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1、800kV天中直流（甘肃段）绝缘子污秽特性研究Abstract： In order to study the pollution characteristics of 800 kV Tianzhong DC insulator （Gansu section）， 33 polluted samples on 11 iron towers of Tianzhong DC （direct current） were measured for salt density and ash density. The test results show that the salt density and as
2、h density of each insulator are small. The research results are of great significance to prevent the pollution flashover accident in Tianzhong DC （Gansu Section）. Keywords： insulator； salt density； ash density； pollution characteristics 引言 近年来，国家经济高速发展，电力资源分布不均与使用不平衡的问题也越来越严重。高压直流输电线路的输电距离长、输送容量大，可有
3、效解决此问题。直流线路与交流线路相比，绝缘子积污程度更严重，且污闪事故率更高1-10。为了保障输电线路的安全运行，相关部门都开展了直流线路绝缘子的积污特性研究工作11-15。 本文对天中直流（甘肃段）绝缘子污秽特性进行研究和分析，研究成果对防止天中直流（甘肃段）发生污闪事故具有重要的意义。 1 天中线运行情况 800kV特高压直流线路天中线工程是国家的重点建设项目，该线路西起新疆天山变电站，东至河南中州变电站，沿线经过新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省区，全线2210km。其中800kV天中线（甘肃段），长度为1350km，共2644基杆塔，沿线经过酒泉、张掖、金昌、武威、白银、庆阳等地市
4、。 2 绝缘子污秽成分测试 本次测试通过对800kV天中直流输电线路绝缘子污秽成分的分析，为甘肃省电力公司输变电工程污秽等级设计和安全运行提供数据基础和理论依据，以保证电网安全运行。本次实验针对天中直流11个铁塔上的33个污秽样进行盐密、灰密的测定。测试的仪器主要有电导率仪、ICS1100离子色谱仪、220FS原子吸收分光光度计和电子天平。 2.1 取样 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?e不同时，可依其表面积按比例适当增减用水量。将（100300）cm3的蒸馏水倒入容器中，并将海绵浸入定量的蒸馏水中，测定浸有海绵的蒸馏水的电导率，其电导率值应小于
5、10？滋s/cm，此蒸馏水方可使用。用压挤棉花的方法从绝缘子的表面擦洗下污秽物。 带有污秽物的棉花应放回到该容器中。然后通过在水中摆动和挤压棉花使污秽物溶解在水中。重复此擦洗直至不再有污秽物留在绝缘子表面。如果即使擦洗几次后还留有污秽物，应用刮刀除去这些污秽并放进含有污秽物的水中。在取样过程中，不损失擦洗用水，即污秽物取样前后，水量无大的变化。 2.2 盐密（ESDD）和灰密（NSDD）的测定 测量含有污秽物的水的电导率和温度。测量在充分地搅拌水以后进行。对于高溶解度的污秽物，要求搅拌时间较短，只有几分钟。对于低溶解度的污秽物通常要求搅拌时间较长，例如30min40min。 电导率的校正应使用
6、公式（1）： ？滓20=？滓？兹1-b（？兹-20） （1） 式中：为溶液温度（），？滓？兹为温度时的体积电导率（S/m），？滓20为温度20时的体积电导率（S/m），b为取决于温度的一个因数，则有： b=-3.20010-83+1.03210-52-8.27210-4+3.54410-2（2） 绝缘子表面的ESDD应按公式（3）和（4）计算。 Sa=（5.7？滓20）1.03 （3） ESDD=SaV/A （4） 式中：？滓20为温度20时的体积电导率（S/m），ESDD为盐密（mg/cm2），V为蒸馏水的体积（cm3），A为收集污秽的绝缘子表面的面积（cm2）。 在分别地测得了上表面和下表
7、面的ESDD，平均ESDD可以计算如公式（5）： 平均ESDD=（ESDDtAt+ESDDbAb）/A （5） 式中：ESDDt为上表面的ESDD（mg/cm2），ESDDb为下表面的ESDD（mg/cm2）；At为绝缘子上表面面积（cm2），Ab为绝缘子下表面面积（cm2），A为绝缘子表面的总面积（cm2）。 使用漏斗和已干燥并且称过重量的滤纸（等级GF/A1.6m或类似的）过滤测量了ESDD后的含污秽的水。应干燥含有污秽物（残余物）的滤纸，然后称重。 NSDD按公式（6）计算： NSDD=1000（Wf - Wi）/A （6） 式中：NSDD为不溶材料沉积密度（mg/cm2），Wf为在干燥
8、条件下含有污秽物的滤纸重（g），Wi为在干燥条件下滤纸最初的重量（g），A为收集污秽的绝缘子表面的面积（cm2）。 2.3 离子成分分析 离子色谱分析需要先分析已知组分和质量浓度的标准试品溶液，由数据处理系统生成校正曲线；再分析经过必要前处理的试品溶液，数据处理系统将结果与校正曲线进行对比计算，完成离子质量浓度的定量测量。因此在实际操作中按照以下步骤进行：首先，配置待测量污秽溶液的离子质量浓度范围内的标准离子质量浓度溶液。通常取离子质量浓度范围内不同离子质量浓度的5 个点，其次，将标准离子质量浓度的溶液注入离子色谱仪， 获取不同离子的标准色谱图和校正曲线。 2.4 电导率的测量 （1）校正电导
9、率仪，将温度校正到20。 （2）直接测量含有污秽物的溶液的电导率，读出的值即为20的电导率。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，需要较长的搅拌时间，如30-40min。 3 测试结果及分析 天中线绝缘子自然污秽成分部分分析结果如表1所示。绝缘子污秽的盐密值在0.004-0.047mg/cm2，灰密值在0.08-1.06mg/cm2；在所测绝缘子污秽成分中，Na+的浓度在1.64-12.18mg/L，K+的浓度在0.55-3.7mg/L，Mg2+的浓度在0.03-1.32mg/L，Ca2+的浓度在3.24-33.04mg/L，NH4+的浓度在0.36-4.29
10、mg/L，F-的浓度在0.13-5.46mg/L，Cl-的浓度在2.24-19.6mg/L，SO42-的浓度在5.41-75.5mg/L，NO3-的浓度在2.25-16mg/L，CO32-的浓度在0.32-15.8mg/L，Zn2+的浓度在0.001-0.067mg/L。 此次测试结果各绝缘子的盐密、灰密值都较小，其中盐密最大值出现在1095#塔的极导线侧倒数第1片绝缘子上，其Na+及Cl-的浓度分别为11.1mg/L和14.4mg/L，接近本次测试结果的最大值。经调查，1095#塔附近有运煤铁路。 4 直流污区分布图 根据天中线绝缘子自然污秽测试数据、污染源数据等数据按照Q/GDW 1152
11、.2-2014电力系统污区分级与外绝缘选择标准第二部分直流系统的要求绘制的甘肃电力系统直流污区分布图如图1所示。 5 结束语 （1）参照电力系统污区分级与外绝缘选择标准（Q/GDW 1152.1-2014）中普通盘形绝缘子现场污秽度与等值盐密/灰密的关系图，从天中直流1095#铁塔的极导线侧倒数第1片绝缘子的等值盐密及灰密可确定该铁塔位于C级污区，608#铁塔的极I35片绝缘子的等值盐密及灰密可确定该铁塔位于C级污区。 （2）建议对天中直流位于运煤铁路线及盐池附近的铁塔进行定期观察，必要时进行盐密、灰密的测定及离子成分分析。 （3）研究成果对防止天中直流（甘肃段）发生污闪事故具有重要的意义。