王 琪， 王欣偉，鄭雅軒

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原 030001；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司，山西 太原 030001）

輸變電設(shè)備外絕緣的污穢測(cè)量

王 琪1， 王欣偉1，鄭雅軒2

（1.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原 030001；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司，山西 太原 030001）

防污閃是電力生產(chǎn)運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作，污穢測(cè)量是防污閃工作的重要基礎(chǔ)。隨著對(duì)輸變電設(shè)備防污閃研究的不斷深入，涉及污穢測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地變更。通過對(duì)比新舊標(biāo)準(zhǔn)，以期對(duì)污穢測(cè)量工作有更加深入的理解。

污穢測(cè)量；防污閃；外絕緣

隨著防污閃研究的不斷進(jìn)步，國(guó)際電工委員會(huì)修訂完成了IEC/TS 60815—2008《污染條件下用高壓絕緣子的選擇和定尺寸》。我國(guó)結(jié)合自身研究和防污閃工作經(jīng)驗(yàn)的積累，廢止了GB／T 16434《高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》，新編制了GB/T 26218—2011《污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定》，國(guó)網(wǎng)公司在更早前已編制了Q/GDW 152—2006《電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》。但隨著我國(guó)電網(wǎng)的快速發(fā)展，尤其是特高壓的發(fā)展，目前所制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其局限性也逐漸地顯現(xiàn)出來。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比

通過新舊標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)鍵項(xiàng)目的對(duì)比，加深對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的理解和認(rèn)識(shí)，便于今后相關(guān)工作的開展和實(shí)施。

1.1 參照絕緣子的選用

舊GB／T 16434中無參照絕緣子定義，污穢取樣設(shè)備為普通型懸式絕緣子XP-70型（X4.5型） 及XP-160型，變電設(shè)備取樣應(yīng)逐步過渡到以支柱絕緣子為主，其他瓷件應(yīng)按實(shí)際積污測(cè)量加以修正。

Q/GDW 152規(guī)定取樣設(shè)備為參照絕緣子：XP-70、XP-160、LXP-70和LXP-160普通盤形懸式絕緣子，無支柱式絕緣子要求。

GB/T 26218規(guī)定取樣設(shè)備為參照絕緣子和參照長(zhǎng)棒形絕緣子，參照絕緣子為U120B或U160B盤形懸式絕緣子（按GB/T 7253—2005），參照長(zhǎng)棒形絕緣子為 L100長(zhǎng)棒形絕緣子 （按 IEC 60433），絕緣子的傘應(yīng)平滑無棱，上表面傾角為14°～24°，下表面傾角為8°～16°，至少有14個(gè)傘。

1.2 絕緣子片數(shù)或傘裙的選取

舊GB／T 16434規(guī)定：取普通懸式絕緣子串上、中、下3片的平均值，也可取整串測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果；對(duì)于500 kV絕緣子串的取樣，也按取上、中、下3片平均值的規(guī)定，有條件處也可取上2、中2、下2共6片平均值的作法；棒式支柱絕緣子上、中、下3個(gè)傘群，取平均值，每個(gè)傘群從上一個(gè)傘群的下邊緣到下一個(gè)傘群的上邊緣。

Q/GDW 152規(guī)定：不帶電絕緣子串，應(yīng)在7個(gè)參照盤形懸式絕緣子組成的串上進(jìn)行測(cè)量，為避免端部影響也可使用9片串；使用帶電絕緣子串時(shí)，需選擇參照絕緣子串，可全串逐片測(cè)量，也可在整串上、中、下部各取2片進(jìn)行測(cè)量。

GB/T 26218規(guī)定使用由7個(gè)參照盤形懸式絕緣子組成的串（最好是9個(gè)盤的串，以避免端部影響）或1個(gè)最少有14個(gè)傘的參照長(zhǎng)棒形絕緣子來使測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化（圖1）。

