合成絕緣子鳥糞閃絡(luò)與不明原因閃絡(luò)摘要：在人工模擬鳥糞閃絡(luò)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，對鳥糞閃絡(luò)機理及閃絡(luò)條件進行了研究。發(fā)現(xiàn)鳥糞閃絡(luò)主要是空氣間隙在瞬間電場畸變情況下的擊穿，而不是以往認為的沿面閃絡(luò)。在以往認為的不明原因閃絡(luò)中，有相當一部分實際上是屬于鳥糞閃絡(luò)，并對防止鳥糞閃絡(luò)的措施進行了討論。關(guān)鍵詞：鳥糞閃絡(luò)；不明閃絡(luò)；絕緣子1鳥糞閃絡(luò)事故及閃絡(luò)特點鳥糞閃絡(luò)事故是指由棲息在桿塔上的鳥排泄物引起的閃絡(luò)事故。據(jù)統(tǒng)計到1998年為止，全國的合成絕緣子事故中雷擊閃絡(luò)事故占47%，不明閃絡(luò)事故占24%，而已確認的鳥糞閃絡(luò)事故就占16%，大大高于合成絕緣子污閃所占5%的比例［1］。其他國家也有許多鳥糞事故的報道。早在20世紀20年代就已發(fā)現(xiàn)有鳥糞導致閃絡(luò)的事故。鳥一般在凌晨覓食前排出大量的糞便，因此鳥糞閃絡(luò)事故多出現(xiàn)在這段時間。鳥糞閃絡(luò)事故多數(shù)發(fā)生在110kV和220kV電壓等級的線路中，35kV及以下和500kV的電網(wǎng)中此類事故較少。鳥糞閃絡(luò)是一種突發(fā)性事件，閃絡(luò)前沒有任何征兆，閃絡(luò)時也極少為人見，只能事后進行判斷。由于以往一直認為鳥糞閃絡(luò)是由鳥糞落在絕緣子表面而引發(fā)的沿面閃絡(luò)事故，因此鳥糞痕跡的存在一直作為判斷是否為鳥糞閃絡(luò)的重要依據(jù)。2模擬鳥糞閃絡(luò)試驗2.1試驗裝置鳥糞下落的方式根據(jù)鳥糞下落路徑離絕緣子軸線橫向距離的不同可以分為2種:①鳥糞落在絕緣子表面，然后沿絕緣子傘群邊沿下滑；②鳥糞從絕緣子表面以外一定距離處下落。鳥糞模擬試驗裝置如圖1所示。(2)模擬鳥糞的粘度模擬液中硅藻土的濃度決定了模擬鳥糞的粘度。硅藻土濃度為零時就是鹽水，粘度為1mm2/s。這時，無論是第一種還是第二種鳥糞下落方式，也無論模擬鳥糞擠出量達到多少體積，局部閃絡(luò)和貫通性閃絡(luò)的概率都幾乎為零。在試驗中可以觀察到這時液體到達絕緣子高壓端附近時，都變成了許多細小水滴，相當于一定電導率的淋雨試驗，其閃絡(luò)電壓自然遠高于絕緣子的運行電壓。當模擬液的硅藻土濃度為160g/l時，可以發(fā)生閃絡(luò)，但在一定條件下，只發(fā)生局部空氣間隙擊穿，局部電弧沒有發(fā)展成為閃絡(luò)。此時，模擬液的粘度為2.9mm2/s。在這種粘度條件下，模擬鳥糞下落通道的前端還是可能出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。絕緣子周圍電場發(fā)生嚴重畸變。具有一定導電性的鳥糞通道的介入使絕緣子周圍的電場分布發(fā)生嚴重畸變，鳥糞通道的前端與絕緣子高壓端之間的空氣間隙的電場強度大大增加。絕緣子承受的大部分電壓都加在了這一段空氣間隙上。空氣間隙擊穿，完成閃絡(luò)。當鳥糞通道的前端越來越接近絕緣子高壓端時，它們之間的空氣間隙承受不了所加的電壓，間隙被擊穿，形成局部電唬當鳥糞的電導率超過一定值時，局部電弧最終導致絕緣子閃絡(luò)。鳥糞閃絡(luò)的機理可以認為是鳥糞下落的瞬間畸變了絕緣子周圍的電場分布，使鳥糞通道與絕緣子高壓端之間發(fā)生了空氣間隙擊穿而導致的閃絡(luò)。并不是或主要不是以前直觀認為的由于鳥糞淌落在絕緣子表面導致的沿面污穢閃絡(luò)。4有關(guān)鳥糞閃絡(luò)事故的一些討論4.1鳥糞閃絡(luò)事故發(fā)生的電壓等級鳥糞閃絡(luò)事故多數(shù)發(fā)生在110kV和220kV等級的電網(wǎng)中°35kV以下的電壓等級多為城市配電網(wǎng)，附近鳥少，且為小鳥，每次鳥糞的量也很少。而且電壓低，能擊穿的空氣距離很小，絕緣子又不加均壓環(huán)，有傘裙的阻擋，所以鳥糞閃絡(luò)的概率不大。110kV和220kV絕緣子，一方面由于電網(wǎng)電壓的增加，使可能導致閃絡(luò)的空氣間隙的長度也增加了。110kV的最高運行相電壓為73kV，可能導致鳥糞閃絡(luò)的最長空氣間隙達到15cm左右。