Q/GDW 1152.2-2014 电力系统污区分级与外绝缘选择标准 第2部分:直流系统.pdf

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  • 现场污移度通常用等值盐密和灰密表示:对手B类污移,也可用现场等值盐度即人工污移盐雾法 试验时的盐度值或绝缘子表面电导率表示。 绝缘子自然污移的污移度通常用等值盐密和灰密表示:对于B类污移,也可用绝缘子表面电导率 表示。 人工污移试验时绝缘子表面污秽度用盐密和灰密表示(固体层法):也可用等值盐度表示(盐雾法)

    5.1现场污秽度的测量

    现场污移度按本标准规定的方法金融标准,在参照绝缘子经连续3年至5年积污后测量其表面等值盐密和灰密 (现场污移度趋于饱和),污移取样时间应选择在年积污期结束时进行。如果测量其他型号绝缘子的现 场污移度,应将现场污移度作必要的修正。 直流现场污移度通常在运行的悬垂带电参照直流绝缘子上测量,也可在处于邻近运行绝缘子串的直 流场的不带电绝缘子上测量(具体位置见附录A)。 直流现场污移度还可以在确定直交流积污比后,乘以交流现场污移度来获得。直交流积污比由所在 地区积污期平均风速和绝缘子表面污移物颗粒度来确定。污区图应根据等效带电测量数据结果绘制。 注1:即使等值盐密和灰密不是同时出现,现场污移度仍取其最大值的组合; 注2:当有足够有效数据时,最大值可以由统计值(如1%、2%、5%)代替。

    5.2现场污度评估方法

    现场污移度的评估可以根据置信度值避减按以下顺序进行: 邻近或环境相似直流系统的运行经验与污移测量资料,见附录G: b 直流带电绝缘子的现场等值盐密和灰密测量值(含直流电场中模拟电): C 根据相邻或环境相近的交流系统的污移程度信息通过交直流积污比计算得出污移水平, d)按气候和环境条件模拟计算污移水平; e 根据典型环境的污湿特征预测现场污移度。 运行经验主要依据已有直流系统运行绝缘子的污闪跳闸率和事故记录、地理和气象特点、采用的防 污闪措施等情况而定。 现场等值盐密和灰密测量,通常在运悬垂绝缘子串上取样获得:也可在处于直流场中的不带电悬垂 绝缘子串上取样获得(见附录A)。采用的方法见附录B。测量的准确性取决于测量的频度,更多次数的 测量可提高准确性。 直流多年与一年积污比暂取交流测试数据。 利用交流系统的污移程度信息,是根据交流现场污移度(等值盐密)和直交流积污比确定直流现场 污移度。直交流积污比用污移物颗粒度和积污期平均风速来描述,见附录C(包括常见污移物颗粒度的 污染源分类以及描述直交流积污比的方法)。 如条件允许,尽可能积累耐张积污数据

    从标准化考虑,直流现场污移度从非常轻到重分为4个等级: A非常轻; B一轻:

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    C一中等: D一重; 注1:该字母表示的等级与第1部分交流系统分级不一一对应。 注2:选择绝缘子时,需考现场污移度的具体数值。 图1给出了直流盘形悬式绝缘子与每一现场污移度等级相对应的等值盐密/灰密值的范围,该值是趋 于饱和的连续3年至5年积污的测量结果,根据现有运行经验和直流污耐受试验确定的。 另外,表示复合绝缘子与每一现场污移度等级相对应的等值盐密/灰密值的范围的污区图见附录D 开示。 图1中数值是基于我国电网直流系统外绝缘设计传统分级方法,根据直流参照绝缘子表面自然积污 实测结果和计及白然积污与人工污移差别的直流污耐受试验计算而得。现场污移度从一级变到另一级不 发生突变。

