污穢等級

污穢等級是根據變電所的污源性質和嚴重程度劃定的級別。在變電所設計時，選址應該儘量遠離各種污源，特別是化工廠、化肥廠和冶金廠等，所址應在各種污源主導風向的上風側。絕緣子和電氣設備外絕緣的爬電比距的選擇，應根據變電所的污源性質和嚴重程度劃定的污穢等級來確定。

基本介紹

• 中文名：污穢等級
• 外文名：Pollution level
• 學科：電力系統
• 依據：GB/T 16434
• 定級：選擇標準》GB/T 16434來定級
• 領域：能源

基本信息

電氣設備電瓷外絕緣污閃事故停電時間長、涉及範圍廣，威脅著電力系統的安全穩定運行。如何預防污閃事故的發生，是電力系統設計、施工、製造、科研、運行部門當前1個十分重要的課題。從開始進行高壓輸電起，先進的工業國家對電網污閃事故一直非常重視。早在20世紀50年代，我國東部沿海一些工業發達地區，電網電氣設備外絕緣就出現過污閃事故。20世紀60年代後，污閃事故逐步向全國各電網發展，進入20世紀90年代，隨著我國現代工業的飛速發展，大氣環境日趨惡化，污染日益加劇。電力系統不斷擴大，運行電壓等級不斷提高，造成大氣中大量的污穢聚集於絕緣子表面，使絕緣子遇到霧、露及毛毛雨等潮濕的環境，電氣設備其絕緣強度就可能降低到臨界電壓水平而承受不住運行電壓，從而發生閃絡跳閘。特別是新投運的500kV線路頻繁發生污閃跳閘，使人們認識到提高現有的輸變電設備的外絕緣水平非常重要，以清掃為主要手段的傳統的防污閃工作方式，已不能適應大氣環境污染的變化，無法抵禦惡劣氣象條件的侵襲。為防止污閃事故特別是大面積污閃事故發生，必須選擇一種比較好的方法進行污染程度的量化過程。35 kV、220 kV絕緣子有千餘串，並且長期以來靠每年1次清掃來防止絕緣子污閃事故的發生。由於沒有絕緣子污穢等級的科學鑑定，造成大量人力物力的浪費，同時在污染嚴重的區域每年1次清掃也不盡科學有效，1997年以來，我們用測絕緣子等值鹽密量來確定絕緣子是否清掃，不僅節約了大量人力物力，同時也確保絕緣子不發生污閃提供了科學的依據。

注意事項

在變電所設計時，選址應該儘量遠離各種污源，特別是化工廠、化肥廠和冶金廠等，所址應在各種污源主導風向的上風側。絕緣子和電氣設備外絕緣的爬電比距的選擇，應根據變電所的污源性質和嚴重程度劃定的污穢等級來確定。對於嚴重污穢地區可採用屋內配電裝置或氣體絕緣金屬封閉電器；對於地處潮濕地區的室內配電裝置，應適當地提高電瓷外絕緣爬距。

線上路設計中，為了保證線路運行的安全，防止絕緣子串污閃，對處於不同污穢 等級地區的線路。對於污穢水平嚴重的線路和發電廠、變電所的電氣設備，可以考慮採用耐污絕緣子或採用合成絕緣子。耐污絕緣子一般採用增加或加大絕緣子傘裙的措施以增加絕緣子的爬電距離，提高絕緣子在污穢條件一的電氣強度，耐污絕緣子的爬電比距一般要比普通絕緣子提高20%～30%。雙串垂直布置的絕緣子串耐污電壓要比單串垂直結構的絕緣子串低6%～10%。

