输电线路防鸟害整治思路 (高压输电线路漂浮物防治措施)

1. 清扫

1.1停电清扫

对于外绝缘配置未达到污区分布图要求的输变电设备,若调爬后仍不能达到要求,则应按照每年清扫以及“逢停必扫,扫必扫好”的原则,严格落实“清扫责任制”和“质量检查制”,及时安排设备清扫,保证清扫质量。

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图 停电清扫绝缘子

输电线路的清扫原则:满足当前污区绝缘配置的线路,结合盐灰密测试的结果对未喷涂的瓷质、玻璃绝缘子进行清扫;不满足当前污区绝缘配置的线路,每逢停电,必须对未喷涂的瓷质、玻璃绝缘子进行清扫,并根据线路的实际积污状况确定增加清扫次数。

清扫时机选择的重要性。凡不具备“用盐密指导清扫”条件的线路尽可能把清扫时间安排在污闪季节前进行;凡已开展“用盐密指导清扫”的线路,须加强盐密监测,在延长清扫周期的同时做好饱和盐密的研究测试工作;凡爬距不够又未采用RTV和增爬裙的输电设备均应坚持“逢停必扫”。停电清扫绝缘子不应仅满足一般天气条件下防止电网外绝缘闪络事故最低设防,而应掌握清扫时机、提高清扫质量。每年的最佳清扫时期为每年11月中旬至12月中旬,例如某线路绝缘子清扫时间为1月份,就属于清扫时机选择不当。因此对于重要线路和变电站必须合理安排停电时机以达到最佳清扫效果。

切实保证清扫质量。做好一些目前尚未调爬、调爬无裕度的线路和绝缘配置不足的输电设备的清扫工作,建议今后线路停电清扫采取如下方式:直线绝缘子更换为复合绝缘子,耐张绝缘子更换喷涂有RTV涂料的绝缘子,或将绝缘子落地清扫并喷涂RTV涂料。实践证明:只有上述方法才能保证清扫质量,从根本上提高清扫的效果。适时及时,确保清扫的有效性。停电清扫的效果与架空输电设备外绝缘配置水平、气象条件、外部环境关系密切。按照一年一清扫配置外绝缘的标准,只有配置到位、清扫有效,污闪事故才不易发生,一旦某个环节出现失控,污闪事故就很难避免。

线路使用复合绝缘子的可不进行清扫,但应对其性能进行定期监测,污秽过重或憎水性明显失效时应及时更换或逾期重涂;对使用增爬裙的设备可延长清扫周期,但清扫周期及方式需认真研究。

建议各地在提高重要线路绝缘配置水平的同时,对一般线路积极推广“用盐密指导清扫”的经验。根据我国电网发展状况,电网防污闪工作依赖于大规模清扫工作方式应随着电网输变电设备外绝缘配置的逐渐“达标”而逐渐减少,直至将其转变为设备临时消缺的维护措施。

现阶段清扫工作主要根据每年污级划分和外绝缘核查情况,结合输变电设备停电检修工作计划执行,一般不单独安排清扫工作。对于根据新的污区等级划分外绝缘配置存在薄弱环节的部分输变电设备,包括污级上升的、c级以上未复合化的、乘以双串及形状系数后爬距不足的,以及特殊重污染区域(如金属粉尘积污、水泥积污结块情况)的输变电设备,开展清扫工作。清扫工作存在局限性。部分发生污闪的线路在污闪前一年内均进行了停电清扫,尽管做了大量的清扫工作,仍不能阻止污闪的发生,一方面说明了环境污染的严重性,另一方面说明当设备自身绝缘水平偏低时,尽靠运行单位清扫维护是很难保证安全运行,在加上一些主干线路停电清扫机会少,时间上又受到很大限制,绝缘子数量又相当多,生产人员普遍偏少,在短时间内清扫干净是有困难的,而对积垢严重和伞下有棱槽的绝缘子就更难保证清扫效果了。

