穆家换流站交、直流系统外绝缘积污特性研究

朱义东，杨铁军，于存湛，马 宁，罗 彤

(1.辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006;2.辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110006)

±500 kV呼辽直流输变电工程于2010年正式投入运行，该工程是东北地区第一条直流输电工程。穆家换流站位于呼辽工程南端，与鞍山、辽阳等500 kV交流变电站实现联网，该换流站附近为农田和小城镇，毗邻沈大高速公路，数公里内无大规模工业企业。据2011版辽宁电力系统污区分布图，该换流站所在地处于d级污秽区域。

换流站户外交流场及户外直流场的悬式绝缘子和支柱绝缘子在基建过程中已按相应污秽等级设计，户外绝缘子基建直接使用防污闪涂料以提高防污水平。

为开展交、直流设备外绝缘的积污特性研究，2011年6月对设备外绝缘积污情况、憎水性能等进行了系统测量。该换流站现场已按技术人员建议在户外装设了多支污秽监测绝缘子。

1 现场污秽度测试

选取换流站户外直流入口悬式绝缘子(瓷，涂PRTV)、直流户内高压支柱绝缘子、户外交流支柱绝缘子、喷涂RTV涂料的户外绝缘子进行污秽度测试。共采集24个测量样本，对每个样本进行等值附盐密度和等值附灰密度测量。积污时间为1年。各位置现场污秽测试结果如表1～表3所示。

表1 户内直流场地污秽度测试结果(瓷表面未喷涂料) mg/cm2

表2 户外直流场污秽测试结果(三伞，喷涂PRTV) mg/cm2

表3 户外交流场污秽测试结果(支柱绝缘子喷涂PRTV) mg/cm2

主要位置外绝缘表面污秽情况如图1～图4所示。

图4 悬式绝缘子表面涂料憎水性良好

2 不同位置污秽度分析

a.户内直流场盐密及灰密较小。主要是因为场地为封闭空间，环境保持良好，室内污秽程度很轻，且积污时间短，灰盐比多处于5～7倍，个别测量点灰盐比为4倍，户内直流场盐密测量值分布如图5所示。

图5 户内直流场盐密测量值分布

直流户内各测试点上部 (高压侧)、中部、下部盐密数据之比为 1∶0.9∶0.7、1∶0.82∶0.54、1∶0.80∶0.54、1∶0.69∶0.83。结果表明，接近高压侧积污略重，接近接地端污秽偏轻。

b.户外直流场悬式绝缘子积污情况较户内直流场和户外交流场地绝缘子严重，年度盐密测量值为0.10～0.19 mg/cm2，灰密测量值为0.52～0.79 mg/cm2。属中度污秽，靠近高压导线的绝缘子积污比其它位置偏重。

下部 (近高压侧)、中部、上部的比值分别为1∶0.90∶0.63、1∶0.68∶0.84。

c.交流户外高压场积污周期约为1年，盐密值为0.10～0.14 mg/cm2，污秽总体较轻。盐密上、下两处测量值之比约为1∶0.9。

d.户外场地直流绝缘子盐密、灰密高于交流支柱绝缘子表面盐密、灰密，直流绝缘子盐密平均值约为交流支柱盐密平均值的1.24倍。

3 积污成分分析

通过对换流站户外直流场积污进行取样并进行能谱分析，结果表明该灰样中Si、Al、Na、Ca等元素含量较多，各元素分布未见明显异常，与周边无明显特殊的污染源情况吻合，结果如表4所示。

表4 灰样成分分析结果 %

4 结论

a.通过测试得到户外直流设备积污较交流重，为0.10～0.19 mg/cm2(绝缘子表面涂覆有RTV)，属中度污秽;直流户内测量值不超过0.065 mg/cm2;交流户外场地为0.10～0.14 mg/cm2。

b.直流场地盐密测试表明，靠近高压导线的绝缘子积污相对其它位置偏重，同一串测量最大值与最小值之比为1∶(0.54～0.70)，需进行更多测试数据积累。

c.户外场地直流绝缘子盐密约为交流盐密的1.24倍 (平均值)，应加强户外直流场地绝缘子污秽度的监测。

d.积污成分分析结果与当地小城镇、农田无明显重度工业污染的情况基本相符。

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