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绝缘子污秽程度 的表征和测量
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绝缘子污秽程度的表征和测量

June 4, 2015 • Columns, Prof. Guan Zhicheng, 最近文章汇总

合理表征绝缘子的污秽程度并实现在线监测,对绝缘水平选取和预防污闪事故 发生有重要意义,很多人为此进行着持续努力。虽然表征绝缘子污秽程度的参 数有很多,但最常用的是等值附盐密度、泄漏电流、表面电导率等。上述几个 参数都有各自明显的优点和不足。等值附盐密度参数应用最为普及,它和污区 划分以及绝缘子选择建立了密切联系,泄漏电流是易于实现在线监测的污秽度 参数。等值盐密仅反映绝缘子表面的积污水平,表面电导率能同时反映绝缘子 的积污和受潮状态,泄漏电流是由积污、受潮以及运行电压作用下的干区状态 共同决定。下面对上述三个污秽度参数分别进行评价,首先评价等值附盐密度。 等值盐密的测量方法简单,不需昂贵的测量仪器,易于普及,应用较广,在中 国它已成为划分污区,设计或评价绝缘子绝缘水平的定量依据。它的测量方法 是用定量的去离子水清洗绝缘子表面的积污,测量溶液的电导率,校准到标准 温度下的电导率值后,就可估算出达到同样溶液电导率所需的NaCl的含量,知 道绝缘子的表面积,就能计算出绝缘子单位面积积污中的等效NaCl含量,这就 定义为等值盐密。 等值盐密法应用已有很长时间,受到电力运行部门的重视,例如在中国,电力公 司要求下属各部门必须定期测量绝缘子的附盐密度,并根据各地的盐密值绘制 污区图,污区图要定期重新绘制,输变电设备的绝缘配置也要随之进行调整。 由于等值盐密参数应用的时间长、范围广,已积累大量数据,为人们所熟悉。 对于根据等值盐密划分污区的工作近年来有很多改进。例如提出根据多年累积的 盐密值(称作饱和盐密)而不是一年一测的盐密值划分污区,因为一年一清扫已 是不可能完成的任务,根据饱和盐密划分污区会给运行部门留出较大绝缘裕度。 研究发现绝缘子的附灰密度对绝缘子的污闪电压也有影响,而且附灰密度和附 盐密度对污闪电压的影响是相互独立的参数,划分污区也应该考虑附灰密度的 影响,此工作已取得可喜进展,国内和国际都提出同时考虑附盐密度和附灰密 度的污区划分方法。 实际上划分污区要根据三方面因素综合考虑,绝缘子的运行经验和地区的湿污 特征是重要的考虑因素,盐密值只是作为可参考的一方面因素,事实上前两个 因素更重要。然而实际执行下来出现了偏差,因为运行经验和湿污特征只是定 性描述,很难定量,三方面因素中只有盐密是定量的参数,容易操作,于是盐 密的作用被夸大了,几乎成为划分污区的唯一判据,把盐密值绝对化是目前存 在的一个突出问题。 等值盐密法的最大缺陷是和绝缘子污闪电压的等价性不好,原因是自然污秽中的 可溶盐成分复杂,在中国不同地区的大量实测结果表明,绝大部分地区积污中 的可溶盐类都是以CaSO4为主,CaSO4是难溶盐类,由于等值盐密法规定的测 量用水量很大,在测量时CaSO4能溶,对溶液电导率有贡献,实际上运行中绝 缘子在饱和受潮状态,绝缘子表面的水量是很小的,只有测量水量的几十分之 一,在这么小的水量中只有少量CaSO4能溶于水中,大部分未溶于水的CaSO4 对溶液电导率没有贡献,因此和绝缘子的污闪电压不能建立起直接的联系。人 工污秽试验都用NaCl模拟可溶盐,同样等值盐密的自然污秽绝缘子的污闪电压 比人工污秽试品要高很多,其原因就在于此。不同地区的可溶盐构成差别极大, 因此同样盐密的自然污秽试品的污闪电压值也分散性很大。 衡量一个污秽度的参数是否合理,最重要的评价标准是看它和污闪电压是否有 密切关系,这一点正是等值盐密法的缺憾所在。为克服等值盐密法的不足,很 多人作了自然积污可溶盐化学成分的分析,并根据可溶盐中一价盐和二价盐的 比例对常规方法测出的盐密值进行修正。修正后的盐密值称作有效盐密,有效 盐密和污闪电压的关系密切。由于对可溶盐进行化学成分分析价格昂贵,费时 费力,不可能对每次测量的盐密都进行化学成分分析,因此有效盐密的概念和 方法尚未得到普及应用。为使等值盐密和污闪电压建立起确切的对应关系,还 有很多工作需人们继续努力。 上述意见无意否定等值盐密这个参数,只是提出问题,使大家对等值盐密这个 参数有更加科学合理的认识。因篇幅所限,对泄漏电流和污层电导率的评述请 见下期。
关志成教授 清华大学深圳研究生院
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