積污年限對絕緣子表面ESDD的影響

王意興，羅 盛，王少華

(1.浙江浙能鎮海發電有限責任公司，浙江 寧波 315208；2.國網浙江省電力公司電力科學研究院，浙江 杭州 310014)

積污年限對絕緣子表面ESDD的影響

王意興1，羅 盛2，王少華2

(1.浙江浙能鎮海發電有限責任公司，浙江 寧波 315208；2.國網浙江省電力公司電力科學研究院，浙江 杭州 310014)

分析了絕緣子表面污穢物對輸電線路的影響，介紹了絕緣子表面ESDD的測量方法，通過測量結果闡述了絕緣子表面污穢物的積累規律，并歸納了自然積污絕緣子ESDD隨積污時間的變化規律。

絕緣子；自然積污；等值鹽密；積污時間

0 引言

正常工作電壓下的絕緣子，由于其表面堆積污穢物，在陰雨、大霧等惡劣天氣下易發生污閃，對輸電線路的安全運行構成嚴重威脅。為提高電網外絕緣的整體水平，避免污閃事故的發生，國家電網公司提出了“絕緣到位，留有裕度”的基本原則。“絕緣到位”就是依靠設備本體絕緣水平抵御惡劣自然環境導致的污閃，不將絕緣設計建立在大規模(1次/年)清掃工作的基礎上。DL/T 374—2010《電力系統污區分布圖繪制方法》規定，應按飽和污穢度劃分電網污穢等級，《浙江電網污穢區域分布圖(2007版)》就是在絕緣子飽和ESDD(equivalent salt deposit density，等值鹽密)的基礎上繪制的。在2011年的污區圖修訂工作中，大量補充了自然積污時間在3年以上絕緣子的ESDD和灰密值。因此，掌握自然條件下絕緣子表面污穢的累積規律，尤其是其飽和特性，具有十分重要的意義。這也是外絕緣配置和指導防污閃工作的重要基礎。

1 絕緣子取樣及ESDD測試方法

1.1 絕緣子取樣

選取某500 kV線路159號、183號、218號及246號塔上掛網運行的自然積污懸垂絕緣子串為研究對象。測試桿塔基本都位于公路旁或工業污染源附近，主要污染物為汽車尾氣和砂石粉塵等。其中，159號桿塔附近有石灰廠， 246號桿塔附近有磚瓦廠。取樣點所屬區域的氣候特點為：冬季多霧，全年小雨天數較多。

絕緣子投運后，選擇干旱少雨季節進行表面ESDD測試。取樣得到的絕緣子結構如圖1所示，其基本參數如表1示。

圖1 絕緣子結構

表1 絕緣子基本參數

1.2 表面ESDD測量方法

參考Q/GDW152—2006《電力系統污區分級與外絕緣選擇標準》，進行絕緣子表面ESDD的測量，具體方法如下。

根據絕緣子的表面積參數，按表2確定蒸餾水的量，對絕緣子表面進行清洗。對洗下的污液進行過濾后測量其電導率，計算得出絕緣子表面的附著鹽量；再根據其表面積，換算得到ESDD。其具體測試流程如圖2所示。

表2 絕緣子絕緣表面積與污穢度測量用水量

圖2 ESDD測量流程

2 絕緣子ESDD測試結果分析

該500 kV線路159號、183號、218號及246號塔上掛網運行的自然積污懸垂絕緣子串，在不同積污時間下，自然積污絕緣子表面ESDD測量結果如表3所示。

表3 自然積污絕緣子表面ESDD測量結果

由表3中的ESDD測量結果可知：自然染污條件下，絕緣子表面ESDD隨著積污時間的增加而增大。對于159號、183號、218號和246號塔，積污66個月ESDD分別為積污14個月ESDD的2.81、3.44、3.12和3.52倍。

因此，在評估絕緣子染污程度時，不能僅根據建立在大規模清掃基礎上的絕緣子表面ESDD測試結果來確定。若以此值作為劃定污區分布圖和外絕緣配置的依據，則可能造成絕緣配置不到位，最終導致污閃事故的發生。

3 自然積污絕緣子ESDD累積規律

當絕緣子積污達到一定年限后，表面ESDD趨于穩定。絕緣子表面ESDD隨時間的增長趨勢可用指數函數描述：

式(1)中，A為飽和ESDD值(mg/cm2)，與絕緣子結構型式和運行環境有關；K為常數；t為積污時間(月)；τ為積污時間常數，表征積污速率。

然而，式(1)未考慮“積污時間為0時，積污量為0”這一特殊情況。因此，應對式(1)進行相關修正，即可得出自然積污絕緣子表面ESDD值與積污時間的關系為：

按式(2)對表3中的數據進行擬合，可得飽和ESDD值A、時間常數τ。擬合相關系數R如表4所示，擬合關系曲線如圖3所示。

表4 飽和ESDD下的各參數值

圖3 絕緣子表面ESDD隨積污時間變化趨勢

由表4可知，擬合相關系數R均大于0.993，擬合結果可信，可得自然積污絕緣子ESDD隨積污時間變化的函數關系如下：

由數據擬合結果可知：

(1) 絕緣子染污程度均較嚴重。159號、183號、218號和246號塔絕緣子的飽和ESDD分別為0.177，0.312，0.302和0.364。華東電網各種絕緣子自然積污量的實測結果表明：鐘罩型絕緣子的積污最多，約為普通型絕緣子的1.5倍。將各桿塔測試點的飽和ESDD折算為普通絕緣子的飽和ESDD，可知對應的值分別為0.118，0.208，0.201和0.243。按Q/GDW152—2006《電力系統污區分級與外絕緣選擇標準》，測試結果表明測試桿塔點均達到d級污穢等級。

(2) 測試絕緣子經過約60個月的自然積污后，表面ESDD趨于穩定，積污達到飽和。積污時間常數τ在39.988～50.405之間，均值為44.371。

4 結束語

在評估絕緣子染污程度時，不能僅根據大規模清掃基礎上的絕緣子表面ESDD測試結果來確定，還需考慮長期染污情況下絕緣子ESDD累積效果，這樣才能更好地掌握絕緣子表面ESDD累計規律。

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11 錢之銀，肖 嶸.華東地區500 kV線路絕緣子人工和自然積污比較[J].高電壓技術，2010(3).

2014-01-11。

王意興(1972-)，男，工程師，主要從事電廠生產技術管理工作，email：wshcqu@163.com。

羅 盛(1969-)，男，高級工程師，主要從事輸變電設備預防性試驗和研究工作。

王少華(1981-)，男，高級工程師，主要從事輸變電設備外絕緣技術研究工作。