积污年限对绝缘子表面ESDD的影响

2014-04-21王意兴王少华

电力安全技术 2014年6期

关键词：污秽杆塔绝缘子

王意兴，罗盛，王少华

(1.浙江浙能镇海发电有限责任公司，浙江宁波 315208；2.国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江杭州 310014)

积污年限对绝缘子表面ESDD的影响

王意兴1，罗盛2，王少华2

(1.浙江浙能镇海发电有限责任公司，浙江宁波 315208；2.国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江杭州 310014)

分析了绝缘子表面污秽物对输电线路的影响，介绍了绝缘子表面ESDD的测量方法，通过测量结果阐述了绝缘子表面污秽物的积累规律，并归纳了自然积污绝缘子ESDD随积污时间的变化规律。

绝缘子；自然积污；等值盐密；积污时间

0 引言

正常工作电压下的绝缘子，由于其表面堆积污秽物，在阴雨、大雾等恶劣天气下易发生污闪，对输电线路的安全运行构成严重威胁。为提高电网外绝缘的整体水平，避免污闪事故的发生，国家电网公司提出了“绝缘到位，留有裕度”的基本原则。“绝缘到位”就是依靠设备本体绝缘水平抵御恶劣自然环境导致的污闪，不将绝缘设计建立在大规模(1次/年)清扫工作的基础上。DL/T 374—2010《电力系统污区分布图绘制方法》规定，应按饱和污秽度划分电网污秽等级，《浙江电网污秽区域分布图(2007版)》就是在绝缘子饱和ESDD(equivalent salt deposit density，等值盐密)的基础上绘制的。在2011年的污区图修订工作中，大量补充了自然积污时间在3年以上绝缘子的ESDD和灰密值。因此，掌握自然条件下绝缘子表面污秽的累积规律，尤其是其饱和特性，具有十分重要的意义。这也是外绝缘配置和指导防污闪工作的重要基础。

1 绝缘子取样及ESDD测试方法

1.1 绝缘子取样

选取某500 kV线路159号、183号、218号及246号塔上挂网运行的自然积污悬垂绝缘子串为研究对象。测试杆塔基本都位于公路旁或工业污染源附近，主要污染物为汽车尾气和砂石粉尘等。其中，159号杆塔附近有石灰厂， 246号杆塔附近有砖瓦厂。取样点所属区域的气候特点为：冬季多雾，全年小雨天数较多。

绝缘子投运后，选择干旱少雨季节进行表面ESDD测试。取样得到的绝缘子结构如图1所示，其基本参数如表1示。

图1 绝缘子结构

表1 绝缘子基本参数

1.2 表面ESDD测量方法

参考Q/GDW152—2006《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》，进行绝缘子表面ESDD的测量，具体方法如下。

根据绝缘子的表面积参数，按表2确定蒸馏水的量，对绝缘子表面进行清洗。对洗下的污液进行过滤后测量其电导率，计算得出绝缘子表面的附着盐量；再根据其表面积，换算得到ESDD。其具体测试流程如图2所示。

表2 绝缘子绝缘表面积与污秽度测量用水量

图2 ESDD测量流程

2 绝缘子ESDD测试结果分析

该500 kV线路159号、183号、218号及246号塔上挂网运行的自然积污悬垂绝缘子串，在不同积污时间下，自然积污绝缘子表面ESDD测量结果如表3所示。

表3 自然积污绝缘子表面ESDD测量结果

由表3中的ESDD测量结果可知：自然染污条件下，绝缘子表面ESDD随着积污时间的增加而增大。对于159号、183号、218号和246号塔，积污66个月ESDD分别为积污14个月ESDD的2.81、3.44、3.12和3.52倍。

因此，在评估绝缘子染污程度时，不能仅根据建立在大规模清扫基础上的绝缘子表面ESDD测试结果来确定。若以此值作为划定污区分布图和外绝缘配置的依据，则可能造成绝缘配置不到位，最终导致污闪事故的发生。

3 自然积污绝缘子ESDD累积规律

当绝缘子积污达到一定年限后，表面ESDD趋于稳定。绝缘子表面ESDD随时间的增长趋势可用指数函数描述：

式(1)中，A为饱和ESDD值(mg/cm2)，与绝缘子结构型式和运行环境有关；K为常数；t为积污时间(月)；τ为积污时间常数，表征积污速率。

然而，式(1)未考虑“积污时间为0时，积污量为0”这一特殊情况。因此，应对式(1)进行相关修正，即可得出自然积污绝缘子表面ESDD值与积污时间的关系为：

按式(2)对表3中的数据进行拟合，可得饱和ESDD值A、时间常数τ。拟合相关系数R如表4所示，拟合关系曲线如图3所示。

表4 饱和ESDD下的各参数值

图3 绝缘子表面ESDD随积污时间变化趋势

由表4可知，拟合相关系数R均大于0.993，拟合结果可信，可得自然积污绝缘子ESDD随积污时间变化的函数关系如下：

由数据拟合结果可知：

(1) 绝缘子染污程度均较严重。159号、183号、218号和246号塔绝缘子的饱和ESDD分别为0.177，0.312，0.302和0.364。华东电网各种绝缘子自然积污量的实测结果表明：钟罩型绝缘子的积污最多，约为普通型绝缘子的1.5倍。将各杆塔测试点的饱和ESDD折算为普通绝缘子的饱和ESDD，可知对应的值分别为0.118，0.208，0.201和0.243。按Q/GDW152—2006《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》，测试结果表明测试杆塔点均达到d级污秽等级。

(2) 测试绝缘子经过约60个月的自然积污后，表面ESDD趋于稳定，积污达到饱和。积污时间常数τ在39.988～50.405之间，均值为44.371。