1、测量绝缘子饱和盐密饱和污秽度技术要求测量绝缘子饱和盐密（饱和污秽度）技术要求1. 总则1.1适用范围1.1.1本技术要求适用于额定电压10kV500kV三相交流电力系统中架空线路和发电厂、变电所绝缘子盐密及饱和盐密测量。1.1.2本技术要求适用于国家电网公司系统, 发电公司及其他网省公司可参照执行。1.2目的测量绝缘子的饱和盐密是一项新的工作, 尽管国内有几十年的盐密测量经验，但其方式、方法对饱和盐密却不完全适用。随着防污工作的深入开展及IEC有关标准的公布，对污秽度测量也提出了更高的要求。制定本要求的目的在于统一测量标准, 规范测量方法, 使饱和盐密测量工作正规化、标准化。2. 参考标准IE
2、C 60815-1:2002污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定 第1部分：定义、信息和一般原则GB/T XXXX.1-200X污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定 第1部分：定义、信息和一般原则3. 名词解释3.1饱和盐密绝缘子表面在长期积污过程中, 经历积污(冬季)清洗(雨季)再积污(冬季)再清洗(雨季)这一循环往复, 表面盐密不断增长。一般经若干年可达到动态平衡状态, 该状态下测得的盐密值即为绝缘子饱和盐密值。3.2参照盘形悬式绝缘子 使用来测量现场污秽严重程度的XP-70、XP-160、XWP2-70、XWP2-160、LXP-70、LXP-160盘形悬式绝缘子。3.3等值附盐密度（简
3、称盐密）(ESDD)溶解后具有与从给定绝缘子的绝缘体表面清洗的自然沉积物溶解后相同电导率的氯化钠总量除以表面积，一般表示为mg/cm2。3.4不溶物密度（简称灰密）(NSDD)从给定绝缘子的绝缘体表面清洗的非可溶残留物总量除以表面积，一般表示为mg/cm2。3.5带电积污系数K1 指带电运行绝缘子所测ESDD、NSDD值与不带电积污的同种运行绝缘子所测ESDD、NSDD的比值，K1一般为1.11.3。3.6形状积污系数K2 指参照绝缘子（又称形状积污系数绝缘子）所测ESDD、NSDD与某种运行绝缘子所测ESDD、NSDD的比值。4. 获得饱和盐密的途径4.1 在运行线路、变电所或防污站设立盐密
4、监测点, 进行带电或不带电绝缘子饱和盐密(饱和污秽度)的测量。4.2雨季后测量绝缘子自清洗率以获得饱和盐密。5. 饱和盐密(饱和污秽度)测量方法5.1盐密监测点绝缘子饱和盐密测量方法5.1.1线路、变电所或防污站站分别设立监测点，110kV、220kV及500kV三个电压等级分别设点，每个电压等级又按污秽等级分别设点。同时适当考虑不同污秽种类。例如：水泥等粉尘性污秽、金属性污秽、盐碱性污秽等。 5.1.2 每个污秽等级下的每个电压等级选择两条线路，每条线路选择该污级下的两基杆塔设立监测点；每个污秽等级下的每个电压等级选择两个变电所，每个变电所设立一个该电压等级下的监测点。每个监测点同时包括带电
5、积污系数和形状积污系数的测量绝缘子。5.1.3 绝缘子选择 选用XP-70、XP-160、XWP2-70、XWP2-160 及LXP-70、LXP-160中的一种或两种盘形悬式绝缘子做作为参照绝缘子。5.1.4绝缘子串数及片数5.1.4.1线路监测点包括以下三串绝缘子：第一串为实际带电运行的某种型式绝缘子串，称为运行绝缘子；第二串为9片串长、非带电同第一串型式相同的盘形悬式绝缘子，称为带电积污系数绝缘子；第三串为9片串长、非带电参照盘形悬式绝缘子，称为形状积污系数绝缘子。5.1.4.2变电所或防污站监测点包括以下三支支柱绝缘子：第一支为实际带电运行支柱绝缘子，称为运行绝缘子；第二支为非带电、同
6、第一支型式相同的支柱绝缘子，称为带电积污系数绝缘子，110（66）kV500kV均使用多节中的一节支柱绝缘子；第三支为非带电、普通型支柱绝缘子，称为形状积污系数绝缘子，110（66）kV500kV均使用多节中的一节支柱绝缘子。5.1.5绝缘子运行方式 非带电及带电相结合运行方式。原则上非带电绝缘子应放置在与实际运行绝缘子相同高度，且放置点应满足操作人员测量作业时对安全距离的要求。5.1.6积污周期绝缘子应连续积污3年5年。在每年积污期结束时测量污秽度，具体测量时间根据当地多年气象规律或局部气候和环境条件确定，测量间隔时间为一年。5.1.7 取样5.17.1绝缘子饱和盐密(饱和污秽度)可以通过测
