绝缘子饱和盐密测量

1绝缘子饱和盐密测量1绝缘子污秽测量的相关要求随着防污工作的深入开展及IEC有关标准的公布，对污秽度测量也提出了更高的要求。制定本要求的目的在于统一测量标准,规范测量方法,使饱和盐密测量工作正规化、标准化。其参考标准：（1）IEC60815-1:2002《污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则》；（2）GB/TXXXX.1-200X《污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则》。2绝缘子饱和盐密测量方法2.1取样要求为保证测量结果的准确、可靠，在拆取绝缘子及运输、测试等过程中，应尽量保持绝缘子表面污秽的完整性。为此，对拆取的绝缘子，要装入特制的木箱或塑料袋内运输和保管,并应及时进行测量。2.2测量（1）测量污秽度的必要设备：①测量ESDD（等值附盐密度，简称盐密）的设备如下：蒸馏水或去离子水、量筒、医用手套、胶带、带标签的容器、洗涤盆、海棉、刷子、脱脂棉。②测量NSDD（不溶物密度，简称灰密）的设备如下：电导率仪、盐量表、水银温度计、定量滤纸（ф﹥180mm中速）、漏斗（d﹥15mm）、干燥器、干燥箱、天平（精度0.01%mg）。（2）测量ESDD和NSDD的污秽收集方法。收集方法分为擦拭法和清洗法2种。为避免失去污秽，应不接触绝缘子的绝缘体表面；带清洁的医用手套。测量之前，容器、量筒等应清洗干净，以保证无任何电解质。①擦拭法的程序：将100～300ml(用水量可以超过300ml)的蒸馏水倒入有标签的容器中，并将海棉浸入水中（可以使用其它工具，如刷子或吸水棉），浸有海棉的水的电导率应小于0.001S/m；分别从支柱绝缘子伞裙或盘形悬式绝缘子的绝缘体的上下表面用海棉擦洗下污秽物；带有污秽物的海棉应放回容器，通过摇摆和挤压使污秽物溶于水中；重复擦洗直至绝缘子的绝缘体表面无残留的污秽物。在几次擦洗后如果还有污秽物，应用刮具将其刮下并放入含有污秽物的水中；应注意不要损失水，即收集污秽物前后水的重量不能有大的变化。②清洗法的程序：清洗的盆要保证伞盘能放入其中；量出500～1000ml(用水量可以超过1000ml)的蒸馏水（小于0.001S/m）倒入盆中；将测量绝缘子的钢帽放入水中，用手慢慢清洗无棱的表面直到边缘；从盆中取出绝缘子轻轻抖动，使绝缘子上带的水完全滴入盆中，将水倒入有标签的容器中，确保盆中无任何沉积物；冲洗和清洗盆；量出500～1000ml(用水量可以超过1000ml)的蒸馏水（小于0.001S/m）倒入盆中；将上述绝缘子的钢帽朝上放入盆中，用手慢慢清洗下表面的污秽物；将第二次的水再仔细倒入有标签的容器中，盆中不要留下沉淀物。2.3ESDD和NSDD的确定（1）ESDD的计算。应测量含有污秽物水的电导率和温度，该测量应在充分搅拌水之后进行。对于高溶解度的污秽物，搅拌的时间可短些，如几分钟；对于低溶解度的污秽物，一般需要较长的搅拌时间，如30min～40min。应按公式（1）进行电导率的校正：20120b………………(1)θ——溶液温度，℃；σθ——在温度θ℃下的体积电导率，S/m；σ20——在温度20℃下的体积电导率，S/m；b——取决于温度θ的因数，可按公式（2）计算，其关系曲线见图3。24253810544.310272.810032.1102.3b…(2)绝缘子表面的ESDD应按公式（3）和公式（4）计算，σ20和sa的关系见图2。03.1207.5as………………(3)2ESDDAVsa/………………(4)20——在温度20℃下的体积电导率，S/m；ESDD——等值盐密，mg/cm2；V——蒸馏水的体积，cm3；A——绝缘子的绝缘体表面面积，cm2。图1b值曲线如果分开测量绝缘子上下表面的ESDD，其平均值可按5式计算（也可用于NSDD平均值计算）：AAESDDAESDDESDDbbttv/………………(E5)tESDD——绝缘子上表面的ESDD，mg/cm2；bESDD——绝缘子下表面的ESDD，mg/cm2；tA——绝缘子上表面的面积，cm2；bA——绝缘子下表面的面积，cm2；A——绝缘子上下表面总表面积，cm2。图2σ20和sa的关系曲线3（2）NSDD的计算。首先对过滤纸（1.6μm级或更小）称重，然后对测量了ESDD之后的污秽水使用漏斗过滤，再将过滤纸和残渣一起烘干，最后称其重量。