CN102749098A - 带电水冲洗清洗效率测量方法 - Google Patents

Abstract

一种带电水冲洗清洗效率测量方法，包括步骤：采用预设染污方法在待测绝缘子表面上进行染污；采用带电水冲洗设备对阴干后的所述染污后的待测绝缘子进行冲洗；对冲洗后的所述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量；根据所述残余污秽确定带电水冲洗效率。本发明方案，可以准确方便地对带电水冲洗清洗效率进行测量，客观合理地反应带电水冲洗设备的清洗作业效率，可以为带电水冲洗外绝缘设备选择合适作业条件提供有力参考。

Description

带电水冲洗清洗效率测量方法

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种带电水冲洗清洗效率测量方法。

背景技术

输变电设备外绝缘的大面积污闪是我国电力系统安全运行的主要威胁之一，污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。为了确保电力系统运行的安全性，需要做一些防污闪的措施以防止污闪事故的发生，目前所采用的比较有效的防污闪措施是带电水冲洗变电站及输电线路电瓷或玻璃外绝缘。带电水冲洗是指在高压设备正常运行的情况下，利用一定电阻率的水，保持一定的水压和安全距离等条件，使用专门的泵水机械装置，对有污秽的电气设备绝缘部分进行冲洗清污的作业方法。带电水冲洗作业已在电力系统开展多年，然而带电水冲洗装备清洗作业的效率到底如何，目前并无任何的测量评价方式，这使得带电水冲洗作业存在很大的盲目性，造成了资源浪费，另一方面，由于带电水冲洗作业的清洗效率未知，因而也无法评估电气设备绝缘部分的污秽的冲洗情况，从而也给发变电站及输电线路外绝缘污闪留下了安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带电水冲洗清洗效率测量方法，其可以对带电水冲洗作业的效率进行评估。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带电水冲洗清洗效率测量方法，包括步骤：

采用预设染污方法在待测绝缘子表面上进行染污；

采用带电水冲洗设备对阴干后的所述染污后的待测绝缘子进行冲洗；

对冲洗后的所述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量；

根据所述残余污秽确定带电水冲洗效率。

根据上述本发明方案，其是通过采用预设染污方法在待测绝缘子表面染污后，对染污后的待测绝缘子进行冲洗，再对冲洗后的待测绝缘子表面上的残余污秽进行测量，然后基于该残余污秽来确定带电水冲洗效率，从而可以准确方便地对带电水冲洗清洗效率进行测量，客观合理地反应带电水冲洗设备的清洗作业效率，可以为带电水冲洗外绝缘设备选择合适作业条件提供有力参考。

附图说明

图1是本发明的带电水冲洗清洗效率测量方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

以下结合其中的较佳实施方式对本发明方案进行详细阐述。

图1中示出了本发明的带电水冲洗清洗效率测量方法实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例中的带电水冲洗清洗效率测量方法包括步骤：

步骤S101：采用预设染污方法在待测绝缘子表面上进行染污；

步骤S102：采用带电水冲洗设备对阴干后的上述染污后的待测绝缘子进行冲洗；

步骤S103：对冲洗后的上述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量；

步骤S104：根据上述残余污秽确定带电水冲洗效率。

根据上述本发明方案，其是通过采用预设染污方法在待测绝缘子表面染污后，对染污后的待测绝缘子进行冲洗，再对冲洗后的待测绝缘子表面上的残余污秽进行测量，然后基于该残余污秽来确定带电水冲洗效率，从而可以准确方便地对带电水冲洗清洗效率进行测量，客观合理地反应带电水冲洗设备的清洗作业效率，可以为带电水冲洗外绝缘设备选择合适作业条件提供有力参考。

其中，上述待测绝缘子，可以根据实际测量的需要，采用各种可能类型的绝缘子，例如瓷或玻璃悬式绝缘子、支柱绝缘子及套管等等。

在对待测绝缘子表面进行染污时，可以采用预设染污方法来进行，考虑到电气设备绝缘表面附着的污秽物通常都是以固态存在，因此，上述预设染污方法可以是固体层法。

在采用固层法进行染污时，具体的染污过程可以是：

根据选定污秽等级对应的盐密值、灰密值以及上述待测绝缘子的表面面积确定进行染污的染污成分的用量，其中，这里的染污成分可以包括氯化钠与硅藻土、或者是可以包括氯化钠与高岭土；

