一種輸電線路區域污穢度表征方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種輸電線路區域污穢度表征方法，屬于高電壓外絕緣技術領域。
【背景技術】
[0002] 在常規的固態緩慢積污與高導電性的液態污穢快速積污兩種基本積污形式之外， 在內陸地區，由于人類活動（例如秸桿焚燒、燃放爆竹等）或自然因素（山火、酸雨等）引 起的高電導率、高濕度的天氣條件，在固體積污的基礎上疊加快速積污過程，更容易造成污 閃。在這樣的情況下，若仍使用常規緩慢積污過程與清潔霧作用的結果，則會造成較大誤 差，導致不能及時對可能到來的閃絡采取預防措施，威脅電網的安全與穩定運行。因此，需 要將此作為一類特殊天氣，考慮其來臨時對絕緣子污閃發展過程，尤其是污閃電壓的影響， 對于沿海地區與內陸地區均適用。
[0003] 通過對XP-70型號的瓷絕緣子進行人工污穢試驗，研究閃絡電壓與霧電導率之間 的關系，指出高電導率霧對污閃發展過程具有促進作用。并對比清潔霧條件下的污層受潮 過程，系統地研究在污層等值鹽密相同時，高電導率霧條件下閃絡電壓的變化特征，因此建 立了霧電導率與等值鹽密之間的等效關系。考慮不同地區高電導率、高濕度天氣條件出現 的情況與規律，需要對污閃預警模型進行修正，根據折算后所等效的等值鹽密值，結合其與 閃絡電壓之間的關系，可以得到更靈敏有效的預警機制，從而降低污閃發生的概率。
【發明內容】
[0004] 目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種輸電線路區域污穢度表 征方法，綜合考慮了表面等值鹽密與電導率霧的影響，以閃絡電壓相同為等效依據，以當地 高發電導率霧天氣為霧電導率參數，以傳統污區劃分等值鹽密為基礎，得到新的等效鹽密 值作為污區劃分依據。
[0005] 技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：
[0006] -種輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導率霧天氣對于 閃絡電壓的影響；利用閃絡電壓相同作為等效條件，將電導率霧作用折合為等效鹽密值，利 用折合后得到的綜合鹽密值為主要依據進行污區劃分。
[0007] 所述的輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
[0008] 1)在清潔霧條件下，閃絡電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢逐漸變緩，閃絡電 壓與鹽密呈指數函數關系，根據清潔霧污穢試驗的結果對數據進行擬合，得到閃絡電壓與 鹽密的關系見式（1):
[0009] Uf= 8. 1052 · S a2119(kV) (1)
[0010] 其中，Uf為閃絡電壓，單位kv ;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2;
[0011] 2)在電導率霧條件下，閃絡電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗結果來說有所下 降，并且這個下降趨勢隨等值鹽密的增大或電導率的升高都呈減小趨勢，呈指數函數特征； 因此，對試驗數據進行整理擬合，同時以等值鹽密與霧電導率為自變量，綜合考慮閃絡電壓 由這兩個因素共同作用的結果，得到擬合結果如式（2)所示：
[0012] Uf =9.5H-S-am - (2)
[0013] 其中γ2。為折合到20°C條件下的霧電導率；
[0014] 將式（2)做數學變形，可以得到此時的等效鹽密
[0015] B& = (9.58· S^0161 · /8,1052)-170'211- 9 (?)
[0016] 其中Sa為考慮電導率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2;
[0017] 根據等效鹽密的大小，可重新進行輸電線路區域污穢等級的劃分，并相應安排絕 緣配置，從而避免了由電導率霧引起的工作電壓下污閃，降低整體污閃概率。
[0018] 所述霧電導率的測量方法如下：
[0019] 霧電導率測量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導率測量儀測量霧 冷凝液的溶液電導率，作為霧電導率；單位US ;并記錄下此時的溶液溫度，以便進行折合；
[0020] 折合方法如式：
[0021] σ 20= σ [l_b (t_20) ] = K t · 〇 t (6)
[0022] 其中，σ 2。為20°C條件下的電導率，單位uS ;t為環境溫度；b為折算系數；K t為簡 化折算溫度系數；σ 溫度為t條件下的電導率，單位US ;
[0023] 不同環境溫度t時的b值如下：
[0024]
[0025] 簡化折'溫度系i &取值'下表：'
' ' '
[0026]
[0027] 具體折合算法以人工污穢試驗為基礎，適用電導率范圍為0~5000uS，適用表面 原有等值鹽密范圍為〇~〇. 7mg/cm2。
[0028] 有益效果：本發明提供的輸電線路區域污穢度表征方法，方法可以更全面地考慮 環境因素對于絕緣子表面污穢及閃絡特性的影響在清潔霧作用的基礎上，考慮電導率霧對 閃絡電壓的影響，并將其作用結果與原有表面鹽密結合為等效鹽密，以此作為污穢等級劃 分的依據。本發明設計的劃分方法將近期越來越多發的電導率霧天氣作為環境特征進行考 慮，以此安排絕緣配置，能有效降低突發惡劣天氣導致的閃絡事故，加強電網的安全穩定運 行。本污區劃分方法同時適用于沿海與內陸地區，主要針對桿塔未裝備在線監測裝置的絕 緣子，由當地積污增長與沖洗規律得到基礎鹽密值，由氣象部門或氣象監測裝置獲得霧電 導率值。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發 明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0030] 一種輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導率霧天氣對于 閃絡電壓的影響；利用閃絡電壓相同作為等效條件，將電導率霧作用折合為等效鹽密值，利 用折合后得到的綜合鹽密值為主要依據進行污區劃分。
[0031] 具體包括以下步驟：
