输变电设备外绝缘的污秽测量

王 琪， 王欣伟，郑雅轩

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原 030001；2.国网山西省电力公司，山西 太原 030001）

输变电设备外绝缘的污秽测量

王 琪1， 王欣伟1，郑雅轩2

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原 030001；2.国网山西省电力公司，山西 太原 030001）

防污闪是电力生产运行的一项重要工作，污秽测量是防污闪工作的重要基础。随着对输变电设备防污闪研究的不断深入，涉及污秽测量的标准也在不断地变更。通过对比新旧标准，以期对污秽测量工作有更加深入的理解。

污秽测量；防污闪；外绝缘

随着防污闪研究的不断进步，国际电工委员会修订完成了IEC/TS 60815—2008《污染条件下用高压绝缘子的选择和定尺寸》。我国结合自身研究和防污闪工作经验的积累，废止了GB／T 16434《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》，新编制了GB/T 26218—2011《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定》，国网公司在更早前已编制了Q/GDW 152—2006《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》。但随着我国电网的快速发展，尤其是特高压的发展，目前所制定的相关标准，其局限性也逐渐地显现出来。

1 新旧标准的对比

通过新旧标准中关键项目的对比，加深对新标准的理解和认识，便于今后相关工作的开展和实施。

1.1 参照绝缘子的选用

旧GB／T 16434中无参照绝缘子定义，污秽取样设备为普通型悬式绝缘子XP-70型（X4.5型） 及XP-160型，变电设备取样应逐步过渡到以支柱绝缘子为主，其他瓷件应按实际积污测量加以修正。

Q/GDW 152规定取样设备为参照绝缘子：XP-70、XP-160、LXP-70和LXP-160普通盘形悬式绝缘子，无支柱式绝缘子要求。

GB/T 26218规定取样设备为参照绝缘子和参照长棒形绝缘子，参照绝缘子为U120B或U160B盘形悬式绝缘子（按GB/T 7253—2005），参照长棒形绝缘子为 L100长棒形绝缘子 （按 IEC 60433），绝缘子的伞应平滑无棱，上表面倾角为14°～24°，下表面倾角为8°～16°，至少有14个伞。

1.2 绝缘子片数或伞裙的选取

旧GB／T 16434规定：取普通悬式绝缘子串上、中、下3片的平均值，也可取整串测量的平均值作为测量结果；对于500 kV绝缘子串的取样，也按取上、中、下3片平均值的规定，有条件处也可取上2、中2、下2共6片平均值的作法；棒式支柱绝缘子上、中、下3个伞群，取平均值，每个伞群从上一个伞群的下边缘到下一个伞群的上边缘。

Q/GDW 152规定：不带电绝缘子串，应在7个参照盘形悬式绝缘子组成的串上进行测量，为避免端部影响也可使用9片串；使用带电绝缘子串时，需选择参照绝缘子串，可全串逐片测量，也可在整串上、中、下部各取2片进行测量。

GB/T 26218规定使用由7个参照盘形悬式绝缘子组成的串（最好是9个盘的串，以避免端部影响）或1个最少有14个伞的参照长棒形绝缘子来使测量标准化（图1）。

1.3 测量时间的周期

旧GB／T 16434规定：以1～3年的连续积污盐密为准，对500kV线路以3年积污盐密值确定污级。

Q/GDW 152规定：测量周期应至少为3年，根据积污的饱和趋势可延长至5年或更长。

GB/T 26218规定：测量积污的时间（连续、每月、3个月、6个月、每年、2年后、3年至5年后）。绝缘子串的各个盘或区域应在确定的适当时间间隔内进行监测（见图1），如每月（盘2/区域1）、每3个月（盘3/区域2）、每6个月（盘4/区域3）、每年（盘5/区域4）、2年后(盘6/区域5)、3年至5年后（盘7、盘8/区域6、区域7）。

图1 污秽测量使用绝缘子串

1.4 盐密

旧GB／T 16434中盐密是表征绝缘子污秽程度的一种参量；等值附盐密度值是不论污秽物的成分如何，经过一定的测量方法，将污秽物中导电成分的作用换算成能起到同样导电效果的氯化钠值。在实际使用中盐密和等值附盐密基本混用，无明显区分。

Q/GDW 152：附盐密度（SDD)是人工污秽试验时涂覆于试品绝缘子绝缘表面（不包括金属部件和装配材料）的氯化钠总量与绝缘表面面积之比。等值附盐密度（ESDD)是电导率等同于溶解后现场绝缘子绝缘表面自然污秽水溶物的氯化钠总量与绝缘表面面积之比。

GB/T 26218中的盐密(SDD） 和等值附盐密(ESDD)分别和Q/GDW 152附盐密度和等值附盐密度的概念相同。新标准将人工污秽试验和现场自然积污的盐密表征明显区分开来。

1.5 灰密

旧GB／T 16434无灰密定义，Q/GDW 152和GB/T 26218中定义为绝缘子在一个给定表面上清洗下的不溶残留物的量除以该表面的面积。

1.6 污秽类型

旧GB／T 16434未分类；Q/GDW 152和GB/T 26218对自然污秽都进行了分类，分别是A类和B类，两标准表述基本相同，内容略有差异。

1.7 污秽度分级

旧标准GB／T16434规定将线路设备的污级共划分为0、I、II、III和IV 5级，发电厂、变电所设备的污级共划分为I、II、III和IV 4级。污秽度表征不考虑灰密。

