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气象因素对输变电设备污闪的影响
更新时间:2019-01-30 发布:www.1024sj.com

摘要:文章论述了影响输变电装备污闪的各类气象身分,并连系防污闪工作提出了几点建议。关头词:污闪;气象身分;输变电装备

 

1引言

近年来污闪事故日渐突出,所酿成的电量损失和给国平易近经济带来的负面影响十分惊人。2001年2月东北、华北、华中等地在延续年夜雾的恶劣天气下发生的年夜面积污闪(“2.22”污闪)再次给电力部门敲响了警钟,污闪事故已成为威胁电网运行的主要的不平安身分之一。

从污闪机理来看,概况积污与污层湿润是造成污闪的2个不成朋分的身分。输变电装备外尽缘概况的污秽水平及污闪情况,除取决于年夜气情况污染及污染源的性质外,还与该地域的气象条件紧密亲密相关。是以,电力部门除接纳种种措施提高输变电装备的耐污能力外,还应增强气象监测,分析掌握各类气象身分与污闪事故的关系,从而对防污工作起到积极的指导作用。

2污闪机理

运行中的尽缘子(包括线路尽缘子、变电站支持尽缘子和套管3年夜类)常会遭到工业污秽和自然界盐碱、灰尘、鸟粪等的污染。在干燥情况下,这些污秽物的尽缘电阻很年夜;但当年夜气湿度较高时,在雾、露、毛毛雨等晦气的天气条件下,尽缘子概况污秽物被润湿,其概况电导和泄漏电流剧增,使尽缘子的闪络电压显著下降,甚至在工作电压下就会发生闪络。这类输变电装备在工作电压下的污秽外尽缘闪络称为污闪。

3影响污闪的气象身分

3.1湿度

尽缘子概况污秽的充实湿润是发生污闪的需要条件之一。水份的湿润将使尽缘子概况污层的电导率增加,从而使其尽缘特征较着下降。当污层到达饱和受潮状态,概况电导率到达最年夜值,其外尽缘特征将下降到最低点。是以在各类高湿天气下,尽缘子发生污闪的几率年夜增。持久运行经验讲明:雾、露、毛毛雨最容易引发尽缘子污闪。这些天气条件的配合的地方在于它们都具有较高的湿度水平(相对湿度一般在70~80以上,有的甚至到达100),但又没有形成年夜量的降水。这时候候之所以容易发生污闪,是由于在湿度较高的情况下污秽层被充实湿润,使得污层中的电解质完全消融,但又不致使污层被冲洗失落,从而在尽缘子概况形成一层导电膜。是以,污层的电导率最年夜,而污闪电压最低。这其中又尤以雾的威胁性最年夜。图1为东北某电业局凭据气象日志统计得出的各类气象条件下的闪络跳闸百分率。

雾是由年夜量悬浮在近地面空气中的细小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。其形成主要是由于近地面空气的冷却作用。以河北省为例,年夜雾主要集中泛起在11月至次年2月,类型以辐射雾为主。最多见的雾层高度为20~50m,延续时间可从1.5h到2、3昼夜。雾的含水量,即1m3空气中冷凝成水滴的液态水的g数,通常是0.2~0.5g/m3。雾的含水量越高、延续时间越长,越容易使污秽层充实湿润,输变电装备面临的污闪危险也越年夜。

从化学特征看,雾水的离子浓度比雨水高得多,这一点在城市中更为突出。有研究讲明,城市工业区的浓雾其电导率可达2000μS/cm左右,而城市工业区边缘及临近农村的浓雾其电导率也可达数百至1000μS/cm以上。加上浓雾的延续时间较长,一般可稳定地维持数h,是以浓雾对尽缘子概况有较着的污染作用。“2.22”污闪事故前,河北南部电网的线路装备年夜部门在1a前的秋冬季进行了清扫,污闪事故后复测发现尽缘子概况污秽增强,除应斟酌在冬季时代的积污外,由浓雾带来的湿沉降也使尽缘子概况的污秽度较着

增加。图2为“2.22”污闪前后接连监测到的温、湿度变化曲线。可以看出21、22日2次年夜雾天气的相对湿度和延续时间。

 

露珠是空气中的水份在温度低于周围情况的尽缘子上的冷凝物,凡是泛起在夜间,出格是每一年初夏的清晨。露与雾一样,也能使尽缘子的上下概况都获得充实的湿润。

毛毛雨是浓密而细小的液体降水,强度通常是0.5~4.0mm/h,水滴的半径在50~250μm范围内,而且尽年夜大都为100~200μm。毛毛雨的降落速度不年夜,不跨越1m/s,延续时间可达数h以上。毛毛雨对尽缘子概况污层的湿润是逐渐完成的,所以可溶性物资的清洗进程很是缓慢,这一点与上述2种气象条件是不异的。还应当指出的是雾与露湿润尽缘子是平均的,而在毛毛雨下的湿润是不平均的。在雨水不能直接落到的部位上,尽缘子受潮较年夜。是以,雾、露湿润下的尽缘子闪络电压要比毛毛雨下的尽缘子闪络电压低得多。有实验讲明,在强度为1~30mm/h毛毛雨下的污秽尽缘子,闪络电压约比雾湿润时高出20%~40。

3.2温度

尽缘子污层的湿润一样遭到温度的影响。这里主要是指尽缘子概况温度与情况温度之间的温度差。温差分歧,湿润的方式、速度、平均水平等也分歧,从而造成尽缘子污闪特征的差异。

