧一般可穩(wěn)定地維持?jǐn)?shù)小時(shí)。城市產(chǎn)業(yè)區(qū)的邊沿及鄰近農(nóng)村的濃霧的霧水電導(dǎo)率也可達(dá)數(shù)百至1000μs／cm以上。經(jīng)實(shí)測，一次持續(xù)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(yàn)表明，當(dāng)霧水電導(dǎo)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(dǎo)率為2000μs/cm的霧可使設(shè)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(dǎo)率物質(zhì)，則對(duì)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(yùn)動(dòng)著。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、電場力的作用，其中風(fēng)力是最主要的。重力只對(duì)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。微粒在交流電場中作振蕩運(yùn)動(dòng)，作用在中性微粒上的電場力指向電力線密集的一端�？諝膺\(yùn)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(yùn)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(fù)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(duì)盡緣子表面積污起主要作用，因此，有風(fēng)、無風(fēng)及風(fēng)大、風(fēng)小均對(duì)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(duì)積污有影響。大多數(shù)的污物在干燥狀態(tài)下是不導(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)率有關(guān)。
　　長期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(dǎo)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(xiàn)的厚度是20～50m，持續(xù)時(shí)間為1.5h至數(shù)個(gè)晝夜，霧中水滴的直徑多為2～15μm，出現(xiàn)概率最大的是 5～10μm，含水量約為0.5～1.5g/m3。霧有多種類型，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(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分地區(qū)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(xù)時(shí)間多為2～8h，占54％。持續(xù)時(shí)間超過12h的，占8%以上；霧的含水量在發(fā)生發(fā)展過程中是起伏變化的，在兩次對(duì)霧的全過程觀測中，其含水量的高峰值在凌晨5：00～7：00，這也可能是輸變電設(shè)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(duì)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，凝露對(duì)室內(nèi)10kV設(shè)備曾造成連串的閃絡(luò)事故，也應(yīng)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(jī)理和應(yīng)用，我們放在后面篇章說明。
　　毛毛雨是稠密而細(xì)小的液體降水，隨風(fēng)飄浮、漸漸下降、迎面有濕潤感。其強(qiáng)度為0.05～4.0mm／h，降落速度不超過1m/s,降雨持續(xù)時(shí)間可達(dá)數(shù)小時(shí)。毛毛雨多數(shù)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，雨滴不易分辨， 1h的雨量為2.5～8.0mm；超過中雨的雨稱為大雨，強(qiáng)度很大的雨每小時(shí)的降雨量達(dá)幾十到幾百毫米，多數(shù)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(xù)幾小時(shí)。小雨雨點(diǎn)清楚可見，無飄浮現(xiàn)象，1h內(nèi)的降水量可達(dá)2.5mm。大雨和中雨，水滴較大，對(duì)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，大雨不是污穢地區(qū)盡緣子運(yùn)行的危險(xiǎn)條件。然而，對(duì)于傘裙較密，傘伸出不長的棒型支柱盡緣子、套管等設(shè)備來說，在久旱無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)。