交-直流電壓下復合絕緣子自然積污試驗

交-直流電壓下復合絕緣子自然積污試驗

這種自清洗方式主要發(fā)生在降雨量為數10mm的暴雨天氣下。過(guò)大和過(guò)小的傘間距都會(huì )影響濺洗的效果。

各絕緣子上傘面的污穢沉降條件沒(méi)有顯著(zhù)差別，并且由于重力沉降的污穢量較大，使上傘面的污穢電場(chǎng)沉降差異得到一定覆蓋。

電導率測量相對誤差為±0.5%，溫度測量精度為±0.3℃。不溶性污穢經(jīng)過(guò)濾烘干后用電子天平穩重，讀數精度±0.1mg。

試品為為瓷絕緣子每串3片，爬電比距和復合絕緣子5個(gè)大傘4個(gè)小傘，，見(jiàn)表1。

硅橡膠的憎水性還影響降水在絕緣子表面的保持和對污穢層的浸入。文獻報道直流支柱絕緣子上，室溫硫化硅橡膠RTV涂層或復合絕緣子表面與瓷絕緣子表面的等值鹽密比值約為1.5~2。

充分的雨水清洗更是消除上傘面污穢差異的主要原因，絕緣 子下傘面不接受顆粒物的重力沉降，也無(wú)法受到雨水的直接清洗，因而對應有以下積污特征。

瓷絕緣子串的第2片絕緣子，復合絕緣子的第3片大傘。對雙傘型瓷絕緣子主要測定絕緣子的頂面與底面。

絕緣子的積污與自清洗過(guò)程，自然污穢試驗的積污期與清洗期，10月-1月是本次試驗主要積污期，各絕緣子傘面積污在此期間均顯著(zhù)增加。3月起，各絕緣子的上傘面受春雨清洗污穢明顯減少，而下傘面被清洗的程度非常有限，多數絕緣子下傘面污穢在2/4月間仍是增加的。

從污穢外觀(guān)看，復合絕緣子與瓷絕緣子的上傘面污穢沒(méi)有明顯差別，在弱清洗季節里可以看到復合絕緣子傘面上有一些成團污穢。

棒形復合絕緣子的外型與空氣動(dòng)力型或棒形瓷絕緣子相近，許多文獻報道后者的污穢約是普通型瓷絕緣子的一半或更少。

與灰密測定按照國網(wǎng)企標Q/GDW152-2006。復合絕緣子每個(gè)傘面用100ml去離子水擦洗。

自然清洗不充分，所觀(guān)察到的雨水進(jìn)入絕緣子傘面的方式只有兩種。風(fēng)將掛在絕緣子傘緣下沿的水吹向下傘面深處。這種自然清洗在降雨量不大時(shí)即可發(fā)生，能夠受清洗的主要是下傘面的靠外部位。

總的來(lái)說(shuō)，受限于對比條件，研究上述積污差異的文獻不多見(jiàn)。自然污穢試驗站是進(jìn)行積污對比研究的選擇。

憎水性使復合絕緣子下傘面自清洗略差于瓷絕緣子，而復合絕緣子上傘面受到大量降雨的清洗。

遮擋作用與傘間距有關(guān)，30mm的降雨能將上傘面年自清洗率為。各絕緣子型式及各電壓類(lèi)型下的上傘面污穢差異較小。

雨水在風(fēng)的作用下可對局部位置反復滌洗，但不能作用到下傘面中心部位。暴雨中，正文絕緣子上濺起的雨水進(jìn)入本片絕緣子的下傘面。

試驗條件與試品，試驗站概況距離道路30m、西南方向60m有祼土操場(chǎng)。向南約300m處為校區供暖鍋爐。主導風(fēng)向為西北風(fēng)，年均降水量630mm。

