交-直流电压下复合绝缘子自然积污试验

交-直流电压下复合绝缘子自然积污试验

这种自清洗方式主要发生在降雨量为数10mm的暴雨天气下。过大和过小的伞间距都会影响溅洗的效果。

各绝缘子上伞面的污秽沉降条件没有显著差别，并且由于重力沉降的污秽量较大，使上伞面的污秽电场沉降差异得到一定覆盖。

电导率测量相对误差为±0.5%，温度测量精度为±0.3℃。不溶性污秽经过滤烘干后用电子天平稳重，读数精度±0.1mg。

试品为为瓷绝缘子每串3片，爬电比距和复合绝缘子5个大伞4个小伞，，见表1。

硅橡胶的憎水性还影响降水在绝缘子表面的保持和对污秽层的浸入。文献报道直流支柱绝缘子上，室温硫化硅橡胶RTV涂层或复合绝缘子表面与瓷绝缘子表面的等值盐密比值约为1.5~2。

充分的雨水清洗更是消除上伞面污秽差异的主要原因，绝缘 子下伞面不接受颗粒物的重力沉降，也无法受到雨水的直接清洗，因而对应有以下积污特征。

瓷绝缘子串的第2片绝缘子，复合绝缘子的第3片大伞。对双伞型瓷绝缘子主要测定绝缘子的顶面与底面。

绝缘子的积污与自清洗过程，自然污秽试验的积污期与清洗期，10月-1月是本次试验主要积污期，各绝缘子伞面积污在此期间均显著增加。3月起，各绝缘子的上伞面受春雨清洗污秽明显减少，而下伞面被清洗的程度非常有限，多数绝缘子下伞面污秽在2/4月间仍是增加的。

从污秽外观看，复合绝缘子与瓷绝缘子的上伞面污秽没有明显差别，在弱清洗季节里可以看到复合绝缘子伞面上有一些成团污秽。

棒形复合绝缘子的外型与空气动力型或棒形瓷绝缘子相近，许多文献报道后者的污秽约是普通型瓷绝缘子的一半或更少。

与灰密测定按照国网企标Q/GDW152-2006。复合绝缘子每个伞面用100ml去离子水擦洗。

自然清洗不充分，所观察到的雨水进入绝缘子伞面的方式只有两种。风将挂在绝缘子伞缘下沿的水吹向下伞面深处。这种自然清洗在降雨量不大时即可发生，能够受清洗的主要是下伞面的靠外部位。

总的来说，受限于对比条件，研究上述积污差异的文献不多见。自然污秽试验站是进行积污对比研究的选择。

憎水性使复合绝缘子下伞面自清洗略差于瓷绝缘子，而复合绝缘子上伞面受到大量降雨的清洗。

遮挡作用与伞间距有关，30mm的降雨能将上伞面年自清洗率为。各绝缘子型式及各电压类型下的上伞面污秽差异较小。

雨水在风的作用下可对局部位置反复涤洗，但不能作用到下伞面中心部位。暴雨中，正文绝缘子上溅起的雨水进入本片绝缘子的下伞面。

试验条件与试品，试验站概况距离道路30m、西南方向60m有祼土操场。向南约300m处为校区供暖锅炉。主导风向为西北风，年均降水量630mm。

在沿海快速积污条件下复合绝缘子表面与瓷绝缘子表面比值在1.1~2.1，并认为复合绝缘子油性的表面容易截留更多污秽颗粒。

5月以后，各绝缘子下伞面污秽开始明显下降，而上伞面已基本洗净。7、8月中，各绝缘子下伞面得到暴雨的清洗。9月污秽开始重新增长。交流AC和直流DC电压下复合绝缘子与瓷绝缘子的全年污秽变化。

电压同时另有瓷绝缘子和复合绝缘子进行不带电积污。以上各电压类型下，每种绝缘子各为5串。所有绝缘子在试验开始前都经过仔细清洗。

使得同一地区，复合绝缘子与瓷绝缘子的积污量关系及交流与直流电压下绝缘子的积污量关系成为国内外绝缘选择领域普通的关注热点。

各绝缘子型式及各电压类型下的上伞面污秽差异较小。各绝缘子上伞面的污秽沉降条件没有显著差别。并且由于重力沉降的污秽沉降量较大，使上伞面的潜移电场沉降差异得到一定覆盖。

本次试验中，这种自清洗方式能覆盖整个下伞面。但由于下伞面接受的水量较少且不易保持。所以清洗是有限的，大约相当10mm以下的雨水清洗。

本次试验中，交流电压下绝缘子下伞面污秽轻于上伞面，最不均匀出现在积污期；直流电压下绝缘子下伞面污秽较重，降雨后上伞面污秽轻于下伞面，最不均匀出现的自清洗期，见表3。

这是憎水性表面上水珠蒸发后的结果，复合绝缘子下表面也有明显的斑点水渍。交流电压下复合绝缘子的污秽重于瓷绝缘子，且新绝缘子上下伞面的积污速率高于瓷绝缘子多年积污后与瓷绝缘子的积污比较需要进一步研究；复合绝缘子的开放伞形使其下伞面更容易接受污秽。