    图1直流盘形悬式绝缘子现场污移度与等值盐密/灰密的关系

    注2:三条直线分别为灰密/等值盐密比值为10:1、6:1和2:1的灰盐比线, 换流站直流场的现场污度,同样由盘形绝缘子/复合绝缘子的等值盐密和灰密来确定。当二者相 互矛盾时,以参照盘形绝缘子测量值为准。 表1给出了各级污区与相应典型环境污湿特征的描述。当新建工程所在地区没有运行线路和换流站 时,可根据表1中例E1到例E5描述的污湿特征预测现场污移度。

    表1典型环境污湿特征与相应现场污度评估示例

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    注:①大风和台风影响可能使50km以外的更远距离处测得很高的等值盐密值; 注:②在当前大气环境条件下,除草原、山地国家级自然保护区和风景区以及植被覆盖练好的山区外的中 东部地区电网不宜设A级污移区; 注:③取决于沿海的地形和风力。

    并按图2利用统一爬电比距法来比较其绝缘配置。 根据现场污移度和污耐受法选择外绝缘的方法见附录E。 当绝缘子串表面灰密为等值盐密的6倍及以下时,土400kV~土800kV线路绝缘子悬垂单I串片数或串 长按表2和表3选择; 当绝缘子串表面灰密为等值盐密的6倍及以下时,土400kV~土800kV直流场支柱绝缘子/空心绝缘子 (大小伞结构)爬电比距按表4选择。

    6. 2 量不同患型/多患并联

    一般情况下,外伞型绝缘子按标准盘形绝缘子串长的80%考虑。但如具有明确的绝缘子河 曲线,可采用污耐受法直接选择串长

    当配置不满足污区要求时,可使便用RTV涂料,提高输变电设备的防污内性能: 按年度直流等值盐密设计的串长,涂刷RTV涂料后满足本标准配置要求; 对于新建工程的户外变电设备,当制造商难以提供更大爬距的绝缘子时,可以采用复合支柱和复合 空心绝缘子,也可将未满足污区爬距要求的绝缘子涂覆RTV。对于空心绝缘子,切不可因盲目追求大爬 距而牲伞间距; 中重污区的外绝缘配置宜采用硅橡胶类防污闪产品

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    表3直流输电线路复合绝缘子悬垂串串长的选择(供参考)

    (1)表中值以污移上限计算,以灰密为等值盐密的6倍计算: 2)复合绝缘子串长选择是以弱增水性试验为基础,采用耐受法得到,并比较工程数据加以调整而得 3)上下表面积污比都按1:1考虑; 4)D级区直流等值盐密大于0.35mg/cm时,应根据现场实际污移条件重新计算绝缘子串片数; 5)表中两端金具总长度以0.54m计

    场瓷/复合支柱/空心绝缘子肥电比距选择(供参

    注: (1)表中数据为复合绝缘所需统一爬电比距,括号内为瓷绝缘所需统一爬电比距:: (2)直流场支柱绝缘子/不同直径空心绝缘子伞形为大小伞结构 (3)表中数据以人工污移试验结果为基础,比较现有工程使用数据,加以调整后得到; (4)表中值以灰密为等值盐密的6倍计算; (5)直流等值盐密大于0.35mg/cm时,应根据现场实际污移条件重新计算所需爬电比距;A级区直流等值盐密小 等于0.03mg/cm时,应根据现场实际污移条件重新计算所需爬电比距。 (6)如应用在户内,配置应满足50%操作冲击耐受电压。

    注: (1)表中数据为复合绝缘所需统一爬电比距,括号内为瓷绝缘所需统一爬电比距:: (2)直流场支柱绝缘子/不同直径空心绝缘子伞形为大小伞结构 (3)表中数据以人工污移试验结果为基础,比较现有工程使用数据,加以调整后得到; (4)表中值以灰密为等值盐密的6倍计算; (5)直流等值盐密大于0.35mg/cm时,应根据现场实际污移条件重新计算所需爬电比距;A级区直流等值盐密小 等于0.03mg/cm时,应根据现场实际污移条件重新计算所需爬电比距。 (6)如应用在户内,配置应满足50%操作冲击耐受电压

