雾霾天气对绝缘子泄漏电流的影响

1、雾霾天气对绝缘子泄漏电流的影响 摘 要:基于电容电流刚量的雾霾等效值方法，从预防性监刚的角度出发，确定了雾霾等效值的采集范围。在人工气候试验室里模拟雾霾气候组分特征，模拟绝缘子设备在实际运行中所处的状态和环境，通过绝缘子泄露电流在线监刚装置进行了大量雾霾模拟试验，针对雾霾的盐密、灰密和湿度三个主要特征分析了雾霾对绝缘子泄漏电流的影响。通过积累大量的试验数据，得出雾霾气候闪络危险报警门槛值和泄漏电流在线监刚危险报警门槛值，修正了传统绝缘子泄漏电流监刚装置的设定限值，对实际运行的输电线路建设具有指导意义。关键词：雾霾；人工气候试验室；绝缘子；泄漏电流Effect of Haze Weather o

2、n Leakage Current of Insulators Abstract: Based on the measurement of haze equivalent tested through the capacitive current，the acquisition range of haze equivalent is determined for preventive monitoring. Considering the insulators are actual operation, the component characteristics of haze are sim

3、ulated in artificial climate laboratory by leakage current monitoring device of insulator. The effects of haze on leakage current of insulators are analyzed based on three main features of haze. Through the accumulation of a large amount of test data, the haze flashover hazard warning threshold and

4、leakage current monitoring hazard warning threshold are determined revise the limit values of leakage current，which have the instruction significance the construction of power transmission line.Key words: haze;artificial climate laboratory;insulator; leakage current0 引言 雾霾是大气污染物PM2.5被提出后才引起人们格外注意的天气

5、现象。去冬今春我国中东部频繁出现大范围雾霆天气，覆盖面积超140万km2，74个PM2.5重点监测城市中近半数遭遇严重污染。在关注其对人类健康影响的同时，其对输变电设备的影响也引起了电力系统人们的担心。其中存在两类情况:一是霾天气导致的绝缘了表面积污的增加；二是雾霾导致的湿沉降及其对绝缘了污闪电压的影响。本文主要讨论雾霾及其影响。雾是指大量微小水滴浮游空中，使水平能见度小于1.0 km的天气现象；霆是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10.0 km造成空气普遍浑浊的天气现象。一般来讲，二者的区别在于发生霾时相对湿度不大(小于80%)，而雾中的相对湿度是饱和的(大于90%)。

6、在我国东部地区，霾天气各月出现频繁，且霾日月分布相对均匀；而大雾发生日数少，月分布不均匀，多集中于秋冬季。通常雾天气过程常伴有霾影响，并可相互转化，难以区分，故用“雾霾天气，来描述，成为城市群及周边区域的气象灾害。笔者针对雾霆气候的盐密、灰密和湿度三大特征，通过在人工气候实验室模拟雾霆气候特征，动态反映了输电线路附近的雾霆状况，结合已有的绝缘子泄漏电流在线检测系统，得出大量试验数据。通过数据分析比较，修正了泄漏电流预警值，从而提高了绝缘子运行的可靠性，保障线路的安全运行。1 实验设计1.1实验原理图1为人工模拟雾霾气候试验原理图，试验建立在人工对雾霾天气气候组分的模拟基础上，通过施加相应的电压

7、，模拟绝缘子表而不同盐密、灰密和湿度情况下电气特性。 虽然人工模拟雾霾气候无法完全与实际输电线路的运行条件相符，但试验可较快地获得结果，得到绝缘子在雾霾气候下泄漏电流特性，进而对实际生产具有指导意义。由于条件是受控的，实验数据具有较好的重复性，不同实验室在同一试验方法下所得的实验结果彼此接近可比，具有结果较易分析等优点。1.2雾霾等效值确定雾霾气候模拟试验建立在人工对雾霆天气气候组分的模拟基础上，对不同天气状态下的雾霾等效值进行大量试验数据累积，最终统计获得接近于真实情况的雾霾等效值，见表1。根据试验结果，取雾霆等效值1.5为危险报警门槛，即发生由轻雾转化为重雾或雾霾前进行雾霾危险报警。1.3

8、试验试品试品见图3，试验试品类型主要为XP-70标准绝缘子A，同时也对比了FC70P玻璃绝缘子、XWP_70双伞耐污型绝缘子两种型号。 2试验准备 绝缘子垂直安装在雾室内，绝缘子与任何接地物(绝缘子支持物除外)之间的距离每100 kV试验电压至少为1 m。高压通过绝缘套管进入试验室。 盐密模拟试验采用盐雾法9，使用商业纯氯化钠和自来水配置盐溶液;灰密试验采用硅藻土混合物的污液，这些溶液通过喷雾装置喷入气候室，通过控制喷入量来模拟雾霾。 国内采用的污秽等级划分方法的定量参量中，测量等值盐密法(GB/T 16434-1996)是使用历史最长、应用最普遍、累积数据最多、总结经验最多的方法是电力运行部

