用盐密指导高压输电线路清扫的试验研究汪涛1，欧其和2，吴江虹3，李敬东4，姚胜5（1．湖北电力试验研究院，湖北省武汉市430077；
2．武汉供电局，湖北省武汉市430013；
3．黄冈供电局，湖北省黄冈市438000；
4．宜昌供电局，湖北省宜昌市437000；
5．咸宁供电局，湖北省咸宁市437100）
TESTANDRESEARCHONCLEANINGOFHIGHVOLTAGETRANSMISSION
LINEBASEDONSALTDENSITYWANGTao1,OUQi-he2,WUJiang-hong3,LIJing-dong4,YAOSheng5（1.HubeiProvincialElectricPowerTest&ResearchInstitute,Wuhan430077,HubeiProvince,China;
2.WuhanPowerSupplyBureau,Wuhan430013,HubeiProvince,China;
3.HuanggangPowerSupplyBureau,Huanggang438000,HubeiProvince,China;
4.YichangPowerSupplyBureau,Yichang437000,HubeiProvince,China;
5.XianningPowerSupplyBureau,Xianning437100,HubeiProvince,China）　　ABSTRACT:Toimplementthedepollutionandtheconditionbasedcleaningof110-220kVtransmissionline,throughthestatisticsandanalysisofthemeasuredsaltdensitydataoftheinsulatorstringstheformulafordirtretentionincreasingvelocityisobtained.Usingthepollutionflashovermechanismforinsulatorsandthroughthetestandresearchofthecorrelativityamongthesurfaceconductivity,pollutionflashovervoltageandsaltdensityanestimationmethodforthecontrollingvalueofinsulatorsaltdensityandthecriterionfortransmissionlinecleaningareputforward.
　　KEYWORDS:Transmissionline;Conditionmaintenance;Powersystem
　　摘　要：文章针对110~220kV架空输电线路的防污技术，基于线路状态清扫的思想，通过对绝缘子盐密测试数据的统计分析总结出了绝缘子积污增长速率公式。并应用绝缘子污闪机理，通过对表面电导率和污闪电压与盐密相关性的试验研究，提出了绝缘子盐密控制值的估算方法和线路清扫依据。
　　关键词：输电线路；状态维修；电力系统1引言
　　电力系统设备维修的目的在于恢复设备的原有性能和功能，延长使用寿命，以获取最佳的综合经济效益。
　　架空输电线路的运行状态取决于绝缘子的耐污水平[1,2]。从湖北省多数供电局反映的情况来看，停电检修期间清扫工作要占整个检修工作量的80左右，且由于停电时间短，清扫质量得不到保证，甚至出现刚清扫完就发生污闪的现象。因此，架空输电线路的状态维修的主要内容就是解决状态清扫问题。2用盐密指导清扫的理论依据
　　绝缘子串的泄漏电流与污闪电压有较好的相关性，提高污闪电压有2个途径：提高绝缘子表面电阻；增加绝缘子爬电比距。但爬电距离长并不代表绝缘子的耐污能力强，应在伞裙结构合理的前提下使污闪电压随爬电距离的增加而增大。由于调爬受杆塔尺寸特别是风偏距离的限制，目前湖北大部分110kV和220kV架空输电线路在经过1~2次调爬后，裕度已很小。提高绝缘子表面电阻只能依靠加强清扫，但清扫次数太多，增加了现场的劳动强度，减少了供电可靠性，因此，采用盐密指导清扫可达到事半功倍之效。
　　污层电导率定义为绝缘子单位表面污层的电导值，它是污层上的电流与电压之比再与绝缘子形状系数f的乘积，能综合反映污层的污秽及潮湿程度。运行电压下绝缘子上的泄漏电流为脉冲形式，绝缘子最终闪络前脉冲频率和幅值都会明显增加。根据经验，一定时间范围内超过某一幅值的泄漏电流脉冲数记录值，可用于监测绝缘子污秽程度并发出预警信号。3用盐密指导清扫的试验研究
　　湖北省4个供电局共推荐5条220kV和7条110kV线路作为开展采用盐密指导清扫的试点，各线路基本情况见表1。3.1绝缘子串积污规律
　　根据多年来盐密测试数据的统计结果和经验，输电线路绝缘子串积污从每年的9月开始逐步增加，到第2年雨季来临前的3月左右达到最大，这段时间为绝缘子的积污期，之后由于春夏季雨水的冲刷盐密下降，直到干燥的秋季绝缘子串积污过程又重新开始。
　　由绝缘子串积污随时间变化的规律可知，只要在绝缘子串积污的起始阶段测量出线路的盐密值，再依据绝缘子串积污速率，判断出该线路绝缘子串上可能出现的最大盐密是否超过盐密控制值，就可决定该线路是否需要清扫。需说明的是：