7、量来自于现场或安装在防污站的参照绝缘子的ESDD和NSDD两者来确定，也可直接测量其他型式绝缘子的ESDD和NSDD，并应对污秽物的化学成份进行分析。5.1.7.2测量线路非带电绝缘子应在9片标准盘形悬式串上进行。即在积污周期结束时，去除上、下两片，将中间7片绝缘子依次进行ESDD和NSDD测量，并对污秽物化学成份进行分析。5.1.7.3测量变电所非带电支柱绝缘子，应对整支绝缘子或上二裙、中二裙、下二裙共六个单元裙进行ESDD和NSDD测量，并对污秽物化学成份进行分析。5.1.7.4测量实际运行绝缘子ESDD/NSDD，可进行简化测量。220kV500kV绝缘子串取上二片、中二片、下二片共六片
8、；220kV500kV支柱绝缘子取上二裙、中二裙、下二裙共六个单元裙进行测量,并对污秽物化学成份进行分析。5.1.7.5每次测量ESDD和NSDD可分别在A、B、C三相上进行。在整个合适的时段内所记录到的ESDD/NSDD值的最大值为污秽度的值。图1 测量ESDD和NSDD的绝缘子串5.1.8 取样要求为保证测量结果的准确、可靠，在拆取绝缘子及运输、测试等过程中，应尽量保持绝缘子表面污秽的完整性。为此，对拆取的绝缘子，要装入特制的木箱或塑料袋内运输和保管, 并应及时进行测量。5.1.9测量5.1.9.1测量污秽度的必要设备测量ESDD和NSDD的设备如下： 蒸馏水或去离子水 电导率仪 量筒 盐
9、量表 医用手套 水银温度计 胶带 定量滤纸 180mm 中速 带标签的容器 漏斗 d15mm 洗涤盆 干燥器、干燥箱海棉、刷子、脱脂棉 天平 精度0.01%mg5.1.9.2测量ESDD和NSDD的污秽收集方法收集方法分为擦拭法和清洗法两种。为避免失去污秽，应不接触绝缘子的绝缘体表面；带清洁的医用手套。测量之前，容器、量筒等应清洗干净，以保证无任何电解质。5.1.9.2.1擦拭法的程序 将100300ml(用水量可以超过300ml)的蒸馏水倒入有标签的容器中，并将海棉浸入水中（可以使用其它工具，如刷子或吸水棉），浸有海棉的水的电导率应小于0.001S/m； 分别从支柱绝缘子伞裙或盘形悬式绝缘子
10、的绝缘体的上下表面用海棉擦洗下污秽物，如图2所示； 带有污秽物的海棉应放回容器，通过摇摆和挤压使污秽物溶于水中； 重复擦洗直至绝缘子的绝缘体表面无残留的污秽物。在几次擦洗后如果还有污秽物，应用刮具将其刮下并放入含有污秽物的水中； 应注意不要损失水，即收集污秽物前后水的重量不能有大的变化。图2 绝缘子的绝缘体表面污秽的擦拭5.1.9.2.2 清洗法的程序 清洗的盆要保证伞盘能放入其中； 量出5001000ml(用水量可以超过1000ml)的蒸馏水（小于0.001S/m）倒入盆中； 将测量绝缘子的钢帽放入水中，用手慢慢清洗无棱的表面直到边缘； 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
11、，将水倒入有标签的容器中，确保盆中无任何沉积物； 冲洗和清洗盆； 量出5001000ml(用水量可以超过1000ml)的蒸馏水（小于0.001S/m）倒入盆中； 将上述绝缘子的钢帽朝上放入盆中，用手慢慢清洗下表面的污秽物； 将第二次的水再仔细倒入有标签的容器中，盆中不要留下沉淀物。5.1.10 ESDD和NSDD的确定5.1.10.1 ESDD的计算应测量含有污秽物水的电导率和温度，该测量应在充分搅拌水之后进行。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，一般需要较长的搅拌时间，如30min40min。应按公式（E1）进行电导率的校正： (E1) 溶液温度，；在温度
