引言

众所周知，严格按电网污区分布图所选的绝缘子，其绝缘水平和碰撞游离的空气放电机理在正常运行电压下不可能发生闪络。在正常情况下发生闪络是由于绝缘子表面绝缘能力的降低。本文章将阐述绝缘子污染放电的原因。

绝缘子表面污染的形成

绝缘子表面污秽积聚过程，一方面是由使空气尘埃微粒运动接近绝缘子的力所决定，另一方面是由微粒和绝缘子表面接触时保持微粒的条件所决定。作用在微粒上的三种力为风力、重力和电场力。带电微粒在直流电场中作定向运动，在交流电场中作振荡运动，作用在中性微粒上的电场力永远指向电力线路密集的一端。重力主要是对较大的微粒起作用，这类主要是线路靠近产生较大微粒工厂附近才影响绝缘子。空气运动的速度和绝缘子的外形决定了绝缘子表面附近的气流特性。在不生成湍流的光滑绝缘子表面附近，污秽微粒运动相当快，这就减少了微粒降落在绝缘子表面的可能性，在绝缘子上形成湍流与气流速度降低的部位，是有利于污秽微粒沉积的条件。微粒能留在绝缘子表面，决定于尘土微粒同绝缘子表面间的粘附力和尘土微粒与微粒之间的粘聚力。粗糙表面上积聚的污秽量比光滑表面上多，在干净绝缘子表面上积污较慢，当表面上形成一薄层污秽后，积污速度加快。

各种大气条件，如风、雨、雾、雪和湿度对积污有影响，而且一种因素常可施加截然不同的影响。如风能扬尘，能把污秽物吹向绝缘子，有加重积污的作用，但当风速达到一定速度后，又能把污秽物从绝缘子表面吹走，具有净化作用。湿度使绝缘表面潮湿能积聚较多的污秽物质，另一方面湿度又能防止或减弱干土上扬。雾能妨碍污物扩散，增加空气中污秽物的浓度，它和毛毛雨一样能促进污秽物沉积到绝缘子表面上，但大雨可冲掉污秽物，具有净化作用。通常地面上空气层中的温度随高度而下降，此时空气垂直移动，冷空气下降，热空气上升，使地表上空污秽度减小。但在某些气象条件下（如晚上地表温度极冷时），可发生所谓的逆温度，即温度随高度的增加而增加。地表附近的空气被罩在有限的空间内，此时地表附近的污秽物可到达极高的浓度，增大积污。以上情况说明了绝缘子表面的积污与气象条件有关。

积污层的湿润

染污绝缘子表面绝缘能力的降低，在运行电压下发生污闪，不能简单理解为表面是脏了，严格地说是表面覆盖了一层导电薄膜。从大气中沉积到绝缘子表面的污物，大多数污物在干燥状态下都是不导电的。只有这些污物受潮，其中的电解质电离后，才能形成导电膜。

绝缘子表面沉积的干污层在由雾、露、毛毛雨等湿润污层，使表面逐渐受潮，可溶物质的溶解和清洗进行得也很慢。污层中的惰性物质虽本身不导电，但它保持的水分却可以溶

解电解质，可以增大导电率。污层湿润有极限状态，称为饱和，此时电导率最大并开始流失。若污层能达到饱和，则湿润强度的大小和达到饱和的快慢对污闪是没有意义的。但当小强度湿润时，污层达不到饱和，污层电导有可能因泄露电流的干燥作用而下降。不同的湿润强度可能引起不同的结果，这是多数污闪的模式。但也有一些特殊的例子，如大雨时棒式支柱绝缘子或套管表面的污秽物被雨水冲刷沿伞群下流，这些导电的污水流短路了伞间隙而发生污闪；又如台风季节，海水飞沫侵入输电线路上的绝缘子和变电所，或工业企业排出的废气与空气中水分结合成酸，又遇适当的风向侵入输电线上的绝缘子和变电所，这些都属于急骤型污染。污物本身可能是导电水，可能原来绝缘子表面很干净，但倾刻间发生污闪。绝缘子的积污或湿润，是一个复杂的过程，应根据所处的污染特点进行分析。

局部电弧的出现

绝缘子串在运行中，所受系统运行电压的作用是恒定不变的。绝缘子表面上不同程度的污秽物，在干燥时，绝缘子表面电阻仍很大，流过污层的泄漏电流很小，一般不超过数百安。电流经过污层，当然要产生电压降和焦尔热，由于绝缘子工作电位梯度很低，压降不足以引起放电，焦尔热也很小。但当污层逐渐受潮，泄漏电流逐渐增大时，焦尔热也逐渐增大，在电流密度较大的部位，如盘形悬式绝缘子的钢脚周围，由于发热较多，污层可能被烘干，烘干区的电压较集中。一般泄漏电流达数毫安时，虽然沿污层的平均电位梯度仍然不高，但在烘干区的电位梯度足以高达发生空气碰撞游离，在钢脚周围出现辉光放电现象。绝缘子继续处在湿润环境中，污层继续受潮，泄漏电流继续增大，辉光放电则有可能转变为电弧放电。这时放电转变为一根黄白色的通道，但这根电弧没有贯通两极，它只跨越了烘干区，叫做局部电弧。局部电弧与剩余污层电阻串联的，对某一电阻值，都有一临界长度，弧长超过临界长度，电弧就熄灭。支撑在污层上的弧足温度很高，将扩大干区，局部电弧在干区有许多并联旁路，它可以沿干区旋转来适应自己的长度。当干区扩大到无法维持时，电弧就熄灭。但周围的湿润因素，会使干区缩小，电弧得以重燃。局部电弧可以在几秒钟内重复发生。由于周围湿润因素的作用，污层电阻不断减小，泄漏电流不断增大，局部电弧的压降不断减小，每次重燃后能维持的电弧不断增长，即局部电弧不断向对方电极延伸，当电弧每单位长度压

降减少到等于或小于污层每单位长度的电阻压降时，电弧能自动而迅速地向对方电极发展，直至贯通两极，这就是污闪的全过程。污闪之所以能在运行电压下发生，是因为电弧的逐步延伸，弧道的温度很高，压降很小。

汉普顿曾用硅藻土加食盐均匀污染玻璃板来研究污染放电的发展过程。污染玻璃板上放电时的电压分布和局部电弧发展过程如图所示。（a）表示均匀污染玻璃板开始受潮湿润时的电压分布；（b）表示板上形成数处干区（模型上没有一定的电流集中处），电压分布出现几个台阶；（c）表示一个干区占优势，电压分布一个大台阶；（d）表示干带击穿，电流增大，但原来干区的电位梯度得到缓解；（e）放电延伸，电流增大，弧道电位梯度低于剩余污层处；（f）弧道贯通两极，电流剧增，完成闪络。

（a）表示均匀污染玻璃板开始受潮湿润时的电压分布；（b）表示板上形成数处干区（模型上没有一定的电流集中处），电压分布出现几个台阶；（c）表示一个干区占优势，电压分布一个大台阶；（d）表示干带击穿，电流增大，但原来干区的电位梯度得到缓解；（e）放电延伸，电流增大，弧道电位梯度低于剩余污层处；（f）弧道贯通两极，电流剧增，完成闪络。

结论

从上所述，完成污闪必须经过四个阶段：①积污；②湿润；③出现干区和局部电弧；④局部电弧发展至闪络。完成污闪过程，上述四个阶段缺一不可。防止污闪，提高污闪电压，就必须在这四个阶段中的任一阶段中采取措施。