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电力设备绝缘子污秽度测试方法

高压测试技术2018-06-20 20:15:15


1、绝缘子污秽度测试项目

架空线路绝缘配置是设计、运维单位关注的重要问题,绝缘配置或者说绝缘子片数、串长的选择主要由绝缘子串的污闪电压控制。对于设计人员,设计时需要知道线路走廊污秽度情况,而后才能决定线路采用何钟绝缘子、采用多少片或者多少爬电距离。对于运维部门,要定期关注设备周边污秽度的变化,并及时确定当前绝缘配置是否足够,也即爬距校核。

绝缘子污秽度测试通常包括等值盐密、等值灰密测试,部分情况下需要进一步开展污秽离子成分测试。

 

2、等值盐密、等值灰密测试

2.1 等值盐密、灰密的概念

等值盐密(ESDD,“Equivalent Salt Deposit Density”)是指是以绝缘子表面每平方厘米的面积上附着的污秽中导电物质的含量所相当的NaCl的量(mg/cm2),等值盐密表征了绝缘子表面污秽充分溶解后的导电能力。等值盐密增大将使绝缘子污闪电压显著下降。

等值灰密(NSDD,“Non-Soluble Deposit Density”)指绝缘子表面每平方厘米面积附着的不容物质量(mg/cm2)。灰密对绝缘子污闪电压有一定影响,随着灰密增大绝缘子污闪电压趋于下降,但比盐密的影响弱许多。

2.2 等值盐密、灰密对污闪电压的影响

绝缘子污闪电压随着ESDDNSDD增大分别呈负幂指数下降,其中盐密其主要影响,污闪电压与ESDDNSDD关系如下式所示。                                                                         (1)

其中ab分别为ESDDNSDD对污闪电压的影响指数。


1 不同绝缘子污闪电压与盐密的关系

2.3 等值盐密、等值灰密测试方法

ESDDNSDD测试根据操作不同可分为3类:

a.从线上拆下绝缘子或模拟积污串,在现场进行清洗、测量;

b.从线上拆下绝缘子或模拟积污串,运回实验室进行清洗、测量;

c.采用取样巾直接在塔上对绝缘子进行擦拭取样,将取样巾带回实验室进行浸泡、测试。

其中ab两种方法是最常用的测试方法,方法c对操作者要求较高,容易遗留污秽导致测试解雇偏低,但对于现场无法拆卸的支柱绝缘子、较难清洗的复合绝缘子、线路绝缘子的带电作业污秽取样有显著优势。

对于ab两种方法,ESDDNSDD测试流程如图1


2 绝缘子ESDDNSDD测试流程

测试步骤简述如下:

以一定量的蒸馏水(10μS/cm)将绝缘子绝缘部件表面上的污秽物全部清洗下来(清洗范围为除铁脚及浇装水泥面以外的全部绝缘部件表面)

将洗下的污液全部收集在干净的容器内;

将污液充分搅拌,待污秽物充分溶解后,用电导仪测量污液的电导率,并且同时测定污液的温度。由电导仪测定污液电导率应按下式换算到20℃时的值,并结合绝缘子表面积、用水量参数计算等值盐密;

将清洗下的污液进行过滤;

将过滤后的滤纸称重,减去滤纸自重得到绝缘子表面灰分质量,进而比上绝缘子表面积,得到绝缘子等值灰密。

其中第③步中电导率的温度换算公式为:

                                   (2) 

式中,bt为取决于温度的系数,可按下式计算。

现在的等值盐密测试仪一般均有自动温度校正功能,可自动将电导率转换至20℃结果。

进而根据下式可得到绝缘子表面等值盐密:

式中ESDD为等值盐密,mg/cm2A为绝缘子的绝缘表面积,cm2V为清洗绝缘子过滤后的污液体积,cm3Sa为该污液的盐度,kg/m3Sas20的描述如式(4)所示。

4

对于采用取样巾进行取样的方法,只需将取样后的取样巾浸泡在蒸馏水中,充分搅拌,随后采用与上文相同的方法测取电导率、等值盐密、灰重、灰密即可。

需注意的是,在测试时应注意减去测试用水的含盐量,虽然测试用水电导率极低,但在一些清洁区进行污秽度测试时,测试用水电导率对结果的影响仍不容忽视。

本文给出了去除测试用水影响的等值盐密、等值灰密测试表格,表格已写好公式,将被测绝缘子表面积、测试用水体积、20电导率输入、灰分质量即可自动得到ESDDNSDD结果。下载地址

链接: https://pan.baidu.com/s/1eptCMAsidnXC6zv0vtTvkA 密码: 3m25


2.4 测试要点

等值盐密、等值灰密测试注意点:

测污绝缘子拆卸时要小心,避免碰撞导致污秽损失;

测污绝缘子运回实验室时需做好包装,后续测试时将包装内的污秽倒入污液;

采用取样巾取样时,应尽量多用几张取样巾,并仔细擦拭绝缘子各部位,尽量减少遗留在绝缘子上的污秽。

测试灰密时应注意滤纸的质量,滤纸自重应在充分烘干后称量。

 

3、离子成分测试

3.1 离子成分测试用途

绝缘子表面污秽成分复杂,其中测定离子成分有以下作用:

明确绝缘子污秽类型

不同自然环境、不同工业污源环境下绝缘子污秽成分差异明显,获取离子成分后可辅助判断绝缘子周边污秽类型、来源。如污秽中Ca2+远多于Na+,说明该处环境为内陆环境;如阴离子中NO3-占主要部分,说明该处污染为汽车尾气型污染;Cl-占比较高,说明绝缘子处于沿海环境。


3 典型临海线路绝缘子污秽成分

 

判断污闪电压

不同污秽成分溶解性不同,如CaSO4为微溶性物质,而Na盐均为易溶物质,如果CaSO4含量较高,则绝缘子污闪电压会相应增加,如下图中,K4为污闪电压随CaSO4含量增加而增大的倍数。


4 CaSO4含量对污闪电压增加倍数的影响

3.2 离子成分测试方法

离子成分测定对象包括:

阳离子:Ca2+Mg2+Na+K+NH4+

阴离子:SO42-Cl-NO3-PO43-

测试一般采用离子色谱仪进行,测试结果为质量浓度,单位为mg/L,或者mg/kg,即单位体积/质量含有该种离子的质量。

测试分阳离子、阴离子分别进行,阳离子测试步骤如下,阴离子测试步骤类似:

准备仪器,根据所测离子配置离子交换柱、电导检测器,调试仪器至系统基线平稳。

制备中间溶液,取一定量的单一离子标准储备液加去离子水形成中间溶液,进而配置不同浓度的混合标准工作溶液。

绘制标准曲线,试样分析,根据被测离子的峰高或峰面积,确定各离子浓度。

除了上述离子之外,绝缘子污秽中往往还含有少量的F-NO2-Cu2+无机离子,及木糖、半乳糖等有机物。由于这些离子占比极少,因此在刻画污秽离子成分时一般可不考虑。

 

 

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