针对寿光北部沿海的气候特点，浅谈一下在风场建设中配电设备和输电线路的改进建议

针对寿光北部沿海的气候特点，浅谈一下在风场建设中配

电设备和输电线路的改进建议

核心提示：本文针对海滨、高污秽区110kV、220 kV穿墙套管、35kV开关柜内部避雷器、35kV室内穿墙套管、35kV场内集电线路绝缘悬垂均出现严重放电现象，分析其危害，并提出建议。

华能潍坊风力发电有限公司工程部杨亮

前言

寿光北部沿海地区，属于渤海莱州湾海域，当地工业有历史传统的滩涂晒盐工业，有近代兴起的海洋化工产业，当地湿润的气候和工业的严重污染造成了寿光北部为污秽等级最高的Ⅳ级污秽地区，在华能寿光一期49.5MW风电场建设中设备和绝缘部件的选用也是按Ⅳ级污秽的标准进行的，但是经过一段时期的运行之后，特别是经过2009年4月份的雨季洗礼后发现包括110kV穿墙套管、35kV开关柜内部避雷器、35kV室内穿墙套管、35kV场内集电线路绝缘悬垂均出现严重放电现象，给风场的安全运行带来严重隐患。

原因：1、长期的风沙污染，这些地区属于沿海滩涂，土壤盐碱度高，不适宜植物的生长，因此土壤地表植被覆盖率差，加之当地风一直比较大，使得风电场的户外设备一直受到风沙地侵蚀。

2、气候的污染，由于当地海盐化工业发达，湿润的空气中夹杂着盐分和其他化学物质，这些物质混杂着风沙吸附在设备上，遇到阴雨天气尤其是大雾天气，就会产生良好的带电通道，极易产生放电和雾闪。

危害及解决方案：

高污秽地区对风电场绝缘部件的危害：

风电场内有各种各样的绝缘部件，其中包括35kV场内集电架空导线的悬垂以及横担绝缘子等绝缘部件，110kV或220kV等级的穿墙套管，主变与高压开关柜之间的穿墙套管，主变高低压侧的支柱绝缘子，以及高压开关柜、箱变内部避雷器等等。一般情况下，这些绝缘部件的在选用时，电力设计院首先根据线路的电压等级，然后再根据当地的气候特点和污秽等级选用合适的绝缘部件。从设计原则上讲这些绝缘部件的选择应该是正确的，但在像类似寿光

北部这种特殊的地理环境却造成了一系列的安全问题。寿光风电场一期工程各绝缘部件的选用已经在匹配电压等级的基础上，按Ⅳ级污秽这一最高污秽等级进行了选用，但在实际运行一段时间后，上述的各个绝缘部件均出现不同程度的放电现象，其中35kV高压开关柜内部的避雷器，35kV母线与主变连接的穿墙套表面管其放电已经使绝缘发生了不同程度的损坏，110kV出线穿墙套管放电也非常严重，厂家对此也束手无策，35kV架空线路当地居民也通过各种渠道反映说我们的线路在不停的“冒火”，这些实际上是反映了一种空气间隙在不同电压等级下的沿面放电现象，因为在上述绝缘部件的表面存在着稍不均匀电场，正常环境下，这些绝缘子的支撑法兰和支撑铁脚表面的污层是不导电的，但是如果污层被水分所湿润后，其电导会大增，如果电场强度足以引起空气碰撞电离，就会在上述金属支撑表面形成电晕放电和辉光放电现象，从而造成了上述情况的发生。如果长期发展下去，就会形成在低电压情况下就能维持的导电通道，绝缘子发生闪络，这就是我们常说的污闪事故，其后果就会使电网发生大面积的停电。在寿光一期电气设备的选型时，我们已经根据设计规范对上述绝缘部件按最高污秽等级Ⅳ级污秽，进行了绝缘部件的设计，但由于寿光北部盐池星罗密布，使得阴雨天气下空气中含有大量的盐分，同时当地植被较少，加上风大，绝缘部件上容易附上一层厚厚的尘土，这些尘土与含有盐分的雨水混合，就容易形成一个放电通道，导致绝缘部件与接地点电导率增大，条件成熟后就会出现比较严重的放电情况，发展下去容易造成绝缘击穿和污闪事故的发生。

2、高污秽地区防止风电场绝缘部件击穿的解决方案：

一是想办法继续增大绝缘部件的爬电比距，例如我们在后续的寿光二三期工程项目中，对35kV架空绝缘子选用上，我们在选用FXBW4-35/70防污型绝缘子基础上，要求制造厂家为我们特殊定做双散裙式绝缘子，在空气距离不变的前提下，不仅增大了爬电距离，还改善了绝缘子表面的电场分布，从而有效的抑制了绝缘子根部电晕的产生，从而提高了闪络电压等级，增强了电网运行的安全性。根据同样原理寿光风场还对主变低压侧管状母线进行了改造，外面加包了散裙，也是出于以上目的。在今后在类似寿光北部地区这种气候条件下绝缘设备的选用中，我建议对110kV穿墙套管，由常规的126kV的高压瓷瓶绝缘等级，增强为145kV等级，这样既增加了瓷瓶的绝对高度，又增加了瓷瓶的爬电比距(爬电距离由3906cm增加至4066cm)，经过咨询这种瓷瓶在全国最大的高压瓷瓶厂家西安高压瓷瓶厂已经能够生产。还有我们对二三期的220kV高压瓷瓶我们也相应作出了改进，普通Ⅳ级污秽地区的252kV高

压套管爬电距离为7812mm，高度为2400mm，改进为爬电距离为9374mm，为四级污秽乘1.2陪数后的加爬产品，高度增加为2500mm。还有，我发现绝大多数风场35kV进线柜的母线桥是全封闭式母线桥，但实际上它的封闭是相对的，时间一长，里面的穿墙绝缘套管还是会出现积污情况，但是由于封闭母线外壳拆装非常麻烦，一般情况下不会拆开清扫，时间已久，就会出现不同程度的放电情况，解决方法我们不妨在靠近套管的左右两侧开设两个方便开启的人孔门，这样在停电机会下我们可以很方便的对穿墙套管进行检查和清扫。还有一个办法就是将这一段连接母线改造为全绝缘管状母线，例如我公司二三期的开关柜和主变低压侧的连接上，我们改进为整体的全绝缘管状母线，就像电缆一样穿过墙体，防止了封闭母线因密封不严造成的污染情况，彻底解决了上述问题的发生。第三、就是加强绝缘部件的定期清扫，利用小风月，停电后对上述绝缘部件进行防污闪工作，再用绝缘清洗剂彻底清扫后，再在绝缘部件表面涂一层憎水性材料，一般是有机硅油、有机硅脂、地蜡等等。使得水分不好吸附，避免绝缘子的受潮。这样就不会再出现绝缘子在阴雨天气和大雾天气频繁放电的情况，这些工作要形成常规化，至少每年一次，针对风场的运行特殊性，防污闪工作适宜于在每年的小风月7、8月份进行。在高压开关和箱式变压器避雷器的选用上，要尽可能选用全封闭式的过电压保护器，也可以有效地提高设备的绝缘水平。

以上是我对严重污秽地区的风场中保证绝缘部件良好的几点建议，在发电企业，安全就是效益，安全就是生产力。我们可以通过以往的经验教训，制定出各种针对性的措施，来加强风电场绝缘部件的绝缘水平，重点保护重要线路和设备的安全，从而使得这些风电场取得可观的安全保障和经济效益。