CN101393152B - 一种绝缘子污秽度取样测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子污秽度取样测量方法，该方法提出了用压力喷水壶进行冲洗的清洗取样方法，并且在测量过程中增加了测量灰密的项目，解决了污秽度测量项目不全的问题，使测试结果更加符合真实情况，本发明还公开了专门设计的一套取样漏斗装置，该装置轻便易于携带到现场进行取样。

Description

一种绝缘子污秽度取样测量方法

技术领域

本发明涉及在电力系统中测量绝缘子污秽度的方法和设备。

背景技术

输变电设备污闪事故严重威胁电网运行安全，是电力系统重点防范的主要事故之一。科学地确定电网污区等级，合理选择设备的外绝缘配置水平是防止发生电网污闪事故的有效措施。绝缘子污秽度作为划分电网污区等级的唯一定量依据，对于准确确定电网设备所处污秽等级具有非常重要的意义。

长期以来我国电网污秽等级都是参照GB/T 16434-1996《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》使用年度最大等值盐密来划分的。在国际电工标准IEC 60815：1CD文件提出用绝缘子表面等值盐密/灰密(ESDD/NSDD)来描述现场环境污染严重程度的参数后，根据我国电网长期运行经验与传统做法，国家电网目前普遍采用绝缘子表面等值盐密/灰密(ESDD/NSDD)描述绝缘子污秽度。

在GB/T 16434-1996标准颁布后的十多年中，电力系统普遍采用擦拭法对绝缘子进行污秽取样测量污秽物的等值盐密值。主要过程就是通过使用海绵等浸入蒸馏水中，然后分别从绝缘子的上下表面用浸泡后的海绵擦下污秽物，带有污秽物的海绵放回容器，通过摇摆和挤压使污秽物溶于水中，通过重复擦洗然后测量污液的电导率计算绝缘子的等值盐密值。这种方法主要的问题在于擦拭污秽物和挤压到蒸馏水中的过程中都容易造成绝缘子污秽物的损失，要么转移过程中流失，要么在擦拭的海绵上粘附在上面不能全部溶解在测试的蒸馏水中，从而造成等值盐密值测量的不准确，而且这种绝缘子污秽度采样测量方法根本没有考虑到灰密的测量，不能真实反映绝缘子污秽度耐受电压的影响，以此为依据进行电网污区等级划分很难保证其准确性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种绝缘子污秽度取样测量方法及专用设备。

本发明采用的技术方案是：

一种绝缘子污秽度取样测量方法，该方法在九片标准盘形悬式串上测量线路非带电绝缘子，即在积污周期结束时，去除上、下两片，将中间七片绝缘子依次进行等值盐密和灰密测量；使用带电绝缘子时，需选择参照绝缘子串，应利用停电检修或带电作业的方式将绝缘子落地进行测量，在摘取试品时手不要接触绝缘子表面污层，落地时避免绝缘子表面污层与地面直接接触，全串逐片进行或者在整串上、中、下部各取两片进行，为避免污秽损失，拆卸和搬运绝缘子时不应接触绝缘子的绝缘表面，表面污秽取样之前，专用设备应清洗干净，确保无任何污秽，取样时，带清洁的医用手套，污秽取样采用清洗法，其程序如下：

1)单片普通型盘形绝缘子所用蒸馏水水量为300ml，其它绝缘子与普通盘形绝缘子表面积不同时，依其表面积按比例适当增减用水量，如面积增大时，用水量选择为：小于等于1500cm²为300ml、大于1500小于2000cm²为400ml、大于2000小于2500cm²为500ml、大于2500小于3000cm²为600ml、大于3000小于4000cm²为600ml；

2)首先用湿毛巾将绝缘子金属及浇铸水泥表面的污秽物擦拭掉；

3)将测量绝缘子放入清洗专用盆中，将有容量刻度的储存污水容器放到清洗专用盆下部出水口处固定好；

4)将清洗用水装入到压力喷水壶中，调节压力喷水壶喷头，使其喷出水雾到绝缘子表面以浸泡污层；

5)浸泡2～3分钟后，再调节压力喷水壶喷头，使其能喷出水柱，然后一边用毛刷慢慢清洗无棱的表面直到边缘，一边喷水进行清洗，绝缘子污层难以清洗时可用小刀进行清除后再清洗；