[0032] 1)在清潔霧條件下，閃絡電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢逐漸變緩，閃絡電 壓與鹽密呈指數函數關系，根據清潔霧污穢試驗的結果對數據進行擬合，得到閃絡電壓與 鹽密的關系見式（1):
[0033] Uf= 8. 1052 · S a2119(kV) (1)
[0034] 其中，Uf為閃絡電壓，單位kV ;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2;
[0035] 2)在電導率霧條件下，閃絡電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗結果來說有所下 降，并且這個下降趨勢隨等值鹽密的增大或電導率的升高都呈減小趨勢，呈指數函數特征； 因此，對試驗數據進行整理擬合，同時以等值鹽密與霧電導率為自變量，綜合考慮閃絡電壓 由這兩個因素共同作用的結果，得到擬合結果如式（2)所示：
[0036] U1 =9.58·^1:§1-^?14 (2)
[0037] 其中γ2。為折合到20°C條件下的霧電導率；
[0038] 將式（2)做數學變形，可以得到此時的等效鹽密
[0039] &= (9.58.r0161·/=·/8.1052) 1/a2m (3)：
[0040] 其中Sa為考慮電導率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2;
[0041] 根據等效鹽密的大小，可重新進行輸電線路區域污穢等級的劃分，并相應安排絕 緣配置，從而避免了由電導率霧引起的工作電壓下污閃，降低整體污閃概率。
[0042] 所述霧電導率的測量方法如下：
[0043] 霧電導率測量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導率測量儀測量霧 冷凝液的溶液電導率，作為霧電導率；單位uS ;并記錄下此時的溶液溫度，以便進行折合；
[0044] 折合方法如式：
[0045] σ 20= σ [l_b (t_20) ] = K t · 〇 t (6)
[0046] 其中，σ 2。為20°C條件下的電導率，單位uS ;t為環境溫度；b為折算系數；K t為簡 化折算溫度系數；σ 溫度為t條件下的電導率，單位US ;
[0047] 不同環境溫度t時的b值如下：
[0048]
[0049] 簡化折算溫度系數Kt取值如下表:
[0050]
[0051] 具體折合算法以人工污穢試驗為基礎，適用電導率范圍為0~5000uS，適用表面 原有等值鹽密范圍為〇~〇. 7mg/cm2。
[0052] 本污區劃分方法同時適用于沿海與內陸地區，主要針對桿塔未裝備在線監測裝置 的絕緣子，由當地積污增長與沖洗規律得到基礎鹽密值，由氣象部門或氣象監測裝置獲得 霧電導率值。
[0053] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導率霧天氣對于閃 絡電壓的影響；利用閃絡電壓相同作為等效條件，將電導率霧作用折合為等效鹽密值，利用 折合后得到的綜合鹽密值為主要依據進行污區劃分。2. 根據權利要求1所述的輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于，具體包括以下 步驟： 1) 在清潔霧條件下，閃絡電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢逐漸變緩，閃絡電壓與 鹽密呈指數函數關系，根據清潔霧污穢試驗的結果對數據進行擬合，得到閃絡電壓與鹽密 的關系見式（1): Uf= 8. 1052 ?S°-2119(kV) (1) 其中，Uf為閃絡電壓，單位kV;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2; 2) 在電導率霧條件下，閃絡電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗結果來說有所下降， 并且這個下降趨勢隨等值鹽密的增大或電導率的升高都呈減小趨勢，呈指數函數特征；因 此，對試驗數據進行整理擬合，同時以等值鹽密與霧電導率為自變量，綜合考慮閃絡電壓由 這兩個因素共同作用的結果，得到擬合結果如式（2)所示：(2) 其中y2(:為折合到2〇°c條件下的霧電導率； 將式（2)做數學變形，可以得到此時的等效鹽密m 其中SA為考慮電導率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2; 根據等效鹽密的大小，可重新進行輸電線路區域污穢等級的劃分，并相應安排絕緣配 置，從而避免了由電導率霧引起的工作電壓下污閃，降低整體污閃概率。3. 根據權利要求2所述的輸電線路區域污穢度表征方法，其特征在于：所述霧電導率 的測量方法如下： 霧電導率測量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導率測量儀測量霧冷凝 液的溶液電導率，作為霧電導率；單位uS;并記錄下此時的溶液溫度，以便進行折合； 折合方法如式： 0 2〇= 0 (t-20) ] =Kt ? 〇t (6) 其中，〇 2。為20°C條件下的電導率，單位uS;t為環境溫度；b為折算系數；K,為簡化折 算溫度系數；〇t為溫度為t條件下的電導率，單位uS; 不同環境溫度t時的b值如下：o
【專利摘要】本發明公開了一種輸電線路區域污穢度表征方法，該方法可以更全面地考慮環境因素對于絕緣子表面污穢及閃絡特性的影響；在清潔霧作用的基礎上，考慮電導率霧對閃絡電壓的影響，并將其作用結果與原有表面鹽密結合為等效鹽密，以此作為污穢等級劃分的依據。本發明的劃分方法將近期越來越多發的電導率霧天氣作為環境特征進行考慮，以此安排絕緣配置，能有效降低突發惡劣天氣導致的閃絡事故，加強電網的安全穩定運行。
【IPC分類】G01R31/12, G01N27/02
【公開號】CN105093077
【申請號】CN201510523561
【發明人】高嵩, 王凱琳, 周志成, 趙晨龍, 陳杰, 張龍, 路永玲, 梁偉
【申請人】國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 清華大學深圳研究生院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月24日