1.2带电清扫

对变电设备的污染十分严重。每年都要定期对变电设备进行停电清扫,主要采用“逢停必扫”的方式,停电倒闸操作、安全措施实施和停运时间的限制,给设备清扫质量以及系统安全运行带来了较多的问题。设备污闪隐患威胁着电力系统的安全运行,因污染物主要为粉尘等,带电清扫工作势在必行,积极发展变电设备带电清扫,是公司提高设备健康水平、供电可靠性的重要手段。

带电人工清扫工作中必须严格遵守《国家电网电力安全工作规程》和《带电作业现场操作规程》及其他各项安全规章制度。做好危险点分析,按照制定的带电清扫标准指导书进行实施,确保工作安全。工作人员对设备带电清扫工作,戴绝缘手套、护目镜、口罩,使用带电清扫工具对设备由上而下进行清扫。工作结束确认无误后,工作负责人自检合格,向变电专工、变电运维人员提出验收申请。

机械带电清扫是指采用专业工具设备,利用电动式压缩空气作动力,转动毛刷,通过绝缘杆将毛刷伸到绝缘子表面进行清扫。带电机械干清扫不存在污秽闪络的充分必要条件潮湿,因此不会发生污秽闪络事故。这种方法清扫效率高,可清扫粘结不牢固的浮尘,操作简便,技术要求低,不需要停电,但缺点是清洗效果不彻底,浮尘搬家,容易造成二次污染。

2. 水冲洗

直升机带电水冲洗作业对于减少线路停电时间,防止绝缘子污闪和覆冰闪络事故,提高电网运行的可靠性具有一定的意义。

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图 直升机带电水冲洗

人工带电水冲洗,需要高压水泵、储水罐等相关工具,此外还需要提高水的电阻率,确保作业人员的人身安全及线路的运行安全。

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图 人工带电水冲洗方法示意图

3. 喷涂涂料

3.1特点与适用范围

防污闪涂料,包括常温硫化硅橡胶及硅氟橡胶(RTV,含PRTV)属于有机合成材料,主要成分均为硅橡胶,主要应用与喷涂瓷质或玻璃绝缘子,提高线路绝缘水平。目前防污闪涂料分为RTV-I型和RTV-II型。

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图 防污闪涂料

RTV(PRTV)防污闪涂料均由以硅橡胶为基体的高分子聚合物制成,其防污性能表现在两个方面:憎水性及其憎水性的自恢复性;憎水性的迁移性。在绝缘子表面施涂RTV硅橡胶防污闪涂料后,所形成的涂层包覆了整个绝缘子表面,隔绝了瓷瓶和污秽物质的接触。当污秽物质降落到绝缘子表面时,首先接触到的是RTV硅橡胶防污闪涂料的涂层。涂层的性能就变成了绝缘子的表面性能。当RTV硅橡胶表面积累污秽后,RTV硅橡胶内游离态憎水物质逐渐向污秽表面扩展。从而使污秽层也具有憎水性,而不被雨水或潮雾中的水分所润湿。因此该污秽物质不被离子化,从而能有效地抑制泄漏电流,极大地提高绝缘子的防污闪能力。

RTV防污闪涂料具有的优点包括:

(1)长效高可靠性;

(2)良好的适应性;

(3)长期少维护和免维护;

(4)施涂工艺要求简单;

(5)投入产出效益高。

RTV防污闪涂料应用技术将电网防污闪专业工作由传统的多维护、短时效、高成本、低可靠性向先进的少维护、长时效、低成本、高可靠性转变,提供了成功的技术途径。RTV防污闪涂料在我国已二十多年成功运行的经验。例如,目前国网天津市电力公司在全部的35kV及以上架空输线电路上使用了RTV涂料,有效防止了曾出现过的污闪事故再次发生。

虽然RTV涂料的应用对于减少电网污闪事故的发生起到了积极作用,但是由于目前RTV涂料在国内电网中运行时间有限,且生产厂家较多,又缺乏有效监管,因此也存在一些问题:

(1)目前我国生产RTV涂料产品质量良莠不齐,缺乏严格的施涂工艺规范,容易出现质量问题。虽然我国已有二十多年成功运行的经验,但是对于RTV涂料的有效运行尚无定论,运行中RTV涂料质量的有效检测问题也未得到很好的解决。

(2)由于长期在风吹日晒的环境中,RTV硅橡胶会发生龟裂、附着力下降和防污闪性能下降等缺点。如何进一步提高RTV硅橡胶涂料的机械性能和电绝缘性能需要进一步研究。

(3)某些产品出现寿命短、附着力不好、龟裂、剥落的现象,运行中存在憎水性消退、生物污染、清除复涂困难且费用高昂等问题。且阻燃性能欠佳是目前国内外产品存在的一个共同的问题,虽然近些年的新产品已经在阻燃方而有了初步的改进,但是所用的多是以含铂络合物的阻燃剂,提高了产品的生产成本。

RTV防污闪涂料使用时应根据其运行环境进行维护,在以下三类污源涂覆后应加强涂料的运行监测:

(1)严重化工污染源;

(2)铁锈粉末等金属粉尘污染源;

(3)水泥厂或炼钢厂等矿石粉污染源。

3.2应用经验及建议

加强防污闪涂料施涂管理,确保施涂单位及人员具有相应的工作资质。在施涂中加强施工、验收、现场抽检各个环节的监督管理,应在基建工程投产前完成防污闪涂料的施涂及验收。

3.2.1 选用RTV防污闪涂料

新建和扩建架空输电线路瓷(玻璃)绝缘子应依据最新版污区分布图进行外绝缘配置,中重污区的瓷(玻璃)绝缘子配置宜采用表面喷涂RTV防污闪涂料方式。

3.2.2 加强RTV现场施工过程管理

RTV涂料只有经过现场施工环节才能成为完整的防污闪产品。到目前为止,RTV的施工仍然易成为该产品的一项薄弱环节,个别产品质量较好的厂家也在近年来的施工中出现过失误。在条件许可的前提下,优先考虑设备出厂前在绝缘子上涂覆RTV的生产方式或采用类似于工厂环境下涂覆RTV的生产方式。

RTV涂料现场施工保证厚度的有效办法:涂层厚度的保证,可用不同的施工要求来实现。一般喷涂一遍厚度平均在0.2mm左右。三遍喷涂厚度可以保证0.5mm左右。因此可以要求:喷涂大于两遍;抽样测厚以绝缘子上表面为检测点,这样既保证颜色的美观,又保证了胶膜的厚度。

可采用色差较大的涂料分层喷涂的施工工艺保证RTV涂层的厚度,防止漏涂现象的发生,提高施工质量,确保不因涂层厚度的原因而影响涂层使用寿命的现象发生。

因此,在基建和时间宽松的设备检修过程中,建议采用双色交叉喷涂,可选用白色和红棕色涂料交叉喷涂,要求喷涂大于两遍,每遍喷涂后必须彻底固化(固化时间以该种涂料型式试验报告的固化时间为准)才允许喷涂第二种颜色的涂料,每遍喷涂后测量涂料厚度,可以取典型设备3~5个抽样测量。

在时间较短的设备检修喷涂时,可以采用单色喷涂,但必须分多次喷涂,每次喷涂必须至少表干。并且不得一次喷涂过厚(一次喷涂过厚会造成涂层堆积、流淌,涂料表面粗燥等现象)。喷涂完成后对全部喷涂设备进行厚度抽检。

3.2.3 保证RTV施涂质量验收管理

RTV现场施涂质量的验收是评价RTV整体施涂质量的重要环节,关系到RTV安全运行的流程,现场验收方法主要有以下几个方面:

1.外观检测

(1)外观检查应上、下表面施涂均匀,并完全遮盖原绝缘子表面底色。

(2)涂层表面应平滑整齐,不应有堆积、流淌、气泡、拉丝、缺损、漏涂等现象。

(3)涂层应与绝缘表面附着良好,不应有起皮现象。

2.施涂厚度应满足技术要求,涂料完全固化后按照《绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料现场施工技术规范》(Q/GDW 737-2012)中的有关规定进行涂层厚度测量,厚度须满足0.4~0.5毫米。施涂厚度测量方法如下:

涂层试样应在绝缘子上、下表面随机选取,但取样部位不含绝缘子的边缘和棱角部位。采用裁纸刀或其他合适工具切取涂层试样,取样后被取样部位应完全露出绝缘子的瓷釉或玻璃表面,涂层试样尺寸约10mm×10mm。裁取的试样表面应无凸起、凹坑、气泡等缺陷。测量前应将试样表面的污染物清除干净。测量涂层试样的厚度,测试仪的测量精度应不小于0.01mm。

3.验收测试点的选择:

(1)外观检测:全部施涂设备均应进行外观检测。

(2)施涂厚度检测要求:

1) 耐张塔每基均应取样。

2) 直线塔取样可采取抽检,直线塔取样比例须大于30%,并要求取样间隔不得大于5基。

4. 加装伞裙

防污闪辅助伞裙(即通常的硅橡胶增爬裙),指采用硅橡胶绝缘材料通过模压或剪裁做成硅橡胶伞裙,覆盖在电瓷外绝缘的瓷伞裙上表面或套在瓷伞裙边,同时通过粘合剂将它与瓷伞裙粘合在一起,构成复合绝缘。

防污闪辅助伞裙主要优点如下:

(1)增加原有绝缘子串的爬电距离,提高线路绝缘水平。

(2)有效阻断沿绝缘子表面建立冰桥的通道,防止发生覆冰和覆雪闪络。

但是采用防污闪辅助伞裙的同时应注意合理布置防污闪辅助伞裙的分布间距。对于500kV超高压输电线路,防污闪辅助伞裙通常每隔3-4片绝缘子粘贴1片。

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图 防污闪辅助伞裙(a) 支柱绝缘子

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图 防污闪辅助伞裙 (b)耐张绝缘子

由于硅橡胶伞裙与瓷伞裙界面间胶合的粘合剂(RTV硅胶)作为组合绝缘的一部分,与硅橡胶伞裙一起在污湿状态下起主绝缘的作用,承受相当高的分布电压。因此,要求有很高的绝缘性能、粘结强度和抗老化性能。粘结材料选择不当,会造成瓷伞裙与硅橡胶伞裙之间失去粘接能力;粘接工艺不当,会存在气泡或部分界面没有粘合,失去绝缘的作用。

硅橡胶伞裙套表面应平整光滑,无裂纹、缺胶、杂质、突起,伞套边缘无软挂、塌边等现象,合缝应平整,安装成型后的伞裙套上表面要求具有18°左右的下倾角。

投入运行后,要注意巡视。如发现搭口脱胶,或在粘接区有放电现象,或硅橡胶伞裙憎水性消失,应及时更换。

运行中巡视检查伞裙套表面有无裂纹、粉化、电蚀情况,粘接区有无脱胶、开裂、放电现象,特别在恶劣天气下,如雨、雪、溶雪、雾天等,应加强巡视观察,发现伞裙套粘接区有明显放电火花,或伞裙套表面憎水性消失时应及时更换。对于刚安装的辅助伞裙要求憎水性一般为:HC1~HC2级。对已经运行的要求一般应为:HC3~HC4级。憎水性测试方法见《常温硫化硅橡胶防污闪涂料技术管理原则》。

运行中伞裙套出现局部变形,如裙边少量塌边,部分搭口脱胶,不会对瓷件本身的绝缘水平产生负效应,可在适当的机会,对脱胶处作补胶粘合处理。

线路绝缘配置必须兼顾防污、覆冰和覆雪的需要。宜采取绝缘子串中加装若干辅助伞裙;绝缘子串顶部加装大盘径伞裙或封闭型均压环;使用大盘径绝缘子插花串以及复合绝缘子采用一大多小相间隔的伞裙等措施防止发生覆冰和覆雪闪络。