我國的高壓架空線路和發電廠、變電所環境污區的分級，是按照國家標準《高壓架空線路和發電廠、變電所環境污區分級及外絕緣選擇標準》GB/T 16434來定級的。

方法的選擇

衡量絕緣子污穢程度有等值鹽密、污層電導率、表面電導率、泄漏電流、污閃電壓與污閃梯度等方法。選擇了測量絕緣子等值鹽密來衡量絕緣子污穢程度，其原因如下。

a.污層電導率定義為絕緣單位表面污層的電導值，實際上是由加在污層上的電流與電壓之比求出的電導與絕緣子的形狀係數相乘求得。為測量污層表面電導，應在污層飽和受潮條件下，在絕緣子上加適當高的工頻電壓，測其泄漏電流，從而求得電導G = I/ U ，但上述測量分散性較大，受污穢分布不均勻的影響也較大。另外，測量時要用容量較大的電源，測量比較麻煩。

b.從物理意義上講，污層的局部表面電導率和表面電導率是同一參數，其物理意義相同，差別僅在於測量方法。測量方法雖然與等值鹽密相同，但電導率受溫度變化影響較大。

c.泄漏電流試驗作為表示污穢度的參數較多：運行電壓下泄漏電流的最大脈衝幅值；超過一定幅值的泄漏電流脈衝數；臨閃前最大泄漏電流值。測量這些參數需要對絕緣子施加一定電壓，現場試驗不方便。

d.污閃電壓及污閃梯度是表征絕緣子性能的最直接最理想的污穢參數，現場污穢試驗還能真實地測得絕緣子污閃性能，但由於自然污穢和積污水平達到臨界狀態與引起污閃的氣象條件的產生不一定同時存在，往往是污穢已經達到臨界水平但沒有出現充分的潮濕條件而測量不到臨界污閃電壓，因而進行閃絡電壓的測量還應結合其他污穢度參數的測量。試驗設備容量大，試驗不方便，現場不具備條件。

e.絕緣子等值鹽密(外絕緣的單位表面積上的等值鹽量) 測量方法是用一定量的蒸餾水，將一定面積瓷表面上的污穢物全部清洗掉，用適當的儀器(現用營口電子研究所製造的絕緣子等值鹽密測試表) 測量污穢溶液的鹽密值，等值鹽密可直觀衡量污穢程度，不受溫度、電壓、試驗設備容量和試驗場地的限制。

主要原因

鹽量小時不同水量的測量結果差別不大，當鹽量大時不同水量的測量結果差別較大，在一定水量中，隨水量的減少，測量值也就相應減小。其主要原因如下。

a.各種污穢物溶解度不同，當水量增加時，污穢物中電解質全部溶解的電解量將會增加，因而測得的鹽密增大，用水量小的污穢物中的電解質可能不會全部溶解，因而測得的鹽密偏小。

b.各種污穢物在水容器中電解度隨濃度而改變，各種電解質溶液的電導率- 濃度關係曲線存在一定誤差，在一定濃度下呈非線性，電解質的電離在不同濃度下，電導率起初隨濃度增加而增加，當濃度達到一定值後，電導率隨濃度增加而呈負增長，造成這種情況是由於電解質的電離在溶液中起初是隨濃度的增加而增加，但當濃度增加到一定值後，其電離又隨著濃度的增加而減小。

c.等值鹽密測試儀的測量電極並非真正是恆定的常數，它隨被測溶液的濃度而改變。測量時電極常數隨溶液的濃度增加而增加，濃度越大電極常數也越大，而在測量時，溶液濃度一般是未知數，因此只用出廠時或校驗過的電極常數進行測量，但遇到濃度很大時，測量誤差也較大。

結果影響

對絕緣子進行取樣時，我們選擇了脫脂棉進行取樣，脫脂棉本身對絕緣子等值鹽密無影響，但脫脂棉在水中樣品可能涮不乾淨，會給試驗造成一定影響。脫脂棉取出前後等值鹽密變化最大為0.0005 ，與試驗值比變化較小，我們認為在試驗過程中用水量一定時，脫脂棉取出與否對測試影響很小，可以忽略。

脫脂棉對試驗結果影響較小的原因，是因為未取出的樣品污穢中電介質有少量附著在脫脂棉上。沒完全溶解在水中，使水中的電介質相對減少，即水中的含鹽量相對減少，造成絕緣子等值鹽密相對小些，但從測試結果看取出前後相差最大只有0.0005 ，對試驗結果影響不大。所以建議試驗時脫脂棉可不取出，既可以簡化試驗程式，提高工作效率，又不影響試驗結果。