污层的湿润包括冷凝、水滴碰撞、水份吸拥护水珠扩散4种方式。当尽缘子概况温度高于情况温度时,形成正温差,污层的湿润由水滴碰撞、水份吸附、水珠扩散引发;当尽缘子概况温度低于情况温度时,形成负温差,则污层的湿润除由上述3种方式引发外,更重要的一点是空气中的水份被直接冷凝到尽缘子的概况上。正温差越年夜,湿润的速度越慢,污层越不容易受潮;而负温差越年夜,则污层的湿润就越快也越充实。

运行中的尽缘子,发生污闪的时间一般在湿润天气的清晨时分,这时候空气的气温已起头上升,尽缘子的温度则由于其热容量比空气年夜许多而上升缓慢,这时候尽缘子的温度低于周围情况温度,形成负温差。若此时空气中的水份充沛,则尽缘子概况的湿润将比力充实,此时其耐污闪的性能最差。

此外情况温度越高,一样污秽水平尽缘子的污闪电压越低。这是由于温度升高,物资的消融度增年夜,电解液粘度下降,离子的运动速度加年夜,从而使污层电导率较着增加而污闪电压则较着下降。有研究讲明,情况温度每升高1℃,污闪电压将下降0.7~1。

3.3气压

空气中放电电压随其密度增年夜而加年夜,这是由于随着密度增加,空气中电子的平均自由行程缩短,电离进程削弱酿成的。所以一般而言,高气压下的闪络电压要比低气压时高。对污秽尽缘子闪络特征与气压之间关系的实验研究讲明,在其它条件不异的情况下,尽缘子污闪电压随气压的下降而减小,尽缘子污闪电压与气压之间的关系为:

式中U0——尺度年夜气压P0下的污闪电压;

U——气压P下的污闪电压;

n——常数。

U0和n与尽缘子的外形和污秽水平有关。

3.4降水

降水对年夜气中的污秽物资有较强的净化作用。就降雨而言,可按雨强分为年夜雨、中雨、细雨。每h几十到几百mm降雨量的年夜雨,对污秽地域尽缘子的运行状态是有益的。中雨的雨强也可达2.5~8.0mm/h。年夜雨和中雨的雨壮大,可将尽缘子上部概况的可溶盐类冲洗失落,使尽缘子的耐压强度在一定水平上得以恢复,因而很少发生污闪。而毛毛雨和细雨不仅雨强小,水滴半径和降落的速度也很小,冲洗作用其实不较着,这时候起主要作用的是对污层的湿润,所以酿成的污闪事故较多。图3为某地按月丈量的等值附盐密度随降雨量的变化情况。随着降雨量增年夜,尽缘子概况的等值附盐密度会显著下降。

 

 

3.5风和湍流

一般把空气的水平运动称为风。排进年夜气的污秽物资在风的输送作用下,便随着年夜气做水平移动。风速是污染源影响范围的重要参数。随着风速的增年夜,单元时间从污染源排放出来的污染物被拉长散布,对污秽具有稀释作用。而风向则影响受污范围的趋向,污染区总是在污染源的下风向。凡是,污染范围基本上是以污源为起点的扇形范围。

风速的年夜小其实不是十分稳定的,而风向也是有摆动的,风的这类无划定规矩的阵性和摆动叫做年夜气湍流。年夜气湍流的成效使空气各部门获得充实夹杂,所以进进年夜气的污秽由于湍流的夹杂作用而使污染物逐渐涣散稀释。当风的阵性和摆动比力强烈时,年夜气湍流较强,年夜气的稀释能力也较强;当年夜气湍流比力弱时,年夜气的稀释能力比力弱。

3.6逆温

一般情况下气温是随高度的升高而下降的,当气温随高度升高而升高时即为逆温。在逆温状态下,年夜气相对比力稳定,晦气于污染物的扩散和稀释。尤其在冬季夜间,由于年夜地概况强烈的降温作用或受冷空气的影响,地表及靠近地面的空气年夜幅降温,使得这个降温层的上部气温高于降温层的气温,泛起逆温。这时候热而轻的空气在上面,冷而重的空气在下面,空气结构变得稳定,使接近地面的水汽和污染物不容易向上扩散,造成近地层既有丰硕水汽,又有污秽物可充任水汽凝结核的状态。一旦温度下降就形成对电力装备外尽缘有严重威胁的“脏雾”,极易诱发输变电装备污闪。

4结语

a.气象身分与输变电装备的污闪紧密亲密相关,为预防和杜尽年夜面积污闪事故,电力系统的设计、运行及实验等单元应增强对各类气象信息的统计和分析,掌握其中的一般纪律。

b.长时间没有降水时,各类高湿天气及逆温的泛起将加重输变电装备的积污,使发生污闪的几率年夜增,对此应引发高度注重。

c.电力设计单元在进行变电站或输电线路的选址时,应充实斟酌有关气象身分,尽量使输变电装备避开污染源的下风处。

d.在污闪事故较多的季节,应增强对各类灾害性天气的监视。可联系气象部门,做好对具有高含水量的浓雾的预告工作,尽量尽早掌握其发生时间和范围。

 

参考文献

 

[1]陈化钢,张开贤,程玉兰.电力装备异常运行及事故处置[M].北京:中国水利水电出书社,1999.

[2]四川省电力工业局,四川省电力教育协会.电网防污闪技术[M].北京:中国电力出书社,1998.

[3]王守礼,李家垣.电力天气[M].北京:气象出书社,1994.

[4]朱德恒,严璋.高电压尽缘[M].北京:清华年夜学出书社,1992.

[5]胡毅.“2.22电网年夜面积污闪”缘由及对策[J].高电压技术,2001,(2).

[6]李忠满,等.东北电网“2.22”雾闪事故分析[J].东北电力技术,2001,(11).

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