    A.1现场污移度监测点选择原则

    现场污移度监测点选择压

    A.2监测点用参照绝缘子试品参数

    直流线路和换流站现场污移度监测点用参照绝缘子尺寸及悬挂位置

    图A.1盘形悬式参照绝缘子及绝缘子串

    2)在部分监测点可同时采用复合绝缘子,伞形大小伞伞型,尺寸参数如图A.2所示,通常也可使 用交流110kV等级大小伞结构的复合绝缘子产品,

    2)在部分监测点可同时采用复合绝缘子,伞形大小伞伞型,尺寸参数如图A.2所示,通常也可使 用交流110kV等级大小伞结构的复合绝缘子产品

    A.3测污试挂串悬挂位置及方式

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    复合绝缘子(大小伞)外形参数及尺寸图(单

    1)直流线路 悬垂串单极悬挂方式如图A.3所示,包括高电位串和地电位串各1申。也可双极同时悬挂。 (1)高电位串(如图A.3位置1):绝缘子串挂在绝缘子与导线联板上(导线下方)。绝缘子串 安装及取样可在直流线路停电时,或采用带电作业方式。 (2)地电位串(如图A.3位置2):绝缘子串/复合绝缘子直接悬挂在杆塔横担上(外边侧) 安装及取样与高电位串同时进行。

    图A.3直流线路盐密测试试挂串位置图示

    2)换流站 换流站现场污移度监测点可选择出线塔,也可选择在换流站直流场内。直流场内,高电位串悬挂在 直流出线门型塔导线的下方(如图A.4位置3所示);地电位串挂在直流出线门型塔横担上(如图A.4 位置4)

    图A.4直流换流站盐密测试试挂串位置图示

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    附录.B (规范性附录】

    直流等值附盐密度(ESDD)和灰密(NSDD)的测量方法

    )带电悬式盘型/复合绝缘子

    直流土400kV~土800kV线路瓷/玻璃绝缘子串,可在串中上、中、下各取2片(组)共6片(组) 色缘子取样(靠近高压端和低压端第一片绝缘子或第一组伞裙不取);取6片(组)的平均等值盐密和 灰密作为该串的等值盐密和灰密。 (2)带电支柱绝缘子/套管 直流土400kV~土800kV支柱绝缘子/套管可在中上、中、下各取2组共6组绝缘子取样(靠近高压 端和低压端的第一组伞裙不取);取6组伞的平均等值盐密和灰密作为该串的等值盐密和灰密。 (3)不带电参照绝缘子 取瓷/玻璃绝缘子串2、3、4片(靠近高压端和低压端第一片绝缘子不取);对于参照复合绝缘子 上、:中、下部各取1组伞裙,共3组伞裙(靠近高压端和低压端第一组伞裙不取)。取3片(组)的平 均等值盐密和灰密作为该串的等值盐密和灰密。

    B. 2. 2 取样时间

    绝子取样时间应在连续三至五年积污期结束后进行

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    (a)参照瓷/玻璃标准绝缘子(b)参照瓷/玻璃双伞绝缘子()参照形复合绝缘子

    图B.1测量绝缘子示意图

    (1)绝缘子表面污移样品上下表面分开取样,所用水量按上下表面面积所占比例计算; (2)上下表面的分界线如图B.2所示

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    复合悬式绝缘子大小伞 (e)复合悬式绝缘子一大二小伞 (f)复合悬式绝缘子大中小

    B.2.4测量污移度的必要设备

    测量等值盐密和灰密的设备包括: . 蒸馏水或去离子水 电导率仪 :量筒 温度探头 :医用手套 ·滤纸 ·胶带 漏斗 :带标签的贮存污水容器 :干燥器或干燥箱 洗涤容器 :天平 :脱脂棉、刷子、海棉