1.3 測(cè)量時(shí)間的周期

舊GB／T 16434規(guī)定：以1～3年的連續(xù)積污鹽密為準(zhǔn)，對(duì)500kV線路以3年積污鹽密值確定污級(jí)。

Q/GDW 152規(guī)定：測(cè)量周期應(yīng)至少為3年，根據(jù)積污的飽和趨勢(shì)可延長(zhǎng)至5年或更長(zhǎng)。

GB/T 26218規(guī)定：測(cè)量積污的時(shí)間（連續(xù)、每月、3個(gè)月、6個(gè)月、每年、2年后、3年至5年后）。絕緣子串的各個(gè)盤或區(qū)域應(yīng)在確定的適當(dāng)時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)（見圖1），如每月（盤2/區(qū)域1）、每3個(gè)月（盤3/區(qū)域2）、每6個(gè)月（盤4/區(qū)域3）、每年（盤5/區(qū)域4）、2年后(盤6/區(qū)域5)、3年至5年后（盤7、盤8/區(qū)域6、區(qū)域7）。

圖1 污穢測(cè)量使用絕緣子串

1.4 鹽密

舊GB／T 16434中鹽密是表征絕緣子污穢程度的一種參量；等值附鹽密度值是不論污穢物的成分如何，經(jīng)過一定的測(cè)量方法，將污穢物中導(dǎo)電成分的作用換算成能起到同樣導(dǎo)電效果的氯化鈉值。在實(shí)際使用中鹽密和等值附鹽密基本混用，無明顯區(qū)分。

Q/GDW 152：附鹽密度（SDD)是人工污穢試驗(yàn)時(shí)涂覆于試品絕緣子絕緣表面（不包括金屬部件和裝配材料）的氯化鈉總量與絕緣表面面積之比。等值附鹽密度（ESDD)是電導(dǎo)率等同于溶解后現(xiàn)場(chǎng)絕緣子絕緣表面自然污穢水溶物的氯化鈉總量與絕緣表面面積之比。

GB/T 26218中的鹽密(SDD） 和等值附鹽密(ESDD)分別和Q/GDW 152附鹽密度和等值附鹽密度的概念相同。新標(biāo)準(zhǔn)將人工污穢試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)自然積污的鹽密表征明顯區(qū)分開來。

1.5 灰密

舊GB／T 16434無灰密定義，Q/GDW 152和GB/T 26218中定義為絕緣子在一個(gè)給定表面上清洗下的不溶殘留物的量除以該表面的面積。

1.6 污穢類型

舊GB／T 16434未分類；Q/GDW 152和GB/T 26218對(duì)自然污穢都進(jìn)行了分類，分別是A類和B類，兩標(biāo)準(zhǔn)表述基本相同，內(nèi)容略有差異。

1.7 污穢度分級(jí)

舊標(biāo)準(zhǔn)GB／T16434規(guī)定將線路設(shè)備的污級(jí)共劃分為0、I、II、III和IV 5級(jí)，發(fā)電廠、變電所設(shè)備的污級(jí)共劃分為I、II、III和IV 4級(jí)。污穢度表征不考慮灰密。

表1 級(jí)路和發(fā)電廠、變電所污穢等級(jí)

Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中污穢的表征包括了灰密值，且污穢分級(jí)不區(qū)分線路、發(fā)電廠和變電站?，F(xiàn)場(chǎng)污穢度的5個(gè)污穢等級(jí)分別為：a(很輕)、b(輕)、c(中等)、d(重)、e(很重)。與GB／T16434中的數(shù)字等級(jí)不相對(duì)應(yīng)，從一個(gè)等級(jí)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)等級(jí)不是突變的，每個(gè)等級(jí)間的邊界線都用陰影帶表示；且根據(jù)單傘絕緣子和雙傘絕緣子的積污規(guī)律的差異性，對(duì)污穢等級(jí)的劃分進(jìn)行了區(qū)別；在污穢等級(jí)劃分圖中標(biāo)有7種典型污穢示例（E1—E7），且標(biāo)注了3條等灰鹽比線。見圖2、圖3。