6)一般先清洗绝缘子上表面，再洗下表面，反复冲洗2～3次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；

7)清洗完绝缘子后用压力喷水壶清洗用具和清洗盆进行冲洗，等待污液全部流入储存污水容器后再取出盖好；

8)将污秽绝缘子信息填写完毕后粘到储存污水容器上；

9)等值盐密的测量和计算：在充分搅拌污水后测量污水的电导率和温度，对于高溶解度的污秽物，搅拌的时间为几分钟，对于低溶解度的污秽物，搅拌的时间为30min～40min，按如下公式进行电导率的校正：

σ₂₀＝σ_θ[1-b(θ-20)]

式中：0-溶液温度，℃；

σ_θ-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，按如下公式计算：

b＝-3.2×10^-8θ³+1.032×10^-5θ²-8.272×10^-4θ+3.544×10^-2

绝缘子表面等值盐密(ESDD)按如下公式计算：

s_a＝(5.7σ₂₀)^1.03

ESDD＝s_a·V/A

式中：σ₂₀-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

10)灰密的测量和计算：首先对1.6μm级或更小的过滤纸称重，然后对测量了等值盐密后的污水使用漏斗滤纸过滤，如时间过长，采用真空过滤，再将过滤纸和残渣一起烘干，最后称重，灰密按如下公式计算：

NSDD＝1000(W_f-W_i)/A

式中：NSDD-非溶性沉积物密度，mg/cm²；

W_f-在干燥条件下含污秽过滤纸的重量，g；

W_i-在干燥条件下过滤纸自身的重量，g；

A-绝缘子表面面积，cm²。

一种绝缘子污秽度取样测量专用漏斗装置，主要由支架及其中部的漏斗组成，漏斗的大小与绝缘子规格相适配，漏斗下部出水口和支架底座之间留有放置储存污水容器的空间，高度刚好使出水口完全深入到污液容量瓶中，出水口与污液储存容器瓶口大小紧密配合。

所述漏斗口内径在500-550mm之间，外径在570-620mm之间，漏斗高220-250mm之间。

所述污液储存容器的瓶身上有专门的指示刻度，并且采用半透明塑料制成。

所述支架底座上设置有托盘，用于稳定污液储存容器。

所述支架和漏斗使用不锈钢及空心不锈钢管通过焊接打磨而成。

本发明针对以前绝缘子污秽度采样过程中污秽物流失的问题专门设计了一套取样漏斗装置，该装置轻便易于携带到现场进行取样，同时提出了用压力喷水壶进行冲洗的清洗取样方法，并且在测量过程中增加了测量灰密的项目，解决了污秽度测量项目不全的问题，使测试结果更加符合真实情况。

附图说明

图1是绝缘子串的结构示意图；

图2是清洗绝缘件表面污秽的示意图；

图3是专用漏斗装置的结构图；

图4是图3的俯视图；

图5是电导率校正公式中的b值曲线图；

图6是绝缘子表面等值盐密公式中σ₂₀和s_a的关系图；

图7是测量灰密的过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，测量线路非带电绝缘子应在九片标准盘形悬式串上进行，即在积污周期结束时(一般在每年的11月至来年的1月份)，去除上、下两片，将中间七片绝缘子依次进行ESDD和NSDD测量；使用带电绝缘子时，需选择参照绝缘子串，应利用停电检修或带电作业的方式将绝缘子落地进行测量，在摘取试品时手不要接触绝缘子表面污层，落地时避免绝缘子表面污层与地面直接接触，可全串逐片进行，也可在整串上、中、下部各取两片进行。

测量等值盐密和灰密的设备包括：

·蒸馏水或去离子水            ·压力喷水壶

·专用洗涤盆(附结构图)        ·医用手套、

·毛巾                        ·刷子、小刀

·带容量刻度的贮存污水容器    ·标签

·温度探头                    ·电导率仪

·污液过滤漏斗                ·滤纸

·干燥器或干燥箱              ·天平

测量等值盐密和灰密的污秽收集方法：为避免污秽损失，拆卸和搬运绝缘子时不应接触绝缘子的绝缘表面；表面污秽取样之前，专用洗涤盆容器、压力喷水壶、贮存污水容器等应清洗干净，确保无任何污秽；取样时，带清洁的医用手套。