将上述用量的染污成分与相应量的蒸馏水、糊精搅拌均匀后，均匀涂刷在上述待测绝缘子的表面。

其中，在称量上述染污成分的用量时，为了尽量保证测量结果的准确性，上述氯化钠的称量误差可控制在±1％以内，上述硅藻土的称量误差可控制在±10％以内，上述蒸馏水的电导率小于10μs/cm，上述糊精的用量可以是1000mL水中加5-30g。

在进行染污后，采用带电水冲洗设备对阴干后的上述染污后的待测绝缘子进行冲洗时，具体可以通过下述方式来进行：

用带电水冲洗设备在设定水柱压力、设定水柱角度下将阴干后的上述染污后的待测绝缘子冲洗设定清洗时间，其中，这里的设定水柱压力可以根据带电水冲洗作业常用压力确定，这里的设定水柱角度为水柱与绝缘子轴心方向在待测绝缘子中部的锐角，这里的设定清洗时间根据所述待测绝缘子的日常作业时间确定。

在进行冲洗后，待测绝缘子表面会留有残余污秽，因而需要对残余污秽进行测量以便于据此测量清洗效率，在对冲洗后的所述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量时，可通过下述方式进行：

对上述残余污秽进行采样获得采样污秽，在采样时，可以用3～30mL湿润剂湿润采样布后，用湿润后的采样布擦拭上述待测绝缘子每片表面的污秽，从而获得采样污秽；

将上述采样污秽浸泡入设定体积的去离子水得到混合后污水，在上述混合后污水的体积电导率达到稳定后，测量达到稳定状态后的混合后污水的体积电导率以及温度值，并根据该体积电导率以及温度值确定上述混合后污水在设定温度下的体积电导率；

对上述混合后污水过滤烘干后称重，获得采样污秽的污秽总重量；

根据上述设定温度下的体积电导率、上述污秽总重量、上述待测绝缘子的绝缘体表面积确定上述待测绝缘子的残余盐密值、残余灰密值；

根据上述残余盐密值、上述残余灰密值、以及选定污秽等级对应的盐密值、灰密值确定上述待测绝缘子的带电水冲洗清洗效率，其中，这里的带电水冲洗清洗效率可以包括盐密清洗效率、灰密清洗效率。

在上述确定设定温度下的体积电导率时，可以采用下式来进行：

σ_t＝σ_θ[1-b(θ-t)]

其中，t表示设定温度，σ_t表示设定温度t下的体积电导率，σ_θ表示上述混合后污水的体积电导率，θ表示上述混合后污水的温度值，b为根据θ确定的因数。该因数b，可以通过b＝-3.2×10^-8θ³+1.032×10^-5θ²-8.272×10^-4θ+3.544×10^-2来确定。上述设定温度t，可以根据实际需要进行设定，一般情况下，可以将设定温度t设置为20摄氏度(℃)。

此外，在对上述混合后污水过滤烘干后称重获得采样污秽的污秽总重量时，可以通过下述方式进行：

将标准滤纸完全烘干后称重获得抽滤前滤纸重量；

取预设数量的烘干后的上述标准滤纸平放在布氏漏斗底部，使用抽滤设备将上述混合后污水抽滤到抽滤瓶中；

将布氏漏斗中的滤纸完全烘干后，测量烘干后的滤纸的指令，获得抽滤后滤纸重量；

将上述抽滤后滤纸重量减去上述抽滤前滤纸重量，从而获得上述污秽总重量。

此外，在确定待测绝缘子的残余盐密值、残余灰密值时，可以通过下式来进行：

S_a＝(5.7σ₂₀)^1.03

ESDD_Rn＝S_a×V/A

NSDD_Rn＝1000(W_f-W_i-W_b)/A

式中，ESDD_Rn表示待测绝缘子的残余盐密值，NSDD_Rn表示待测绝缘子的残余灰密值，σ₂₀表示混合后污水在20摄氏度下的体积电导率，V表示蒸馏水的体积，A表示待测绝缘子的绝缘体表面面积，W_f表示干燥条件下含污秽过滤纸、污秽专用采样布的重量，W_i表示在干燥条件下过滤纸自身的重量，W_b表示在干燥条件下原采样布的烘干重。