12、下的体积电导率，S/m；20在温度20下的体积电导率，S/m；b 取决于温度的因数，可按公式（E2）计算，其关系曲线见图3。 (E2) 绝缘子表面的ESDD应按公式（E3）和公式（E4）计算，20和sa的关系见图4。 (E3) ESDD (E4) 在温度20下的体积电导率，S/m；ESDD等值盐密，mg/cm2； 蒸馏水的体积，cm3； 绝缘子的绝缘体表面面积，cm2。1 2 （溶液温度），图3 b值曲线如果分开测量绝缘子上下表面的ESDD，其平均值可按E5式计算（也可用于NSDD平均值计算）： (E5) 绝缘子上表面的ESDD，mg/cm2；绝缘子下表面的ESDD，mg/cm2； 绝缘子上表
13、面的面积，cm2；绝缘子下表面的面积，cm2；绝缘子上下表面总表面积，cm2。注1：在0.001mg/ cm2范围内ESDD的精密测量，推荐使用很低电导率的水，如小于10-4S/m。一般蒸馏水（去离子水）的电导率小于0.001S/m，也可以使用，但要从含有污秽物水中的等值盐量中减去水本身的等值盐量。注2：蒸馏水（去离子水）的总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210L/m2的水来清洗。为了避免对污秽物量的低估，水的量可增加，但应使其电导率小于约0.2S/m 。如果测量的电导率非常高，有可能怀疑由于水少而使污秽物未溶解。注3：电导率测量之前的搅拌时间取决
14、于污秽物的种类，对于低溶解度污秽物，分若干个时间间隔（时间最长到30min40min）测量电导率，测量值稳定时的值为电导率值。对于溶解很快的污秽物，可使用特殊的方法，如沸腾法和超声波法。图4 20和sa的关系曲线5.1.10.2 NSDD的计算首先对过滤纸（1.6m级或更小）称重，然后对测量了ESDD之后的污秽水使用漏斗过滤，再将过滤纸和残渣一起烘干，最后称其重量。如图5所示。1注 图5 测量NSDD的过程NSDD应按式（E6）计算： NSDD=1000(WfWi)/A (E6) 式中： NSDD 非溶性沉积物密度，mg/cm2；Wf 在干燥条件下含污秽过滤纸的重量，g；Wi 在干燥条件下过滤
15、纸自身的重量，g；A 绝缘子表面面积，cm2 。5.1.11 ESDD/NSDD换算测量其他型式绝缘子的ESDD/NSDD，应将其ESDD/NSDD值乘以形状积污系数K2换算成参照绝缘子的ESDD/NSDD值，作为电力系统污区分布图中现场污秽度测量图中的ESDD/NSDD值。交流不带电测量的值乘以1.11.3的带电积污系数K1，可等效为带电时测得的值。 A.15.1.12污秽的化学分析具有相同的盐密但被不同物质污染的绝缘子的污闪电压有一定的差异。几种常见的一价盐（如：KNO3、NH4NO3、NaNO3等）和NaCl在相同的等值盐密下，它们的污闪电压比较接近；其余的二价盐（如：ZnSO4、Zn（
16、NO3）2、MgSO4、MgCl2）在等值盐密为0.050.1mg/cm2下，污闪电压一般比NaCl高1020%。这主要是由于污秽沉积物吸湿特性与导电性能的差异所引起的。为了了解污秽物的化学成份，应对污秽物进行定量的化学分析。可溶性盐的化学分析可用ESDD测量后的溶液，采用离子交换色谱仪（IC）、感应耦合等离子体光发射光谱分析仪等进行。分析结果可显示正离子(如Na、Ca2、K、Mg2)和负离子（如CI、SO4、HO3）。5.2 绝缘子自清洗率测量方法5.2.1为在较短时间内获得所在地区的饱和盐密，可利用饱和盐密与平均年最大盐密（一般可取3年平均值）的关系来估算求得。从统计角度看，绝缘子平均年度
17、最大积污量和绝缘子年自清洗能力均可视为常数。饱和盐密是平均年度最大盐密对年自清洗率之比。因此在有常年盐密监测的地区，可通过一、两年的绝缘子自清洗率的测量值计算饱和盐密。而绝缘子年自清洗率可通过雨季后绝缘子表面残留盐密（绝缘子表面盐密最轻时，即每年雨季后测量）获得。测试点应兼顾不同污秽等级和不同污染类型。应遵循的原则和测试方法与上述盐密监测点绝缘子饱和盐密的测量相同, 只是要注意测量时间应在雨季后, 一般北方地区选择在8月末或9月初进行。5.2.2 饱和盐密计算Sb =S1/（1-C）式中：Sb绝缘子饱和盐密S1绝缘子平均年度最大盐密；C绝缘子表面年度盐密残余率；1-C绝缘子自清洗率。5.2.3