污秽取样采用清洗法，其程序如下：

1.单片普通型盘形绝缘子所用蒸馏水水量为300ml。其它绝缘子与普通盘形绝缘子表面积不同时，可依其表面积按比例适当增减用水量。如面积增大时，建议用水量选择：小于等于1500cm²为300ml、大于1500小于2000cm²为400ml、大于2000小于2500cm²为500ml、大于2500小于3000cm²为600ml、大于3000小于4000cm²为600ml；

2.首先用湿毛巾将绝缘子金属及浇铸水泥表面的污秽物擦拭掉；

3.将测量绝缘子放入清洗专用盆中，将有容量刻度的储存污水容器放到清洗专用盆下部出水口处固定好；

4.将清洗用水装入到压力喷水壶中，调节压力喷水壶喷头，使其喷出水雾到绝缘子表面以浸泡污层；

5.浸泡2～3分钟后，再调节压力喷水壶喷头，使其能喷出水柱。然后一边用毛刷慢慢清洗无棱的表面直到边缘，一边喷水进行清洗；。绝缘子污层难以清洗时可用小刀进行清除后再清洗(如图2所示)；

6.一般先清洗绝缘子上表面，再洗下表面，反复冲洗2～3次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；

7.清洗完绝缘子后用压力喷水壶清洗用具和清洗盆进行冲洗，等待污液全部流入储存污水容器后再取出盖好；

8.将污秽绝缘子信息填写完毕后粘到储存污水容器上。

等值盐密的测量和计算：

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，一般需要较长时间的搅拌，如30min～40min。

按公式(1)进行电导率的校正：

σ₂₀＝σ_θ[1-b(θ-20)]    ……………(1)

式中：θ-溶液温度，℃；

σ_θ-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5。

b＝-3.2×10^-8θ³+1.032×10^-5θ²-8.272×10^-4θ+3.544×10^-2    …………(2)

绝缘子表面等值盐密(ESDD)按公式(3)和公式(4)计算，σ20和sa的关系见图6。

s_a＝(5.7σ₂₀)^1.03    ………………(3)

ESDD＝s_a·V/A    ……………(4)

式中：σ₂₀-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。

1)在0.001mg/cm²范围内等值盐密的精密测量，推荐使用很低电导率的水，如小于1μS/cm。一般蒸馏水(去离子水)的电导率小于10μS/cm，也可以使用，但要从含污水中的等值盐量中减去水的等值盐量。

2)蒸馏水(去离子水)的用量取决于污秽的种类和数量。非常重污秽或低溶解度污秽推荐加大水量。实际上，可按0.2～1ml/cm²的水来清洗。如果测量的电导率非常高，可能由于水少而使污秽物未充分溶解。

3)测量电导率之前的搅拌时间，取决于污秽物的种类；对于低溶解度污秽物，可分几次测量，其间隔时间最长0.5h，取测量值稳定时的值为电导率值。

灰密的测量和计算：

首先对过滤纸(1.6μm级或更小)称重，然后对测量了等值盐密后的污水使用漏斗滤纸过滤(如时间过长，可采用真空过滤)，再将过滤纸和残渣一起烘干，最后称重(如图7所示)。

灰密按式(5)计算：

NSDD＝1000(W_f-W_i)/A    ………………(5)

式中：NSDD-非溶性沉积物密度，mg/cm²；

W_f-在干燥条件下含污秽过滤纸的重量，g；

W_i-在干燥条件下过滤纸自身的重量，g；

A-绝缘子表面面积，cm²。

如图2、3、4所示的测量专用漏斗装置，主要由支架1及其中部的漏斗2组成，漏斗的大小参考绝缘子的规格设计，漏斗下部出水口和支架底座之间留有放置储存污水容器的空间，高度刚好使出水口完全深入到污液容量瓶中，保证了污液不会流失，出水口与污液储存容器瓶口大小紧密配合，漏斗口内径在500-550mm之间，外径在570-620mm之间，漏斗高220-250mm之间，这种设计就能够保证将绝缘子放到漏斗中时，绝缘子的四分之三是在漏斗中，这样就不会因为喷水清洗时污液溅出，造成取样失真，污液储存容器3根据取样容量的要求，瓶身上有专门的指示刻度，并且采用半透明塑料制成，取样过程中污液已经达到多少，一目了然，便于控制清洗的水量，并且克服了玻璃容器在运输的过程中易碎的缺点，支架底座上设置有托盘，用于稳定污液储存容器。