表1 级路和发电厂、变电所污秽等级

Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中污秽的表征包括了灰密值，且污秽分级不区分线路、发电厂和变电站。现场污秽度的5个污秽等级分别为：a(很轻)、b(轻)、c(中等)、d(重)、e(很重)。与GB／T16434中的数字等级不相对应，从一个等级转变到另一个等级不是突变的，每个等级间的边界线都用阴影带表示；且根据单伞绝缘子和双伞绝缘子的积污规律的差异性，对污秽等级的划分进行了区别；在污秽等级划分图中标有7种典型污秽示例（E1—E7），且标注了3条等灰盐比线。见图2、图3。

图2 普通盘形绝缘子现场污秽度与等值盐密/灰密的关系

图3 双伞型盘形绝缘子现场污秽度与等值盐密/灰密的关系

1.8 系数

旧GB／T 16434中规定的系数K为爬电距离的有效利用系数，即绝缘子的污秽闪络放电与结构造型及自然积污量的关系系数。而Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中则更加简练，在原有基础上规定了带电积污系数K（相同型式绝缘子带电所测ESDD值与非带电所测 ESDD值之比）。GB/T 26218—2011由于更加侧重于高压绝缘子的选择和尺寸确定，还规定了形状积污系数（参照绝缘子所测ESDD值与某种绝缘子所测ESDD值的比值）。

1.9 爬电比距和统一爬电比距

Q/GDW 152和GB/T 26218—2011废弃使用爬电比距的概念，选用统一爬电比距，具体名词解释见相关标准[1-3]。

2 新标准在污秽测量方面的不足

2.1 复合绝缘子的污秽测量

复合外绝缘在输变电设备中的应用已相当广泛，但新的标准中对复合材料外绝缘的污秽测量还没有见到，尤其在特高压交直流工程外绝缘配置设计的前期，污区分布图和污秽采样点会有所局限，为减少技术和设备的投资成本，要对重点地段进行精确测量，这样不可避免要对复合绝缘子进行测量。以下为复合绝缘子污秽测量要解决的几个问题。

a）不同伞形的复合绝缘子测量问题。复合绝缘子如何确定测量单元，以单伞群确定还是以伞群组确定，并且如何区分上下表面（图4）。

图4 不同伞形图例

b）复合绝缘子由于材质是硅橡胶，运行较长时间后，伞群底部会有粉末化的问题，硅橡胶较瓷玻璃材质疏松，且易“刺污”。

c）复合绝缘子与瓷玻璃绝缘子污秽测量的等效性问题，需要大量的试验进行类比。

d）复合绝缘子表面积的确定和计算问题。瓷玻璃绝缘子其表面积在相关标准规范中可以查找，但复合绝缘子型号众多，其表面积大小不一，需要一个统一的测量和计算方法。

e）复合绝缘子是否需要对参照绝缘子进行统一，如果统一是否需要不同电压等级进行统一规定。

2.2 直流污秽测试

随着特高压直流工程的不断竣工，直流污秽测试也在不断地开展，但现有标准无相关方面的规定，直流污秽测试有以下几个方面需要解决。

a）由于直流输变电设备其周边电场不是交变的，其外绝缘“吸污”能力比交流外绝缘更强，因此现有的交流污秽划分不适用于直流，直流污秽等级的划分应重新划定。

b） 直流参照绝缘子的挂点和带电系数的确定。由于直流线路一般为特高压线路，因此带电作业难度较大，且停电检修次数较少，因此参照绝缘子的挂点位置和带电系数直接影响到污秽测量的准确性。

c）现有的电力系统污区分布图不适用于直流工程，应将直流和交流污区分布图分别绘制。

2.3 其他

a）Q/GDW 152中规定参照绝缘子悬挂7（或9）片，根据实际测试经验发现，挂7片测值和挂4片测值结果相差不大，山西部分地区实际挂5片绝缘子，低压侧端部不测，中间3片进行饱和盐灰密测量，底端1片做年度盐密测量。

b）GB/T 26218规定测量积污的时间（每月、3个月、6个月、每年、2年后、3年至5年后）为连续测量。但在实际工作中，尤其是输电线路测量，不可能进行连续测量，而其测量片数为1 至2片，测量结果离散性较大。

c） Q/GDW 152和GB/T 26218—2011中规定参照绝缘子可选用玻璃绝缘子，但在实际操作中发现，玻璃绝缘子在悬挂过程中有自爆，且在取样过程中玻璃绝缘子也易破损，因此建议玻璃绝缘子不用于污秽取样瓶使用[4]。

3 总结

a） 新标准在污秽测量方面更加科学更加精确，尤其将灰密归在污秽等级划分方面。通过新旧标准的对比，使概念更加清晰，避免污秽测量工作中的不必要错误和不规范使用。

b）通过对复合绝缘子污秽测量、直流污秽测量和在实际工作中发现的问题，阐述了新的标准在应用中的局限性。随着防污闪工作的不断进步，更新后的标准将更加完善。

[1]武汉高压研究所，西安电磁研究所.污秽地区绝缘子使用导则：JB/T 5895—1991[S].北京：机械工业出版社，1991.

[2]武汉高压研究所，东北电力试验研究院，西北电力试验研究所，等.高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准：GB/T 16434—1996[S].北京：中国电力出版社，1996.

[3]中国电力科学研究院，国网武汉高压研究院，清华大学.电力系统污区分级与外绝缘选择标准：Q/GDW152—2006[S].北京：中国电力出版社，2006.

[4]国网电力科学研究院，西安高压电器研究院有限责任公司，西安电磁研究所.污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定：GB/T 26218—2006[S].北京：中国电力出版社，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年毕业于华北电力大学（北京）电气技术专业，硕士，高级工程师，从事输变电设备状态检修、电力设备试验工作；

王欣伟（1979），男，山西阳泉人，2009年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，硕士，工程师，从事输变电设备状态检修、输电线路试验工作；

郑雅轩（1976），女，天津人，1999年毕业于华北电力大学（北京）电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事运营监测分析工作。