18、 计算举例 某供电公司最近连续三年测得的年度盐密值（积污期为一年）分别为0.063 mg/cm2、0.082 mg/cm2、0.075mg/cm2，雨季后测得的盐密值为0.028 mg/cm2，绝缘子的饱和盐密计算如下：S1（绝缘子平均年度最大盐密）=（0.063+0.082+0.075）/3=0.073 (mg/cm2)C (绝缘子的年度盐密残余率) =0.028/0.073100%=38.3%(1C)(绝缘子自清洗率)=138.3%=61.7%那么，绝缘子的饱和盐密为: Sb=S1/（1-C）=0.073/61.7%=0.118(mg/cm2)这个数值相当于年度盐密值的0.118/0.07
19、3=1.62倍附录1测量绝缘子饱和盐密(饱和污秽度)程序框图选择盐密监测点: 每个电压等级选择两条线路，每条线路选择该污级下的两基杆塔设立测量点；每个污秽等级下的每个电压等级选择两个变电站，每个变电站设立一个该电压等级下的测量点。绝缘子自清洗率测量:选择实际运行线路或变电站选择绝缘子:线路选择参照绝缘子;变电站选用普通型支柱绝缘子积污周期1年选择绝缘子片数和串数:每个监测点,线路-非带电9片串2串,实际运行串1串;变电站-非带电2只支柱,实际运行1只支柱取样: 积污期结束,取整串或取上、中、下各2片(2伞裙)运行方式：带电及非带电相结合积污周期： 3年5年取样：非带电绝缘子线路2串；变电所2只
20、;实际运行绝缘子取样1串,取上、中、下各2片(2伞裙)选择用水量及污秽收集方法:清洗法，1000ml2000ml,擦拭法, 100ml300ml。选择用水量及污秽收集方法:清洗法，1000ml2000ml,擦拭法, 100ml300ml。测量电导率并换算到20值或直接测量出等值盐量测量电导率并换算到20值或直接测量出等值盐量计算盐密值计算盐密值折算到参照绝缘子带电运行方式：计算盐密值K1 (非带电运行系数)K2(形状积污系数)折算到参照绝缘子：计算盐密值K2(形状积污系数)得到饱和盐密值附录2 绝缘子饱和盐密典型案例提供一个绝缘子饱和盐密典型案例，供各地区有关单位参考。辽宁省电力公司大连供电公
21、司1992年4月在市区（市区为重污区）内选择了4条（7回）66kV运行的线路作为试验线路开展试验工作。开展试验的线路有66kV连吴山海线、连革南北线、水青左右线、姚和线4条。试验线路回长99.3km，杆塔316基，因系统改造，在1996年开始将水青左右线部分线路改为水沙东西线继续进行试验。这4条线路在正常运行中属于联络线。试验线路经过的污源主要有大连市区内甘井子工业污秽、水泥厂、石灰厂、沿海地区，线路污区划分中，三级污区92km，四级污区7.3km。三级污区的绝缘子串配备为C-1045片，NF-4.5C5片，XWP-76片，其泄漏比距为（3.27-3.64）cm/kV，四级污区的绝缘子串配备为
22、NF-4.5C6片，XWP-77片，XWP-106片其泄漏比距为（3.928-4.24）cm/kV。大连供电公司试验线路最后一次停电清扫的时间是1991年9月，运行至2003年已达十二年多，绝缘子一直没有进行清扫和带电水冲洗工作。试验线路共设盐密监测点12处，到2003年底，一共进行盐密测量220处（次），期间没有发生污秽闪络事故。 同时，阜新供电公司220kV东梁变和铁岭供电公司铁新线，提供了带电运行16年未清扫和不带电积污（闲置线路）23年的宝贵数据。分析这些盐密数据，有以下一些特点：1大连供电公司在同一地点、同一种型式绝缘子上所测到的盐密最大值，往往是在一年或几十天较短积污时间里得到，而
23、不是在几年甚至更长时间里测得，这是海盐性污秽快速积污所致。以海盐性污秽为主的地区，应注意测量时间，如果测量时间掌握合适，绝缘子饱和盐密值可在较短时间里测得；2系统内使用较多的XWP-70型绝缘子表面所能积累的最大盐密值有一个极限，只有少数盐密超过0.4mg/cm2(盐密折算至参照盘形悬式绝缘子XP-70)，多数盐密值在0.10.4 mg/cm2之间, 大连是海洋、工业等严重污染地区，其他地区的盐密值一般也应在此范围内；3雨水、风等自然因素对绝缘子的清洗作用是明显的，在911月测得的数据即使是积污几千天，一般也只在0.1 mg/cm2左右(小于0.1 mg/cm2的数据较多)，这与XWP-70型