9、门采用的主要测量手段。 本实验选取比较有代表性的几个盐密和灰密值进行试验。盐密值选取:0.1 mg/cm2 , 0.2 mg/cm2 ,0.3mg/cm2 , 0.4mg/cm2。灰密值选取:0.5mg/cm2,1.Omg/cm2,1.5 mg/cm2,2.0 mg/cm2。根据表1，雾霾情况下，做盐密和灰密试验时，湿度取75%95%。做湿度试验时，取自然湿度(60%75%)、不饱和湿度(75%95%)、饱和湿度(95%以上持续加雾)3种条件下。3试验结果与分析3.1不饱和湿度下盐密对泄露电流的影响首先，在不饱和湿度(75%95%)，取灰密值固定为1.0 mg/cm2的情况下，针对盐密为0.1

10、 mg/cm2,0.2 mg/cm2,0.3 mg/cm2,0.4 mg/cm2的4种条件，对标准绝缘子串XP-70,FC70P和XWP-70型绝缘子串泄漏电流进行试验。每种盐密做5组，当结果离散型较大时，适当加组。泄漏电流最大值取5组的平均值，根据数据绘出盐密与泄漏电流最大值的关系图，见图4。可以看出，在不饱和湿度下，试验中所有盐密等级的绝缘子串均没有发生闪络，泄漏电流的最大值绝大多数在500 mA以下。 盐密不同时，泄漏电流最大值出现的概率随着盐密的增大有所增大。这说明，泄漏电流最大值与盐密有一定的正比关系。3.2灰密对泄漏电流的影响 以XP-70绝缘子为实验对象，在不饱和湿度(75%95

11、%)，灰密值固定为0.2 mg/cm2的情况下，针对灰密值为0.5 mg/cm2,1.0 mg/cm2,1.5 mg/cm2,2.0 mg/cm2 4种不同的条件，对标准绝缘子串XP-70型绝缘子的泄漏电流进行试验。每种灰密做5组，当结果离散型较大时适当加组。由图5可看出，实验结果离散性较大，得出结论是，在相同的不饱和湿度条件下，灰密对泄漏电流最大值在实验范围内影响不大.两者之间没有绝对的关联。这是因为实验用的硅藻土模拟自然污秽中的不导电成分，对绝缘子表而电导率的影响很小，因而泄漏电流最大值受灰密影响也很小，这是符合实际规律的。3.3湿度对泄漏电流的影响 取运行电压27.2 kV，自然湿度(6

12、0%75%)、不饱和湿度(75%95%)、饱和湿度(95%以上)3种条件，盐密/灰密为0.2/1.0 mg/cm2与0.4/1.0 mg/cm2两种典型条件下，每种盐密做5组，进行不同湿度下泄漏电流比较试验。试验结果见图6，可以看出，在相对湿度为60%75%时，泄漏电流最大值很小，随着湿度的增加，泄漏电流随之增大，当湿度接近饱和时，泄漏电流的增大速度明显加快。3.4不同气候状态下闪络时泄漏电流最大值试验在人工气候实验室里，对盐密/灰密0.3/1.0mg/cm2条件下，采用多相体混合方式，真实的模拟雾霾气候。见表2，试验对比了无雾、普通水雾、盐雾、盐雾烟气混合4种气候下的泄漏电流情况。同时应用自

13、行研制的雾霾气候检测仪，读取检测的雾霾等效值，反映雾霾对泄漏电流和绝缘子闪络的影响程度。不同天气条件下，闪络试验泄漏电流曲线见图7。由图7可以看出，在人工气候室模拟无雾天气到模拟雾霾，绝缘子击穿时的泄漏电流最大值从1 400 mA降至850 mA。当泄漏电流出现最大值，此时电弧发出强烈红光，电晕声音非常大，绝缘子串随即发生闪络。闪络时，泄漏电流对应的雾霾等效值从0.45升至2.95。即绝缘子在各种天气情况下击穿时泄漏电流最大值与雾霾等效值成反比。从图8可以看出，在人工气候室模拟无雾天气到模拟雾霾，绝缘子发生轻微电晕时，泄漏电流范围值在200300 mA。即绝缘子在各种天气情况下闪络前起晕电流与

14、雾霾等效值成反比。当雾霾等效值大于1.5时，起晕电流有明显的下降。4结语经上述试验，分别对是否有雾霾天气情况进行讨论。无雾时，发生闪络时的泄漏电流值很高，因此可将预警门槛值设定为低于起晕电流，即300 mA当起雾时，闪络的泄漏电流值下降且分散性增大，闪络的可能性增加，需要进行及时报警。轻雾对应的雾霾等效值约1.5，基于安全运行的考虑将预警值设定为较大幅度低于起晕电流，即200 mA。因此，在雾霆气候状况下，针对运行中的带污秽绝缘子，泄漏电流预警值设定为起运前的泄漏电流值300 mA。雾霾检测装置定期读数，即当日天气的雾霾等效值。当检测装置读出的雾霾等效值大于1.5时，泄漏电流预警值降低为200

15、 mA。参考文献:1叶会生，何俊佳，李化，等.需击高压直流线路杆塔时的过电压和闪络仿真研究J.电网技术，2005,29(21):31-35.YE Huisheng,HE Junjia,LI Hua,et al. Simulation of overvoltage and flashover caused towers of HDVC transmissionJ.Power System technica1,2005,29(21):31-35.2 CHISHOLM WA，RINGLER K G，ERVEN C C .The cold-fog test for outdoor insulators

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