在确定上述带电水冲洗清洗效率时，可以通过下式来进行：

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{ESDD}}_n}=({\mathrm{ESDD}}_n-{\mathrm{ESDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{ESDD}}_n\×100\%$

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{NSDD}}_n}=({\mathrm{NSDD}}_n-{\mathrm{NSDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{NSDD}}_n\×100\%$

式中，

表示盐密清洗效率，

表示灰密清洗效率，ESDD_n表示选定污秽等级对应的等值盐密值，NSDD_n表示选定污秽等级对应的灰密值。

根据上述本发明方案，以下结合其中一个具体的清洗效率测量过程进行详细描述。在该过程的描述中，结合测试人员的操作过程进行了举例说明，这种举例说明并不用以对本发明方案构成限定。

首先采用预设染污方法对待测绝缘子进行染污。其中，这里采用的待测绝缘子可以包括瓷或玻璃悬式绝缘子、支柱绝缘子及套管，预设染污方法采用固体层法。

在进行染污时，基于所要测量的污秽等级，在各污秽等级下根据其对应的盐密值和灰密值以及待测绝缘子的表面积确定氯化钠、硅藻土(或高岭土)的用量，为保证测量结果的准确性，氯化钠的称量误差应不大于所需量的+1％，硅藻土的称量误差应不大于所需量的+10％，再加上适量蒸馏水及糊精，将其均匀搅拌后，全部均匀地涂刷到待测绝缘子的表面上，其中蒸馏水的电导率小于10μs/cm，糊精的用量为1000mL水中加5-30g。某一污秽等级下对应的等值盐密值、灰密值分别分别为ESDD_n、NSDD_n，其中n表示污秽等级(n＝I，II，III，IV)。

随后进入对染污后的待测绝缘子的洗流程。具体冲洗时，可用带电水冲洗设备在设定水柱压力、设定水柱角度下冲洗阴干后的染污绝缘子，其中设定水柱压力根据带电水冲洗作业常用压力确定，设定水柱角度为水柱与绝缘子轴心方向在绝缘子中部的锐角，不同种类绝缘子的清洗时间根据日常作业时间确定。

在冲洗完毕后，开始对冲洗后的待测绝缘子的残余污秽的测量。具体的操作过程可以是如下所述。

首先，准备相关的绝缘子污秽采样套件，在本发明的该示例的操作过程中，所采用的污秽采样套件可以包括采样布、湿润剂、采样手套、收集袋和样品盒，其中，采样布可采用无纺布，面积可以是20cm²～2000cm²，对300mL去离子水电导率数值影响不超过5μs/cm；湿润剂为电导率小于5μs/cm的去离子水；采样手套为塑料手套；收集袋的尺寸为10cm²～1000cm²。

然后，戴上采样手套，用3～30mL湿润剂湿润专用采样布，用湿润后的采样布擦拭待测绝缘子每片表面的污秽，如果污秽较重可适当增加污秽专用采样布用量，将擦拭后的采样布装入收集袋中，并将收集袋放入样品盒中。

取一个洗净的烧杯，并在烧杯中加入300mL的去离子水。在另外一种操作方式中，也可以是取三个洗净的烧杯a、b、c，在这三个烧杯中加入去离子水，使烧杯a、b、c中去离子水的总体积为300mL。