另一方面，由于絕緣子的絕緣距離還不是很長，鳥糞通道可以較為連續(xù)地跨越這一長度。而且110kV和220kV絕緣子很多都采用均壓環(huán)，均壓環(huán)的出現(xiàn)不僅減小了絕緣子的絕緣距離，還進一步加大了可能促發(fā)閃絡(luò)的鳥類排糞范圍。因此，110kV和220kV電網(wǎng)最容易發(fā)生鳥糞閃絡(luò)事故。4.2均壓環(huán)的作用從鳥糞閃絡(luò)機理來看，采用均壓環(huán)增加了鳥糞閃絡(luò)的可能性。從綜合考慮引弧與鳥糞閃絡(luò)的角度看，對110kV和220kV絕緣子采用招弧角似乎是一個可以兩者兼顧的措施。如果將招弧角裝在鳥糞不容易下落的方向，就更能減少鳥糞閃絡(luò)的概率。而均壓環(huán)對金具的屏蔽作用，可以用大曲率半徑的金具來實現(xiàn)。若繼續(xù)采用均壓環(huán)，則在安裝防鳥裝置覆蓋范圍時，應該把均壓環(huán)的尺寸也考慮在內(nèi)。這些設(shè)想還有待于運行的檢驗。4.3鳥糞閃絡(luò)事故預防措施的討論以往的防鳥糞措施大致可分為2類，一類是防止或減少鳥在絕緣子上方的停留，第二類是防止鳥糞沿傘裙下淌。從本文揭示的鳥糞閃絡(luò)機理來看，第二類防鳥糞措施的作用要打很大的折扣。以110kV合成絕緣子為例，其均壓環(huán)直徑為25cm，最高運行相電壓(73kV)下的最大空氣擊穿距離為15cm。于是真正防鳥范圍的直徑為55cm(25+2x15)。只要防止鳥在這一范圍內(nèi)出現(xiàn)，就能大大降低鳥糞閃絡(luò)事故。這顯然不是加一片大傘所能達到的。5鳥糞閃絡(luò)與不明原因閃絡(luò)的關(guān)系不明原因閃絡(luò)事故即未查明原因的閃絡(luò)事故。對于可以找到原因的絕緣子閃絡(luò)事故，電力部門通常都能找到方法盡量去預防或認可一定的閃絡(luò)率。而對于不明原因閃絡(luò)，由于無任何思路可采取相應措施，因而容易對正在使用的合成絕緣子的可靠性產(chǎn)生懷疑。從對鳥糞閃絡(luò)的分析來看，相當多的鳥糞閃絡(luò)由于鳥糞量不大、事故后的鳥糞痕跡不明顯或根本就沒有鳥糞痕跡，也就是說有相當一部分不明原因閃絡(luò)實際上很可能就是鳥糞閃絡(luò)，只是由于沒有習慣上認為應該存在的鳥糞痕跡而被劃分為不明原因閃絡(luò)事故。實際上不明原因閃絡(luò)事故與鳥糞閃絡(luò)事故有許多共同特點。例如兩者都是以110kV、220kV電壓等級為主。又比如都以半夜到凌晨，尤其是凌晨這段時間發(fā)生率最高，并且閃絡(luò)后都能重合成功，檢查不出絕緣子性能下降，無法再現(xiàn)運行電壓下的閃絡(luò)等。美國佛羅里達電力公司的一份報告也認為有一部分不明原因閃絡(luò)事故實際上是鳥糞閃絡(luò)事故［2］。在報告中使用了以下2種統(tǒng)計方法判斷不明原因閃絡(luò)事故中鳥糞閃絡(luò)事故所占的比例：比較在使用防鳥裝置前后不明閃絡(luò)發(fā)生的次數(shù)多條線路的統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明，在裝防鳥裝置前后，不明原因的閃絡(luò)事故率通常都有統(tǒng)計意義上的下降。例如某線路在加裝防鳥裝置及加長絕緣子串后不明閃絡(luò)從33次/a降為10次/a。不同相之間的不明閃絡(luò)事故的統(tǒng)計差別在桿塔的不同相之間，鳥停留的比例是不同的，鳥較少停留的相，不明閃絡(luò)概率較低。6結(jié)論(1)鳥糞閃絡(luò)的方式主要是鳥糞在距絕緣子一定距離內(nèi)下落時導致的突然閃絡(luò)，閃絡(luò)的機理可以認為是鳥糞下落的瞬間畸變了絕緣子周圍的電場分布，使鳥糞通道與絕緣子高壓均壓環(huán)或金具之間發(fā)生了空氣間隙擊穿而導致的閃絡(luò)。而不是或主要不是以前直觀認為的由于鳥糞淌落在絕緣子表面導致的沿面污穢閃絡(luò)。而且這種閃絡(luò)機理對瓷、玻璃及合成絕緣子是一樣的。(2)對于由這種鳥糞下落方式引發(fā)的閃絡(luò)事故，鳥糞殘留痕跡可能很不明顯或根本找不到，因此在以前無法確定原因的不明閃絡(luò)中，應該有不小的比例是屬于鳥糞閃絡(luò)事故。參考文獻：[1]LiangXidong,WangShaowu,FanJu,etal.ThedevelopmentofcompositeinsulatorsinChina[J].IEEETransonDie