　　（1）测试时间宜选择在每年的10月底至11月初。原因是：①此段时间内绝缘子的积污已经过一个短暂的起始积累过程，此时测量的数据具有较强的代表性；②如此时测得的数据经过推算有可能超过该线路的盐密控制值可及时提出停电申请，以便在盐密控制值出现之前进行清扫；③架空输电线路历年来发生的污闪事故时间主要集中在11月底至第2年的2、3月份。
　　（2）最大盐密值绝缘子在积污期间出现的最大盐密值如果在稳定的环境及气候情况下长期低于盐密控制值，即为饱和盐密值，此时线路的清扫周期可适当延长；如该值大于盐密控制值，绝缘子发生污闪的概率将大增。
3.2绝缘子串积污速率
　　实测统计出各试点线路盐密随时间变化的结果表明：
　　（1）绝缘子表面污物的累积与环境、大气条件等外在因素及自身的结构形式有关。
　　（2）在积污周期内绝缘子表面的积污有2个速率：第1阶段是绝缘子表面积污快速增长时期，由笔者测试的盐密数据分析及结合110kV和220kV线路运行经验可知，一般在每年的9月至12月底；第2阶段是绝缘子表面积污缓慢增长时期，一般在第2年的1月至2月底。第2阶段内绝缘子表面积污速率只有第1阶段的60~70。
　　1）110kV线路绝缘子盐密增长速率
　　第1阶段内110kV线路XP型绝缘子表面日增盐密为1.52×10-4~3.03×10-4mg/cm2，平均2.16×10-4mg/cm2；X型绝缘子表面日增盐密为0.95×10-4~5.24×10-4mg/cm2，平均2.33×10-4mg/cm2；组合型（X XWP）绝缘子表面日增盐密为4.65×10-4mg/cm2。
　　通过对历年来湖北省110kV线路盐密测试数据的分析，参考国内已有的盐密测试数据[3]并考虑到工程应用简单方便的需要，特别是XP型绝缘子盐密增长规律性较好，而X型和组合型绝缘子盐密分散性较大、数据较少等原因，选取XP型绝缘子作为盐密增长速率研究对象具有一定的代表性。因此，110kV绝缘子表面在积污第1阶段内盐密日增量选取2.16×10-4mg/cm2；第2阶段内盐密日增量选取1.43×10-4mg/cm2。
　　半防尘（组合型）和全防尘型绝缘子串由于自洁效果相对较好，盐密日增量略低于上述值。
　　2）220kV线路绝缘子盐密增长速率
　　220kV线路绝缘子表面日增盐密普遍比110kV线路绝缘子小。第1阶段内220kV线路XWP型绝缘子表面日增盐密为1.02×10-4~2.64×10-4mg/cm2，平均1.71×10-4mg/cm2；组合型（X XWP）绝缘子表面日增盐密为1.32×10-4~1.71×10-4mg/cm2，平均1.45×10-4mg/cm2。220kV线路绝缘子表面积污在第1阶段内盐密日增量选取1.71×10-4mg/cm2；第2阶段内盐密日增量选取1.11×10-4mg/cm2。
　　3）盐密增长估算公式
　　110kV线路整串为普通型绝缘子盐密增长估算公式为
　　
　　220kV线路整串为耐污型绝缘子盐密增长估算公式为
　　
式中Sd为盐密估算值；So为在积污周期内第1次盐密测试基准值（建议选择为每年10月底的盐密测试值）；T1为从第1次盐密测试到年底的12月31日之间的天数；T2为1月1日至2月28日之间的天数。
　　应用上述公式对盐密测试值进行验算，结果基本相符。需说明的是，上述公式适用于整串为普通型和耐污型绝缘子串，其他型式的绝缘子串盐密日增速率可依据该公式作为参考。
3.3绝缘子人工污秽和自然污秽试验
　　该试验的主要目的是探索绝缘子在不同盐密下的耐污水平，并根据试验结果得出盐密控制值。
　　人工污秽试验采用氯化钠、硅藻土和蒸馏水混合配制成不同盐密的人工污秽物，将其均匀涂刷在试品绝缘表面（即定量涂刷法）。将电锅炉产生的蒸汽送入5m×5m×5.5m的污秽试验室，蒸汽量可手动控制，并始终保持试品表面湿润度达到饱和状态（即不滴不流），试验时测得水的电导率为300μS/cm。
　　试验电源由1台800kVA/6kV的接触式调压器和1台1000kVA/250kV的污秽变压器组成。
　　试品悬挂离地1.2m，高压端水平放置一根长约1.5m的铝管（模拟导线）。试验时先对试品施加系统最高运行电压（110kV绝缘子串施加73kV；220kV绝缘子串施加145kV），再通入蒸汽维持30min，同时测量流经试品的泄漏电流。
　　试验结果分析如下：
　　（1）人工污秽与自然污秽的等价性问题
　　人工污秽都是强电解质，而自然污秽中含有弱电解质；人工污秽绝缘子上、下表面均匀涂污，每片之间的污秽量是相等的，而自然污秽绝缘子表面污层分布是不均匀的。进行人工污秽试验时绝缘子串的试验环境比其在运行状态下恶劣得多，因此，人工污秽试验结果比自然污秽试验结果偏严。从而也说明将人工污秽试验结果用于制订自然污秽绝缘子防污措施保险系数较大，可靠性较高[4]。
　　（2）关于泄漏电流稳定值和最大值的讨论
　　污秽泄漏电流实际是一种以连续脉冲形式随工频电压周期变化的谐波。污秽绝缘子表面逐渐湿润时，泄漏电流也同时增大，其基值将由起始时很小的值逐步升高，在湿润和烘干达到平衡时，泄漏电流能维持到一个较为稳定的数值，笔者认为这种持续时间长、出现频率高且具有相对连续性的泄漏电流就是稳定值。由于泄漏电流的热效应，绝缘子串会出现局部干区，形成局部放电，对应一组间歇性高幅值电流脉冲，其值的大小取决于与干区相串联的湿污层电阻值。笔者认为在一定时间内重复出现的高幅值脉冲[1][2]下一页