24、绝缘子造型结构简单有关，说明选用结构合理的绝缘子对电网防污闪作用是非常明显的。4试验线路每年均有超标盐密值出现(在测量中有45处（次）盐密超过控制盐密标准，占测量总数的20.5%，其中有20处（次）超过允许盐密标准，占测量总数的9.1%。)，有的超标还比较严重，但运行12年并没有发生污闪事故，这既与污闪季节气候条件有关，也与双层伞防污型绝缘子结构造型有关，同时也为状态维修制订盐密清扫标准提供了新的思路。5耐张串的积污较少，阜新供电公司连续运行16年没有进行清扫，其盐密值仅为0.028 mg/cm2，处于0级区水平，而同一变电所的悬垂串，同样是16年没有进行清扫，其盐密值为0.157 mg/cm
25、2，是耐张串的5.6倍，已达到级污区水平（本地是级污区）。6铁岭供电公司23年没有运行的闲置线路，盐密值达到0.236 mg/cm2，已接近级污区水平，铁岭不是沿海地区，没有大工业，乡镇企业也不发达，为一般污染地区。7经过长时间积污，绝缘子的盐密值都有较明显的增长，总的来看，0级污区向级污区发展，级污区向级污区发展，即向更严重程度迈进12级，级以上盐密值也有一定比例出现。供电单位电压kV线路名称测 量杆塔号绝缘子结构测量日期积污天数盐密平均值mgcm2备 注大连 66水沙东线8 XWP-7*61995.101447 0.035全串测量大连 66水沙东线8 XWP-7*61996.31588 0
26、.083全串测量大连 66水沙东线8 XWP-7*61996.10371 0.049全串测量大连 66水沙东线 10 XWP-7*61997.31966 0.071全串测量大连 66水沙东线 10 XWP-7*61997.10 2176 0.049全串测量大连 66水沙东线 10 XWP-7*61998.2 2303 0.154全串测量大连 66水沙东线 10 XWP-7*61999.3. 506 0.090全串测量大连 66水沙东线 11 XWP-7*62000.2 867 0.164全串测量大连 66水沙东线 11 XWP-7*62000.9 1072 0.033全串测量大连 66水沙东线
27、 26 XWP-7*62000.2 867 O.147全串测量大连 66水沙东线 26 XWP-7*62000.9 1072 0.085全串测最大连 66水沙东线 27 XWP-7*61995.101447 0.040全串测量大连 66水沙东线 27 XWP-7*61996.3 370 0.062全串测量大连 66水沙东线 27 XWP-7*61996.10 378 0.071全串测量大连 66水沙东线 28 XWP-7*61997.3 1966 0.063全串测量大连 66水沙东线 28 XWP-7*61997.10 2176 0.031全串测量大连 66水沙东线 28 XWP-7*6199
28、8.2 2303 0.170全串测量大连 66水沙东线 28 XWP-7*61999.3. 506 0.097全串测量大连 66水沙东线 47 XWP-7*62000.2 3043 0.166仝串测量大连 66水沙东线 47 XWP-7*62000.9 3248 O.133全串测量大连 66水沙东线 47 XWP-7*62001.3 3429 0.116全串测量大连 66水沙东线 47 XWP-7*62002.3 3794 0.119仝串测最大连 66水沙东线 47 XWP-7*62003.2 4132 0.196全串测最大连 66水沙东线 50 XWP-7*61997.3 1966 0.149全串测最大连 66水沙东线 50 XWP-7*61997.10 2176 0.065全串测量大连 66水沙东线 50 XWP-7*61998.2 2303 0.346全串测量大连 66水沙东线 50 XWP-7*61999.3 2682 0.237全串测量大连 66水沙东线 51 XWP-7*61996.10 1818 0.096全串测量大连 66水沙东线 56 XWP-7*61