然后，将采样布展开后浸入烧杯中浸泡3～5分钟后进行搅拌，至污水的体积电导率达到稳定。在采用3个烧杯的情况下，可以是将烧杯a中的污水连同采样布倒入b烧杯中，并用烧杯c中的去离子水清洗烧杯a后将污水倒入烧杯b中，浸泡3～5分钟后进行搅拌，至污水的体积电导率达到稳定。测量体积电导率达到稳定后的烧杯中(在上述采用三个烧杯的情况下为烧杯b)中污水的体积电导率和温度；按照公式σ₂₀＝σ_θ[1-b(θ-20)]将烧杯中污水的体积电导率换算为20℃时的电导率，其中，σ₂₀表示烧杯中污水在20℃下的体积电导率，单位为S/m，θ表示为烧杯中污水的温度，单位为℃，σ_θ表示烧杯b中污水在θ℃下的体积电导率，单位为S/m，b为取决于温度θ的因数，因数可通过下式来确定：

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

然后，将直径为10～20cm的标准滤纸完全烘干后称重，取两片烘干后的滤纸平放在布氏漏斗底部，使用抽滤设备将烧杯中的污水抽滤到抽滤瓶中，然后，将采样布和布氏漏斗中的滤纸放入烘箱中完全烘干，并测量烘干后的采样布和滤纸总重量，将该总重量减去抽滤前滤纸重量和专用采样布的原始重量，即可得到污秽总重量，并在该污秽总重量的基础上确定冲洗后待测绝缘子表面的残余盐密值以及残余灰密值。

在确定残余盐密值时，可以基于公式S_a＝(5.7σ₂₀)^1.03和ESDD_Rn＝S_a×V/A来确定。

在确定残余灰密值时，可以基于公式NSDD_Rn＝1000(W_f-W_i-W_b)/A来确定。

其中，σ₂₀表示烧杯中污水在20℃下的体积电导率，单位为S/m；ESDD_Rn表示待测绝缘子的残余等值盐密，单位为mg/cm²；V表示蒸馏水的体积，单位为cm³；A表示待测绝缘子的绝缘体表面积，单位为cm²；NSDD_Rn表示待测绝缘子的残余灰密值，单位为mg/cm²；W_f为表示干燥条件下含污秽过滤纸、污秽专用采样布的重量，单位为g；W_i表示干燥条件下过滤纸自身的重量，单位为g；W_b表示干燥条件下原采样布的烘干重，单位为g；n表示污秽等级，n＝I，II，III，IV。

在获得上述残余盐密值、残余灰密值后，可以通过下述公式确定待测绝缘子每片的清洗效率：

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{ESDD}}_n}=({\mathrm{ESDD}}_n-{\mathrm{ESDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{ESDD}}_n\×100\%$

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{NSDD}}_n}=({\mathrm{NSDD}}_n-{\mathrm{NSDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{NSDD}}_n\×100\%$

其中，

表示盐密清洗效率；

表示灰密的清洗效率；ESDD_n表示污秽等级n下对应的等值盐密值；NSDD_n表示某一污秽等级n下对应的等值灰密值；n表示污秽等级，n＝I，II，III，IV。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，包括步骤：

采用预设染污方法在待测绝缘子表面上进行染污；

采用带电水冲洗设备对阴干后的所述染污后的待测绝缘子进行冲洗；

对冲洗后的所述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量；

根据所述残余污秽确定带电水冲洗效率。

2.根据权利要求1所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，所述待测绝缘子包括瓷或玻璃悬式绝缘子、支柱绝缘子及套管。

3.根据权利要求1所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，所述预设染污方法为固体层法，所述染污过程包括：

根据选定污秽等级对应的盐密值、灰密值以及所述待测绝缘子的表面面积确定进行染污的染污成分的用量，所述染污成分包括氯化钠与硅藻土、或者氯化钠与高岭土；

将所述用量的染污成分与相应量的蒸馏水、糊精搅拌均匀后，均匀涂刷在所述待测绝缘子的表面。

4.根据权利要求3所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，所述氯化钠的称量误差在±1％以内，所述硅藻土的称量误差在±10％以内，所述蒸馏水的电导率小于10μs/cm，糊精的用量为1000mL水中加5-30g。

5.根据权利要求1所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，采用带电水冲洗设备对阴干后的所述染污后的待测绝缘子进行冲洗包括步骤：