在沿?？焖俜e污條件下復合絕緣子表面與瓷絕緣子表面比值在1.1~2.1，并認為復合絕緣子油性的表面容易截留更多污穢顆粒。

5月以后，各絕緣子下傘面污穢開(kāi)始明顯下降，而上傘面已基本洗凈。7、8月中，各絕緣子下傘面得到暴雨的清洗。9月污穢開(kāi)始重新增長(cháng)。交流AC和直流DC電壓下復合絕緣子與瓷絕緣子的全年污穢變化。

電壓同時(shí)另有瓷絕緣子和復合絕緣子進(jìn)行不帶電積污。以上各電壓類(lèi)型下，每種絕緣子各為5串。所有絕緣子在試驗開(kāi)始前都經(jīng)過(guò)仔細清洗。

使得同一地區，復合絕緣子與瓷絕緣子的積污量關(guān)系及交流與直流電壓下絕緣子的積污量關(guān)系成為國內外絕緣選擇領(lǐng)域普通的關(guān)注熱點(diǎn)。

各絕緣子型式及各電壓類(lèi)型下的上傘面污穢差異較小。各絕緣子上傘面的污穢沉降條件沒(méi)有顯著(zhù)差別。并且由于重力沉降的污穢沉降量較大，使上傘面的潛移電場(chǎng)沉降差異得到一定覆蓋。

本次試驗中，這種自清洗方式能覆蓋整個(gè)下傘面。但由于下傘面接受的水量較少且不易保持。所以清洗是有限的，大約相當10mm以下的雨水清洗。

本次試驗中，交流電壓下絕緣子下傘面污穢輕于上傘面，最不均勻出現在積污期；直流電壓下絕緣子下傘面污穢較重，降雨后上傘面污穢輕于下傘面，最不均勻出現的自清洗期，見(jiàn)表3。

這是憎水性表面上水珠蒸發(fā)后的結果，復合絕緣子下表面也有明顯的斑點(diǎn)水漬。交流電壓下復合絕緣子的污穢重于瓷絕緣子，且新絕緣子上下傘面的積污速率高于瓷絕緣子多年積污后與瓷絕緣子的積污比較需要進(jìn)一步研究；復合絕緣子的開(kāi)放傘形使其下傘面更容易接受污穢。

硅橡膠與瓷的材料差異影響絕緣子表面粘附污穢顆粒與接受降水清洗的能力。顆粒在表面的粘附是一個(gè)非常復雜的過(guò)程，與表面的粗糙度、硬度、潤濕特性，顆粒的大小、形狀、硬度等有很大關(guān)系，因而硅橡膠與瓷表面對顆粒有不同的粘附性能。

下面對絕緣子上、下傘面的積污特點(diǎn)分別進(jìn)行分析。絕緣子上傘面較平整，污穢顆粒物和雨水通過(guò)重力沉降直接著(zhù)陸于上傘面，因此具有以下兩個(gè)積污特點(diǎn)，自然清洗較*。10mm的降雨可以對上傘面產(chǎn)生明顯的清洗，但由于上一片傘盤(pán)的遮擋，傘面靠中心部位會(huì )有污穢殘留。

CIGRE 158出版物給出各降雨量下的可溶鹽去除率參考值，其下傘面參考值偏高。絕緣子上下傘面污穢不均勻性是人工污穢試驗模擬的重要參數。

下傘面不受顆粒物重力沉降、自清洗少，使不同絕緣子之間差異得以突出。表2給出各絕緣子污穢的積污期峰值與清洗期谷值。

N瓷XP絕緣子表示不帶電情況下瓷絕緣子。交流瓷絕緣子醉大污穢度為，結合北方地區污穢飽和系數參考值1.5-1.9，本試驗站的現場(chǎng)污穢度d級。

本文利用清華大學(xué)電機系的自然污穢試驗站，對交流、直流電壓下運行的復合絕緣子和瓷絕緣子進(jìn)行1a的自然積污研究。

也有試驗研究顯示，空氣動(dòng)力型瓷絕緣子的污穢在試驗期內一直保持較少，而普通型瓷絕緣子的污穢基本持續增長(cháng)。

充分的雨水清洗更是消除上傘面污穢差異的主要原因。絕緣子下傘面不接受顆粒物的重力沉降，也無(wú)法受到雨水的直接清洗，因而對應有以下積污特征。

自然清洗較*，10mm的降雨可以對上傘面產(chǎn)生明顯的清洗，但由于上一片的傘盤(pán)的遮擋，傘面靠中心部位會(huì )有污穢殘留。

復合絕緣子與瓷絕緣子的積污特性差異一方面來(lái)源于傘形差異，另一方面來(lái)源于材料差異。通常進(jìn)行比較的線(xiàn)路絕緣子是棒形懸式復合絕緣子和盤(pán)形懸式瓷絕緣子。