此外，整个专用漏斗装置使用不锈钢及空心不锈钢管通过焊接打磨而成，表明非常光滑，便于污液的流动，并且总量很轻，非常方便携带到现场取样。

Claims (1)

1.一种绝缘子污秽度取样测量方法，其特征在于，该方法在九片标准盘形悬式串上测量线路非带电绝缘子，即在积污周期结束时，去除上、下两片，将中间七片绝缘子依次进行等值盐密和灰密测量；使用带电绝缘子时，需选择参照绝缘子串，应利用停电检修或带电作业的方式将绝缘子落地进行测量，在摘取试品时手不要接触绝缘子表面污层，落地时避免绝缘子表面污层与地面直接接触，全串逐片进行，或者在整串上、中、下部各取两片进行，为避免污秽损失，拆卸和搬运绝缘子时不应接触绝缘子的绝缘表面，表面污秽取样之前，专用设备应清洗干净，确保无任何污秽，取样时，带清洁的医用手套，污秽取样采用清洗法，其程序如下：

1)单片普通型盘形绝缘子所用蒸馏水水量为300ml，其它绝缘子与普通盘形绝缘子表面积不同时，依其表面积按比例适当增减用水量，如面积增大时，用水量选择为：小于等于1500cm²为300ml、大于1500小于2000cm²为400ml、大于2000小于2500cm²为500ml、大于2500小于3000cm²为600ml、大于3000小于4000cm²为600ml；

2)首先用湿毛巾将绝缘子金属及浇铸水泥表面的污秽物擦拭掉；

3)将测量绝缘子放入清洗专用盆中，将有容量刻度的储存污水容器放到清洗专用盆下部出水口处固定好；

4)将清洗用水装入到压力喷水壶中，调节压力喷水壶喷头，使其喷出水雾到绝缘子表面以浸泡污层；

5)浸泡2～3分钟后，再调节压力喷水壶喷头，使其能喷出水柱，然后一边用毛刷慢慢清洗无棱的表面直到边缘，一边喷水进行清洗，绝缘子污层难以清洗时可用小刀进行清除后再清洗；

6)一般先清洗绝缘子上表面，再洗下表面，反复冲洗2～3次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；

7)清洗完绝缘子后用压力喷水壶清洗用具和清洗盆进行冲洗，等待污液全部流入储存污水容器后再取出盖好；

8)将污秽绝缘子信息填写完毕后粘到储存污水容器上；

9)等值盐密的测量和计算：在充分搅拌污水后测量污水的电导率和温度，对于高溶解度的污秽物，搅拌的时间为几分钟，对于低溶解度的污秽物，搅拌的时间为30min～40min，按如下公式进行电导率的校正：

σ₂₀＝σ_θ[1-b(θ-20)]

式中：θ-溶液温度，℃；

σ_θ-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，按如下公式计算：

b＝-3.2×10^-8θ³+1.032×10^-5θ²-8.272×10^-4θ+3.544×10^-2

绝缘子表面等值盐密(ESDD)按如下公式计算：

s_a＝(5.7σ₂₀)^1.03

ESDD＝s_a·V/A

式中：σ₂₀-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

10)灰密的测量和计算：首先对1.6μm级或更小的过滤纸称重，然后对测量了等值盐密后的污水使用漏斗滤纸过滤，如时间过长，采用真空过滤，再将过滤纸和残渣一起烘干，最后称重，灰密按如下公式计算：

NSDD＝1000(W_f-W_i)/A

式中：NSDD-非溶性沉积物密度，mg/cm²；

W_f-在干燥条件下含污秽过滤纸的重量，g；

W_i-在干燥条件下过滤纸自身的重量，g；

A-绝缘子表面面积，cm²。

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