硅橡胶伞裙的电气试验项目:

(1)干湿状态下每片硅橡胶伞裙的绝缘电阻(>50MΩ);

(2)单片耐受电压大于设计给定值。

5. 更换绝缘子

5.1复合绝缘子

将线路原有的瓷质绝缘子或玻璃绝缘子更换为复合绝缘子是防污闪重要的技术措施之一。在同样的爬距及污秽条件下,复合绝缘子防污闪能力明显高于瓷绝缘子和玻璃绝缘子,其原因如下。

(1)硅橡胶伞裙表面为低能面,憎水性良好,且可迁移,使污秽层也具有憎水性,污层表面的水份以小水珠的形式出现,难以形成连续的水膜。其在持续电压的作用下,不像瓷和玻璃绝缘子那样形成集中而强烈的电弧,表面不易形成集中的放电通道,从而具有较高的污闪电压。

(2)复合绝缘子杆径小,同污秽条件下表面电阻比瓷、玻璃绝缘子要大,污闪电压也相应要高。

(3)与瓷和玻璃绝缘子下表面伞棱式结构不同,复合绝缘子伞裙的结构和形状也不利于污秽的吸附及积累,不需要清扫积污,有利于线路的运行维护。

复合绝缘子除了具有优异的防污性能外,其机械强度高、体积小、重量轻,运行维护简便,经济性高。复合绝缘子属于不可击穿型结构,不存在零值检测问题。

但是,随着复合绝缘子使用量的剧增,其闪络和损坏的事例也日趋增多。复合绝缘子现场损坏原因主要包括:机械方面的损坏,主要包括脆断、舞动等因素导致的芯棒折断等。这类事故后果严重,可能导致电网发生恶性事故;绝缘子的电气损坏,如闪络、内击穿等。国内复合绝缘子损坏现象多发生于早期产品,主要原因包括选材不当及工艺不成熟等。复合绝缘子的年损坏率约为0.005‰,优于世界其它国家的平均水平。但需要指出,复合绝缘子也会发生污闪故障,其原因有:表面快速积污或积污过多,造成憎水性难以迁移;气候环境等外因造成绝缘子憎水性减弱或暂时丧失;硅橡胶材料老化造成憎水性及污闪性能下降等。

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图 复合绝缘子 (a) 低电压等级

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图 复合绝缘子 (b) ±500kV及以上直流

5.2瓷复合绝缘子

瓷(玻璃)复合绝缘子综合了瓷(玻璃)绝缘子和复合绝缘子的优点,一是端部连接金具与瓷(玻璃)盘具有牢固的结构,保持了原瓷(玻璃)绝缘子稳定可靠的机械拉伸强度;二是在瓷(玻璃)盘表面注射模压成型硅橡胶复合外套,又使其具备了憎水、抗老化、耐电蚀等一系列优于瓷绝缘子的特点。

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图 瓷复合绝缘子 (a)单片

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图 瓷复合绝缘子 (b)剖视图

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图 瓷复合绝缘子 (c) 绝缘子串

瓷(玻璃)复合绝缘子端芯棒采用高强瓷(玻璃),很好地解决了悬式复合绝缘子的芯棒“脆断”问题。同时解决了复合绝缘子不能用于耐张串的问题。

瓷(玻璃)复合绝缘子需要考虑的是瓷(玻璃)的劣化问题,复合外套与瓷(玻璃)的联接面的粘接问题,以及如何提高其耐陡波冲击水平。

6. 降压运行

降低运行电压的方法在直流线路上有应用。当直流线路所经过区域有发生污闪可能的气象条件时,为防止直流线路发生污闪故障,通常对该直流线路采取降压运行的方式,可有效预防该类污闪故障的发生。

在交流线路上,一般很少采取此种方法。但在极端情况下,会利用调节变压器调压开关的方法降低交流线路电压,但防污闪效果有限。