圖2 普通盤形絕緣子現(xiàn)場(chǎng)污穢度與等值鹽密/灰密的關(guān)系

圖3 雙傘型盤形絕緣子現(xiàn)場(chǎng)污穢度與等值鹽密/灰密的關(guān)系

1.8 系數(shù)

舊GB／T 16434中規(guī)定的系數(shù)K為爬電距離的有效利用系數(shù)，即絕緣子的污穢閃絡(luò)放電與結(jié)構(gòu)造型及自然積污量的關(guān)系系數(shù)。而Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中則更加簡(jiǎn)練，在原有基礎(chǔ)上規(guī)定了帶電積污系數(shù)K（相同型式絕緣子帶電所測(cè)ESDD值與非帶電所測(cè) ESDD值之比）。GB/T 26218—2011由于更加側(cè)重于高壓絕緣子的選擇和尺寸確定，還規(guī)定了形狀積污系數(shù)（參照絕緣子所測(cè)ESDD值與某種絕緣子所測(cè)ESDD值的比值）。

1.9 爬電比距和統(tǒng)一爬電比距

Q/GDW 152和GB/T 26218—2011廢棄使用爬電比距的概念，選用統(tǒng)一爬電比距，具體名詞解釋見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。

2 新標(biāo)準(zhǔn)在污穢測(cè)量方面的不足

2.1 復(fù)合絕緣子的污穢測(cè)量

復(fù)合外絕緣在輸變電設(shè)備中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，但新的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)復(fù)合材料外絕緣的污穢測(cè)量還沒有見到，尤其在特高壓交直流工程外絕緣配置設(shè)計(jì)的前期，污區(qū)分布圖和污穢采樣點(diǎn)會(huì)有所局限，為減少技術(shù)和設(shè)備的投資成本，要對(duì)重點(diǎn)地段進(jìn)行精確測(cè)量，這樣不可避免要對(duì)復(fù)合絕緣子進(jìn)行測(cè)量。以下為復(fù)合絕緣子污穢測(cè)量要解決的幾個(gè)問題。

a）不同傘形的復(fù)合絕緣子測(cè)量問題。復(fù)合絕緣子如何確定測(cè)量單元，以單傘群確定還是以傘群組確定，并且如何區(qū)分上下表面（圖4）。

圖4 不同傘形圖例

b）復(fù)合絕緣子由于材質(zhì)是硅橡膠，運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，傘群底部會(huì)有粉末化的問題，硅橡膠較瓷玻璃材質(zhì)疏松，且易“刺污”。

c）復(fù)合絕緣子與瓷玻璃絕緣子污穢測(cè)量的等效性問題，需要大量的試驗(yàn)進(jìn)行類比。

d）復(fù)合絕緣子表面積的確定和計(jì)算問題。瓷玻璃絕緣子其表面積在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中可以查找，但復(fù)合絕緣子型號(hào)眾多，其表面積大小不一，需要一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)量和計(jì)算方法。

e）復(fù)合絕緣子是否需要對(duì)參照絕緣子進(jìn)行統(tǒng)一，如果統(tǒng)一是否需要不同電壓等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。

2.2 直流污穢測(cè)試

隨著特高壓直流工程的不斷竣工，直流污穢測(cè)試也在不斷地開展，但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)無相關(guān)方面的規(guī)定，直流污穢測(cè)試有以下幾個(gè)方面需要解決。

a）由于直流輸變電設(shè)備其周邊電場(chǎng)不是交變的，其外絕緣“吸污”能力比交流外絕緣更強(qiáng)，因此現(xiàn)有的交流污穢劃分不適用于直流，直流污穢等級(jí)的劃分應(yīng)重新劃定。

b） 直流參照絕緣子的掛點(diǎn)和帶電系數(shù)的確定。由于直流線路一般為特高壓線路，因此帶電作業(yè)難度較大，且停電檢修次數(shù)較少，因此參照絕緣子的掛點(diǎn)位置和帶電系數(shù)直接影響到污穢測(cè)量的準(zhǔn)確性。

c）現(xiàn)有的電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖不適用于直流工程，應(yīng)將直流和交流污區(qū)分布圖分別繪制。