不同電壓、傘形、材料的絕緣子下傘面污穢差異明顯。下傘面傘形差異帶來(lái)污穢風(fēng)力沉降和自清洗能力的差異，并且直流電場(chǎng)對下傘面積污作用明顯。

遮擋作用與傘間距有關(guān)，30mm的降雨能將上傘面沖洗得很干凈。本試驗站夏季多暴雨，各絕緣子上傘面年自清洗率為。

污穢采樣與測定進(jìn)行了5次污穢測定，每次都在未測定過(guò)的傘面上進(jìn)行，主要測定絕緣子串中部的傘面；

試驗站從2004年起開(kāi)始已進(jìn)行了直流電壓下復合絕緣子的自然積污試驗。試驗電壓為交流20.2KV的有效值、直流-28.6KV，交流電壓峰值與直流電壓數值相等。

按照老標準GB/T 16434-1996為1級污穢，絕緣子的上、下傘面有*不同的積污和自清洗方式。為更好理解絕緣子積污過(guò)程以及不同絕緣子之間的積污差異。

表中，λ1為下傘面與上傘面的比值：λ2為下傘面與上傘面的比值。不同條件的絕緣子積污差異，復合絕緣子與瓷絕緣子積污比較，傘形上FXBW2-35型復合絕緣子與瓷絕緣子相比傘徑小、傘形開(kāi)放，傘間距充分、遮擋小。

事實(shí)上一定水量下的污穢去除率與污穢量有關(guān)，由于交、直流電壓下積污的瓷絕緣子下傘面污穢輕，自清洗后接近0.而直流積污的絕緣子下傘面只能去除30%~60%，能去除20%~60%。

豎直方向傘面如傘棱受到的清洗更少，值得注意的是，即使在有強風(fēng)的風(fēng)雹天氣下，也沒(méi)有觀(guān)察到雨水直接進(jìn)入絕緣子下傘面。

試驗架立于平房頂上，絕緣子懸掛點(diǎn)距離地面6m，離房頂2m。交流試驗電源為25KV/50KV變壓器，利用電容器和硅堆整流后提供直流電源。

對于交流與直流電壓下的絕緣子積污差異，中國電力課學(xué)院做過(guò)大量研究，在紙風(fēng)速和人工排放源的條件下，直流與交流積污比為2-3，而在自然界為污穢源的條件下，直流與交流積污比為1~1.2。

漏電起痕試驗儀根據IEC60112：2003（GBT4207）、UL746A、ASTM  3638-92、DIN53480適用于小齒輪的檢測，它更適合小齒輪的批量檢測。等標準要求設計制造的專(zhuān)用檢測儀器。

技術(shù)指標

電及尺寸：5mm±0.1mm*2mm±0.1mm，電及一端邊緣切成30度角的斜面；

電及材料：銅+鉑金(鉑金長(cháng)度：≥12mm，純度≥99.0%)；

電及間相距：4.0mm±0.1mm；

每個(gè)電及對試樣作用力：1.0N±0.05N；

試樣品尺寸：≥15*15mm,厚度：≥3mm；

施加電壓：100～600V（48～60Hz）之間可調，短路電流在1.0A±0.1A時(shí)電壓下降不超過(guò)10%；

判斷回路：短路電流大于0.5哎時(shí)間維持2秒鐘繼電器動(dòng)作，切斷電流，指示試品不合格；

溶液滴落間隔時(shí)間：30s±5s；