绿藻对电网复合绝缘子有何影响？华南理工大学发布研究成果

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联合主办

中国电工技术学会

北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室

联合承办

中国电工技术学会轨道交通电气设备技术专委会

国家高速列车技术创新中心

《电气技术》杂志社

会议日期/地点

2019年10月25-27日/山东青岛

摘要

华南理工大学电力学院\广东电网公司东莞供电局的研究人员谢从珍、李超红、曾磊磊、杨挺、夏云峰，在2019年第4期《电工技术学报》上撰文（论文标题为“绿藻对交流复合绝缘子伞裙表面形貌及憎水性的影响机理”）指出，藻类在绝缘子上附生引起国内外专家学者越来越广泛的关注，藻类作为一种特殊的生物污秽对复合绝缘子性能的影响尚不明确。

本文以广东地区伞裙附生绿藻的500kV交流复合绝缘子为样品，分析了绿藻在复合绝缘子上的分布规律。通过静态接触角、EPMA电子探针和扫描电镜测试，研究了绿藻对硅橡胶伞裙表面形貌及憎水性的影响机理。

结果表明，绿藻生物层对憎水性小分子迁移的阻碍作用导致绿藻附生的伞裙区域憎水性完全丧失。绿藻细胞的粘附行为与硅橡胶自然老化协同作用使伞裙表面形成特殊的鳞片状结构。绿藻附着层可延缓伞裙表面裂缝和凹陷往纵深发展。

20世纪80年代末到90年代初的大面积污闪机遇推动复合绝缘子在我国电网迅速进入大量使用阶段，在我国的500kV交流工程中应用尤为广泛。国内外专家和学者一直关注着复合绝缘子的可靠性和运行特性，对复合绝缘子的老化、发热、积污、鸟害、断裂、覆冰、雷击、结构与配方设计等问题展开了大量研究。

除上述问题外，复合绝缘子在运行中还会遭遇藻类、真菌等生物附生。斯里兰卡、瑞典学者对热带地区低压配电网复合绝缘子藻类附生进行过电气特性方面的研究，结果表明，附生藻类的绝缘子湿闪电压降低10%～30%，且泄漏电流明显增大。四川电力科学研究院李亚伟等研究指出，藻类可强烈抑制变电站35kV涂覆RTV支柱绝缘子憎水性，同时显著提高其表面电导率。

总体来讲，国内外对复合绝缘子附生藻类生物的研究较少，关于藻类生长对长串悬式复合绝缘子影响的研究目前未见报道。在暖湿地区，藻类附生对于长串复合绝缘子的影响亟需开展研究。

本文以广东地区伞裙附着绿色生物层的500kV交流复合绝缘子为研究对象，通过显微镜镜检鉴别该绿色生物为绿藻，分析了绿藻在复合绝缘子伞裙上的分布规律，研究了绿藻附着层对伞裙表面憎水性及微观形貌的影响及其机理。

图4  绿藻在伞裙上呈扇形分布且朝向一致

图10  绿藻生物层的形成及其阻挡作用

图11  绿藻生物层粘附一层硅橡胶脱落

图12  绿藻细胞的粘附行为与硅橡胶自然老化协同作用

扫描电镜的结果表明，绿藻会对复合绝缘子硅橡胶伞裙表面微观形貌产生影响，但是这种影响是偏正面的，对复合绝缘子伞裙劣化发展起到一定延缓作用。

憎水性的试验结果表明，绿藻附生在伞裙上后，伞裙表面憎水性完全丧失。当遇到雨雾天气时，附生绿藻的伞裙表面可形成连续水膜，且能保持较长时间。水膜中含有一定的无机盐离子，绿藻附生伞裙表面的电导率较大。由于绿藻主要分布在中压段，绿藻的这种轴向不均匀分布特点可能会导致复合绝缘子高压端、低压端电场强度进一步增大。

结论

1）绿藻在500kV交流复合绝缘子伞裙上呈现扇形分布，且朝向一致，几乎全部的绿藻都分布在伞裙的下表面。绿藻主要分布在复合绝缘子的中压段，高压端没有分布，低压端分布极少。与复合绝缘子轴向电场分布展现出较高一致性。

2）500kV交流复合绝缘子伞裙覆盖绿藻附着层的区域憎水性完全丧失，展现出较强的亲水性。绿藻附着层对憎水性小分子迁移的抑制作用导致了这种憎水性的丧失。

3）藻类细胞的粘附行为与硅橡胶自然老化协同作用使得复合绝缘子硅橡胶伞裙表面在低放大倍数尺度下显现出非常特殊的鳞片状分块结构。

4）绿藻在粘附过程中不断分泌细胞外聚合物在伞裙表面形成一层生物质，可显著减缓伞裙表面裂缝和凹陷往纵深发展。

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