2.3 其他

a）Q/GDW 152中規(guī)定參照絕緣子懸掛7（或9）片，根據(jù)實(shí)際測(cè)試經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，掛7片測(cè)值和掛4片測(cè)值結(jié)果相差不大，山西部分地區(qū)實(shí)際掛5片絕緣子，低壓側(cè)端部不測(cè)，中間3片進(jìn)行飽和鹽灰密測(cè)量，底端1片做年度鹽密測(cè)量。

b）GB/T 26218規(guī)定測(cè)量積污的時(shí)間（每月、3個(gè)月、6個(gè)月、每年、2年后、3年至5年后）為連續(xù)測(cè)量。但在實(shí)際工作中，尤其是輸電線路測(cè)量，不可能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，而其測(cè)量片數(shù)為1 至2片，測(cè)量結(jié)果離散性較大。

c） Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中規(guī)定參照絕緣子可選用玻璃絕緣子，但在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，玻璃絕緣子在懸掛過程中有自爆，且在取樣過程中玻璃絕緣子也易破損，因此建議玻璃絕緣子不用于污穢取樣瓶使用[4]。

3 總結(jié)

a） 新標(biāo)準(zhǔn)在污穢測(cè)量方面更加科學(xué)更加精確，尤其將灰密歸在污穢等級(jí)劃分方面。通過新舊標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，使概念更加清晰，避免污穢測(cè)量工作中的不必要錯(cuò)誤和不規(guī)范使用。

b）通過對(duì)復(fù)合絕緣子污穢測(cè)量、直流污穢測(cè)量和在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的問題，闡述了新的標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用中的局限性。隨著防污閃工作的不斷進(jìn)步，更新后的標(biāo)準(zhǔn)將更加完善。

[1]武漢高壓研究所，西安電磁研究所.污穢地區(qū)絕緣子使用導(dǎo)則：JB/T 5895—1991[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

[2]武漢高壓研究所，東北電力試驗(yàn)研究院，西北電力試驗(yàn)研究所，等.高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 16434—1996[S].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

[3]中國(guó)電力科學(xué)研究院，國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院，清華大學(xué).電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)：Q/GDW152—2006[S].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[4]國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院，西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司，西安電磁研究所.污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定：GB/T 26218—2006[S].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

Pollution Measurement of Transmission and Transformation Equipment External Insulators

WANG Qi1,WANG Xinwei1,ZHENG Yaxuan2

（1.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC,Taiyuan,Shanxi 030001,China; 2.State Grid Shanxi Electric Power Corporation,Taiyuan,Shanxi 030003,China)

Anti- pollution flashover is important for electric power production, and pollution measurement is a basic issue for anti- pollution flashover. With the study of anti- pollution flashover going deep, the standard of pollution measurement is also updating. In this paper, the comparison between the old and newstandards leads to an in- depth understanding of pollution measurement.

pollution measurement;anti-pollution flashover;external insulation

TM63;TM76

B

1671-0320（2016）02-0006-04

2015-11-02，

2016-02-20

王 琪（1976），男，北京人，1998年畢業(yè)于華北電力大學(xué)（北京）電氣技術(shù)專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，從事輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修、電力設(shè)備試驗(yàn)工作；

王欣偉（1979），男，山西陽泉人，2009年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，碩士，工程師，從事輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修、輸電線路試驗(yàn)工作；

鄭雅軒（1976），女，天津人，1999年畢業(yè)于華北電力大學(xué)（北京）電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，從事運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)分析工作。