如图3所示。注图3测量NSDD的过程NSDD应按式（6）计算：NSDD=1000(Wf－Wi)/A………………(6)式中：NSDD——非溶性沉积物密度，mg/cm2；Wf——在干燥条件下含污秽过滤纸的重量，g；Wi——在干燥条件下过滤纸自身的重量，g；A——绝缘子表面面积，cm2。2.4ESDD/NSDD换算测量其他型式绝缘子的ESDD/NSDD，应将其ESDD/NSDD值乘以形状积污系数K2换算成参照绝缘子的ESDD/NSDD值，作为电力系统污区分布图中现场污秽度测量图中的ESDD/NSDD值。交流不带电测量的值乘以1.1～1.3的带电积污系数K1，可等效为带电时测得的值。2.5污秽的化学分析具有相同的盐密但被不同物质污染的绝缘子的污闪电压有一定的差异。几种常见的一价盐（如：KNO3、NH4NO3、NaNO3等）和NaCl在相同的等值盐密下，它们的污闪电压比较接近；其余的二价盐（如：ZnSO4、Zn（NO3）2、MgSO4、MgCl2）在等值盐密为0.05～0.1mg/cm2下，污闪电压一般比NaCl高10～20%。这主要是由于污秽沉积物吸湿特性与导电性能的差异所引起的。为了了解污秽物的化学成份，应对污秽物进行定量的化学分析。可溶性盐的化学分析可用ESDD测量后的溶液，采用离子交换色谱仪（IC）、感应耦合等离子体光发射光谱分析仪等进行。分析结果可显示正离子(如Na、Ca2、K、Mg2)和负离子（如CI、SO4、HO3）。（1）绝缘子自清洗率测量方法。①为在较短时间内获得所在地区的饱和盐密，可利用饱和盐密与平均年最大盐密（一般可取3年平均值）的关系来估算求得。从统计角度看，绝缘子平均年度最大积污量和绝缘子年自清洗能力均可视为常数。饱和盐密是平均年度最大盐密对年自清洗率之比。因此在有常年盐密监测的地区，可通过一、两年的绝缘子自清洗率的测量值计算饱和盐密。而绝缘子年自清洗率可通过雨季后绝缘子表面残留盐密（绝缘子表面盐密最轻时，即每年雨季后测量）获得。测试点应兼顾不同污秽等级和不同污染类型。应遵循的原则和测试方法与上述盐密监测点绝缘子饱和盐密的测量相同,只是要注意测量时间应在雨季后,一般北方地区选择在8月末或9月初进行。②饱和盐密计算：Sb=S1/（1-C）式中：Sb——绝缘子饱和盐密S1—绝缘子平均年度最大盐密；C—绝缘子表面年度盐密残余率；1-C—绝缘子自清洗率。③计算举例。某供电公司最近连续三年测得的年度盐密值（积污期为一年）分别为0.063mg/cm2、0.082mg/cm2、0.075mg/cm2，雨季后测得的盐密值为0.028mg/cm2，绝缘子的饱和盐密计算如下：S1（绝缘子平均年度最大盐密）4=（0.063+0.082+0.075）/3=0.073(mg/cm2)C(绝缘子的年度盐密残余率)=0.028/0.073×100%=38.3%(1－C)(绝缘子自清洗率)=1－38.3%=61.7%那么，绝缘子的饱和盐密为:Sb=S1/（1-C）=0.073/61.7%=0.118(mg/cm2)这个数值相当于年度盐密值的0.118/0.073=1.62倍3绝缘子盐密度与灰密的关系在盐密度ρESDD一定的情况下,染污绝缘子串污闪电压Uf随着灰密度ρNSDD的增加而不断减小的原因是:污层中的不溶污物虽本身不导电,但它保持的水份却可以溶解电解质,增大导电率。同时随着附着在绝缘子表面的不溶物的增加,绝缘子表面所吸收的水分就越多,形成了更厚的水膜,降低染污绝缘子表面电阻,导致泄漏电流增大。通过大量数据分析结果表明,染污绝缘子串污闪电压Uf与盐密度ρESDD、灰密度ρNSDD之间呈三维曲面关系,随着ρESDD和ρNSDD的增加,Uf逐渐下降;在ρESDD、ρNSDD较小时Uf下降较快,随着ρESDD和ρNSDD的增加,Uf下降趋势变缓,这与分别考虑ρESDD及ρNSDD作用时,对Uf的影响是类似的。总体来看灰密度和盐密度均对绝缘子污闪电压有影响。以XP-160瓷绝缘子为例，灰密影响特征指数为0.14,盐密影响特征指数为0.24,盐密影响是灰密影响的1.71倍,即盐密影响大于灰密影响。4结束语测量绝缘子的饱和盐密（饱和污秽度）是观测线路环境污秽程度的直接、有效的方法，为线路外绝缘配置的调整（调爬）提供了科学可靠的依据。结合污秽分布、环境污秽等级以及线路所处环境污秽的变化规律，给该环境下新建线路外绝缘设计提供真实、准确的依据，对线路防污有重要的指导意义。