硅橡胶与瓷的材料差异影响绝缘子表面粘附污秽颗粒与接受降水清洗的能力。颗粒在表面的粘附是一个非常复杂的过程，与表面的粗糙度、硬度、润湿特性，颗粒的大小、形状、硬度等有很大关系，因而硅橡胶与瓷表面对颗粒有不同的粘附性能。

下面对绝缘子上、下伞面的积污特点分别进行分析。绝缘子上伞面较平整，污秽颗粒物和雨水通过重力沉降直接着陆于上伞面，因此具有以下两个积污特点，自然清洗较*。10mm的降雨可以对上伞面产生明显的清洗，但由于上一片伞盘的遮挡，伞面靠中心部位会有污秽残留。

CIGRE 158出版物给出各降雨量下的可溶盐去除率参考值，其下伞面参考值偏高。绝缘子上下伞面污秽不均匀性是人工污秽试验模拟的重要参数。

下伞面不受颗粒物重力沉降、自清洗少，使不同绝缘子之间差异得以突出。表2给出各绝缘子污秽的积污期峰值与清洗期谷值。

N瓷XP绝缘子表示不带电情况下瓷绝缘子。交流瓷绝缘子醉大污秽度为，结合北方地区污秽饱和系数参考值1.5-1.9，本试验站的现场污秽度d级。

本文利用清华大学电机系的自然污秽试验站，对交流、直流电压下运行的复合绝缘子和瓷绝缘子进行1a的自然积污研究。

也有试验研究显示，空气动力型瓷绝缘子的污秽在试验期内一直保持较少，而普通型瓷绝缘子的污秽基本持续增长。

充分的雨水清洗更是消除上伞面污秽差异的主要原因。绝缘子下伞面不接受颗粒物的重力沉降，也无法受到雨水的直接清洗，因而对应有以下积污特征。

自然清洗较*，10mm的降雨可以对上伞面产生明显的清洗，但由于上一片的伞盘的遮挡，伞面靠中心部位会有污秽残留。

复合绝缘子与瓷绝缘子的积污特性差异一方面来源于伞形差异，另一方面来源于材料差异。通常进行比较的线路绝缘子是棒形悬式复合绝缘子和盘形悬式瓷绝缘子。

不同电压、伞形、材料的绝缘子下伞面污秽差异明显。下伞面伞形差异带来污秽风力沉降和自清洗能力的差异，并且直流电场对下伞面积污作用明显。

遮挡作用与伞间距有关，30mm的降雨能将上伞面冲洗得很干净。本试验站夏季多暴雨，各绝缘子上伞面年自清洗率为。

污秽采样与测定进行了5次污秽测定，每次都在未测定过的伞面上进行，主要测定绝缘子串中部的伞面；

试验站从2004年起开始已进行了直流电压下复合绝缘子的自然积污试验。试验电压为交流20.2KV的有效值、直流-28.6KV，交流电压峰值与直流电压数值相等。

按照老标准GB/T 16434-1996为1级污秽，绝缘子的上、下伞面有*不同的积污和自清洗方式。为更好理解绝缘子积污过程以及不同绝缘子之间的积污差异。

表中，λ1为下伞面与上伞面的比值：λ2为下伞面与上伞面的比值。不同条件的绝缘子积污差异，复合绝缘子与瓷绝缘子积污比较，伞形上FXBW2-35型复合绝缘子与瓷绝缘子相比伞径小、伞形开放，伞间距充分、遮挡小。

事实上一定水量下的污秽去除率与污秽量有关，由于交、直流电压下积污的瓷绝缘子下伞面污秽轻，自清洗后接近0.而直流积污的绝缘子下伞面只能去除30%~60%，能去除20%~60%。

竖直方向伞面如伞棱受到的清洗更少，值得注意的是，即使在有强风的风雹天气下，也没有观察到雨水直接进入绝缘子下伞面。

试验架立于平房顶上，绝缘子悬挂点距离地面6m，离房顶2m。交流试验电源为25KV/50KV变压器，利用电容器和硅堆整流后提供直流电源。

对于交流与直流电压下的绝缘子积污差异，中国电力课学院做过大量研究，在纸风速和人工排放源的条件下，直流与交流积污比为2-3，而在自然界为污秽源的条件下，直流与交流积污比为1~1.2。

漏电起痕试验仪根据IEC60112：2003（GBT4207）、UL746A、ASTM  3638-92、DIN53480适用于小齿轮的检测，它更适合小齿轮的批量检测。等标准要求设计制造的专用检测仪器。

技术指标

电及尺寸：5mm±0.1mm*2mm±0.1mm，电及一端边缘切成30度角的斜面；

电及材料：铜+铂金(铂金长度：≥12mm，纯度≥99.0%)；

电及间相距：4.0mm±0.1mm；

每个电及对试样作用力：1.0N±0.05N；

试样品尺寸：≥15*15mm,厚度：≥3mm；

施加电压：100～600V（48～60Hz）之间可调，短路电流在1.0A±0.1A时电压下降不超过10%；

判断回路：短路电流大于0.5哎时间维持2秒钟继电器动作，切断电流，指示试品不合格；

溶液滴落间隔时间：30s±5s；