確保高壓輸電線路絕緣性能與延長設備壽命的關鍵維護

在高壓輸電系統中，電力設備維護的成敗直接關係到供電的穩定性和安全性。其中，礙子（Insulator）扮演著至關重要的角色——它們是確保高壓導體與支撐結構之間絕緣性能的守護者。然而，礙子長期暴露於自然環境下，會面臨污染、老化等威脅。

本文將深入探討礙子在電力系統中的關鍵作用，並提供專業的礙子清掃與礙子更換的標準作業程序 (SOP)，以及不同污染等級下的處理策略，助您實現高效的預防性保養，極大化延長設備壽命。

 

一、 礙子：高壓電力系統中的絕緣核心

什麼是礙子？為何它們如此重要？

礙子，或稱絕緣子，是一種非導電材料製成的裝置，用於隔離帶電導體與大地或其他電位不同的部分。在高壓輸電線路中，礙子串懸掛導線並將其絕緣於鐵塔或電桿，防止電流沿著支撐結構洩漏至地面。

它們主要由瓷器、玻璃或高分子複合材料（如矽橡膠）製成。無論材質為何，礙子的主要功能都是提供足夠的絕緣強度和機械強度。

絕緣失效帶來的風險

當礙子表面因污染物累積或損壞而導致絕緣性能下降時，可能引發：

1. 閃絡 (Flashover)：污染物在潮濕天氣中形成導電層，導致電弧沿著礙子表面產生，進而造成線路跳脫。

2. 局部放電 (Partial Discharge)：長期放電會侵蝕礙子表面，加速材料老化和損壞。

3. 設備損毀：嚴重的閃絡可能導致導線熔斷、設備爆炸，甚至造成大範圍停電事故。

因此，定期的礙子清掃與狀態檢測是確保電網可靠性的核心環節。

 

二、 礙子污染等級與專業處理方法

環境中的灰塵、鹽霧、工業廢氣、水泥粉塵等都會附著在礙子表面，形成導電性污穢層，這對絕緣性能構成了最大的威脅。

1. 污染等級評估 (SEDD)

在進行維護前，專業工程團隊需根據現場環境評估污穢等級。常用的指標是鹽分等值沉積密度 (Salt Equivalent Deposit Density, SEDD)。

• 輕度污染：常見於鄉村或清潔工業區，建議 3-5 年定期清掃或依賴自然降雨清潔。

• 中度污染：一般城市或輕微工業區，建議 1-3 年定期礙子清掃。

• 重度污染：重工業區、海邊或水泥廠附近，建議每年甚至半年進行清掃或塗覆矽油膏。

• 特重度污染：嚴重鹽霧或高污染地區，建議考慮複合礙子更換或永久性防污塗層。

2. 專業的礙子清掃技術

礙子清掃是恢復絕緣性能最直接有效的方法。清掃作業必須由專業人員在嚴格的安全規範下進行。

• 停電清掃：這是最安全但影響供電的方式。使用清水、去離子水或特殊清潔劑，配合專業工具擦拭。

• 帶電水洗清掃：在不中斷供電的狀態下，使用高壓去離子水柱噴洗。水的電導率必須經過嚴格控制，通常要求低於5 uS/cm，且操作距離需符合安全距離規範，防止閃絡發生。這項作業對技術與設備要求極高。

• 矽油膏塗裝：對於重度或特重度污染地區，可考慮在清潔後的礙子表面塗覆矽油膏（Silicone Grease）。矽油膏具有憎水性，能吸附污穢物並保持表面乾燥，有效抑制閃絡。但在一定週期後，被污穢飽和的矽油膏需被移除並重新塗裝。

三、 礙子更換：當清潔不足以恢復性能時

判斷礙子需要更換的時機

當礙子出現以下情況時，僅靠清掃已無法解決問題，必須進行礙子更換：

1. 機械損傷：瓷器或玻璃礙子出現裂紋、崩角、爆炸性破壞；複合礙子的護套（Shed）嚴重剝落或老化龜裂。

2. 電氣老化：透過巡檢（如紅外線測溫或局部放電檢測）發現礙子電氣參數異常，例如單節礙子電壓分佈不均、溫升異常等。

3. 不可逆的污穢侵蝕：污穢層已對礙子材料造成不可逆的表面腐蝕或釉面破壞。

礙子更換的標準作業程序 (SOP)

礙子更換屬於高空作業，具有高度危險性，必須嚴格遵守安全規範，並使用專業輸電工具及吊金工具。

1. 安全評估與準備：進行風險評估，確認天氣狀況、線路停電或帶電作業狀態。設置作業區警示標誌。

2. 停電與接地：若採停電作業，需嚴格執行掛接地線、驗電等安全步驟，確保施工人員安全。

3. 高空作業準備：作業人員必須配備合格的日本防墜裝置與全身式安全帶，並使用專業的登高器具。

4. 拆卸舊礙子：使用專門的張力放線設備或液壓工具，將導線從礙子串上解脫，並拆除舊的損壞礙子。

5. 安裝新礙子：安裝同規格或升級的新礙子，確保所有金具連結緊固可靠。

6. 復位與驗收：導線復位，解除張力設備，並進行外觀檢查與必要的電氣測試（如絕緣電阻測試），確認系統恢復正常。

許多變電站和線路會考慮將老舊的瓷或玻璃礙子更換為複合礙子。複合礙子具有憎水性佳、重量輕、抗汙閃性能高的優點，能有效降低後續的預防性保養頻率與成本。

選擇專業，確保電力系統穩定運行

礙子更換與礙子清掃是保障高壓輸電系統絕緣性能、避免無預警跳脫的兩大支柱。無論是針對輕度污染的常規清掃，還是面對嚴重損壞的專業更換，選擇一家具備專業技術、嚴謹SOP和高品質材料供應能力的工程夥伴（如提供日本原料批發的材料商），是確保延長設備壽命與電網安全穩定的最佳投資。

 

Q1：在重度污染地區，除了礙子清掃外，還有哪些長期解決方案？

A1：在重度或特重度污染地區，僅靠頻繁的礙子清掃可能成本過高且效果不持久。更建議的長期解決方案包括：

1. 塗覆矽油膏 (Silicone Grease)：它能吸附污染物並保持表面憎水性，有效抑制閃絡。

2. 更換為高性能複合礙子 (Composite Insulators)：複合礙子（如矽橡膠）天然具有優異的抗汙閃性能和憎水性，能大幅延長維護週期。

Q2：帶電水洗清掃作業的關鍵安全要求是什麼？

A2：帶電水洗清掃（Hot-line Washing）允許在不中斷供電的情況下進行礙子清掃，但安全要求極為嚴格。關鍵在於使用的水必須是去離子水，其電導率必須嚴格控制在安全限值，以確保水柱的絕緣性。此外，操作人員必須保持符合電壓等級的安全距離，並穿戴絕緣防護裝備。

Q3：如何判斷礙子需要更換而不是僅僅清掃？

A3：清掃主要解決表面污穢層導致的絕緣下降問題；而更換是針對永久性損傷或老化。若礙子出現如裂紋、護套嚴重破損、金具生鏽嚴重或透過電氣測試（如紅外線、局部放電）發現內部絕緣材料有不可逆的電氣老化跡象，則必須進行礙子更換，以防止設備崩潰。