用带电水冲洗设备在设定水柱压力、设定水柱角度下将阴干后的所述染污后的待测绝缘子冲洗设定清洗时间，所述设定水柱压力根据带电水冲洗作业常用压力确定，所述设定水柱角度为水柱与绝缘子轴心方向在待测绝缘子中部的锐角，所述设定清洗时间根据所述待测绝缘子的日常作业时间确定。

6.根据权利要求1所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，对冲洗后的所述染污后的待测绝缘子表面的残余污秽进行测量包括步骤：

对所述残余污秽进行采样获得采样污秽；

将所述采样污秽浸泡入设定体积的去离子水得到混合后污水，在所述混合后污水的体积电导率达到稳定后，测量达到稳定状态后的混合后污水的体积电导率以及温度值，并根据该体积电导率以及温度值确定所述混合后污水在设定温度下的体积电导率；

对所述混合后污水过滤烘干后称重，获得采样污秽的污秽总重量；

根据所述设定温度下的体积电导率、所述污秽总重量、所述待测绝缘子的绝缘体表面积确定所述待测绝缘子的残余盐密值、残余灰密值；

根据所述残余盐密值、所述残余灰密值、以及选定污秽等级对应的盐密值、灰密值确定所述待测绝缘子的带电水冲洗清洗效率，所述带电水冲洗清洗效率包括盐密清洗效率、灰密清洗效率。

7.根据权利要求6所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，对所述残余污秽进行采样获得采样污秽的步骤包括：用3～30mL湿润剂湿润采样布后，用湿润后的采样布擦拭所述待测绝缘子每片表面的污秽。

8.根据权利要求6所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于，采用下式确定所述设定温度下的体积电导率：

σ_t＝σ_θ[1-b(θ-t)]

式中，t表示所述设定温度，σ_t表示所述设定温度下的体积电导率，σ_θ表示所述混合后污水的体积电导率，θ表示所述混合后污水的温度值，b为根据θ确定的因数。

9.根据权利要求8所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于：

所述设定温度为20摄氏度；

和/或

采用式b＝-3.2×10^-8θ³+1.032×10^-5θ²-8.272×10^-4θ+3.544×10^-2确定所述因数b。

10.根据权利要求6所述的带电水冲洗清洗效率测量方法，其特征在于：

对所述混合后污水过滤烘干后称重获得采样污秽的污秽总重量的步骤包括：

将标准滤纸完全烘干后称重获得抽滤前滤纸重量；

取预设数量的烘干后的所述标准滤纸平放在布氏漏斗底部，使用抽滤设备将所述混合后污水抽滤到抽滤瓶中；

将所述布氏漏斗中的滤纸完全烘干后，测量烘干后的滤纸的指令，获得抽滤后滤纸重量；

将所述抽滤后滤纸重量减去所述抽滤前滤纸重量获得所述污秽总重量；

和/或

采用下式确定所述待测绝缘子的残余盐密值、残余灰密值：

S_a＝(5.7σ₂₀)^1.03

ESDD_Rn＝S_a×V/A

NSDD_Rn＝1000(W_f-W_i-W_b)/A

式中，ESDD_Rn表示所述待测绝缘子的残余盐密值，NSDD_Rn表示所述待测绝缘子的残余灰密值，σ₂₀表示所述混合后污水在20摄氏度下的体积电导率，V表示蒸馏水的体积，A表示所述待测绝缘子的绝缘体表面面积，W_f表示干燥条件下含污秽过滤纸、污秽专用采样布的重量，W_i表示在干燥条件下过滤纸自身的重量，W_b表示在干燥条件下原采样布的烘干重；

和/或

采用下式确定所述带电水冲洗清洗效率：

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{ESDD}}_n}=({\mathrm{ESDD}}_n-{\mathrm{ESDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{ESDD}}_n\×100\%$

${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{NSDD}}_n}=({\mathrm{NSDD}}_n-{\mathrm{NSDD}}_{\mathrm{Rn}})/{\mathrm{NSDD}}_n\×100\%$

式中，

表示所述盐密清洗效率，

表示所述灰密清洗效率，ESDD_n表示选定污秽等级对应的等值盐密值，NSDD_n表示所述选定污秽等级对应的灰密值。

Images