    B.2.5测量等值盐密和灰密的污秽收集方法

    为避免污移损失,拆印和 表面:表面污移取样之前,容器、 应清洗干净,确保无任何污移:取样时,尽可能带清洁的医用手套。

    污取样采用擦拭法,其程序如下: 单片普通型盘形绝缘子所用蒸馏水水量为300m1。其它绝缘子与普通盘形绝缘子表面积不同 时,可依其表面积接按比例适当增减用水量。如面积增大时,建议用水量选择:≤1500cm为300ml, >1500~2000cm为400ml,:>20002500cm为500ml,>2500~3000cm为600ml,>3000~ 4000cm为600ml。上下表面分开擦洗污移物时,用水量按绝缘子上、:下表面面积比例适当分 配。 将定量蒸馏水倒入有标签的容器中,并将海棉浸入水中(也可用刷子或脱脂棉),浸有海棉的 水的电导率应小于10μS/cm。 分别从绝缘子的上下表面用海棉擦洗下污秒物,见图B3。 带有污移物的海棉应放回容器,通过摇摆和挤压使污移物溶于水中。 重复擦洗,直至绝缘子表面无残余污移物。几经擦洗后仍有残余污移物,应用刮具将其刮下, 并放入污液中。 应注意不要损失擦洗用水,即污移物取样前后,水量无大的变化。

    B.2.6等值盐密的确定

    图B.3绝缘子的绝缘件表面污秽的擦拭

    测量污水的电导率和温度,测量应在充分搅拌污水后进行。对于高溶解度的污移物,搅拌的时间可 短些,如几分钟;对于低溶解度的污移物,般需要较长时间的搅拌,如30min~40min。对于复合绝 缘子和涂料表面测污,对清洗下来的污液,应充分搅拌和放置,一般需放置较长时间(如60min)充分 搅拌后完成测量。 按公式B1进行电导率的校正:

    中:Sa一在温度20℃下的体积电导率,S/m

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    图B.5020和Sa的关系曲线

    拍果分开测量绝缘子上下表面的等值盐密,其平均值可按B5式计算(也可用于灰密平均值计算 ESDD,=(ESDD,XA,+ESDDXA,J/A (B

    绝缘子上下表面的等值盐密,其平均值可按B5式计算(也可用于灰密平均值计算):

    B. 2.7 灰密的确定

    首先对过滤纸(1.6Ⅱm级或更小) 值盐密后的污水使用漏斗滤纸过 起烘士,最后称重。如图B6所示

    图B.6测量NSDD的过程

    B.2.8数据分析及处理

    取连续三至五年积污期结束后所测得的上、中、下部平均等值盐密和灰密作为现场的等 密。

    B.2.9污秽的化学分析

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    勿颗粒度的大小和积污期现场的平均风速,一般为1.2~ 2.8。一般情况下,可直接

    C.2绝缘子表面污物颗粒度

    绝缘子表面污移物颗粒度与污染源类型有关。主要污染源类型和绝缘子表面污移物颗粒度的关系 1所示。

    表C.1污移物颗粒度与污染源类型的关系

    污期平均风速可根据现场附近 数据统计获得。积污期,北方可按采暖期确 采暖期前作适当延长:南 当延长

    (3)直流通用型盘形绝缘子对交流普通型盘形绝缘子的直交流等值盐密比

    k,= 1992.0g

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    附录D (资料性附录) 复合绝缘子现场污秽度与等值盐密/灰密的关系 只有获得在同种污移条件下复合绝缘子和瓷(玻璃)绝缘子积污差别,才能制定以复合绝缘子作为 参照绝缘子的污区图。由于数据较少项目管理和论文,目前以复合绝缘子作为参照绝缘子的污区图只能是示意图,根据 天广实测数据,复合/盘形的积污比饱和值暂取0.8。如图D.1所示

    图D.1复合绝缘子(大小伞)现场污移度与等值盐密/灰密的关系(示意图)

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    附录E (规范性附录) 污移外绝缘配置的基本原则和方法

    用。依据我国大气环境状况,输变电设备外绝缘 主要取决于绝缘子的耐污闪能力,因此通常是首先 由工作电压选择绝缘配置水平,然后进行操作和雷电冲击放电特性的校验

    E.2污移外绝缘配置方法

    土壤标准图E.1污耐受法确定直流外绝缘配置流程

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