一種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，屬于高電壓外絕緣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在常規(guī)的固態(tài)緩慢積污與高導(dǎo)電性的液態(tài)污穢快速積污兩種基本積污形式之外， 在內(nèi)陸地區(qū)，由于人類活動(dòng)（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(dǎo)率、高濕度的天氣條件，在固體積污的基礎(chǔ)上疊加快速積污過(guò)程，更容易造成污 閃。在這樣的情況下，若仍使用常規(guī)緩慢積污過(guò)程與清潔霧作用的結(jié)果，則會(huì)造成較大誤 差，導(dǎo)致不能及時(shí)對(duì)可能到來(lái)的閃絡(luò)采取預(yù)防措施，威脅電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需 要將此作為一類特殊天氣，考慮其來(lái)臨時(shí)對(duì)絕緣子污閃發(fā)展過(guò)程，尤其是污閃電壓的影響， 對(duì)于沿海地區(qū)與內(nèi)陸地區(qū)均適用。
[0003] 通過(guò)對(duì)XP-70型號(hào)的瓷絕緣子進(jìn)行人工污穢試驗(yàn)，研究閃絡(luò)電壓與霧電導(dǎo)率之間 的關(guān)系，指出高電導(dǎo)率霧對(duì)污閃發(fā)展過(guò)程具有促進(jìn)作用。并對(duì)比清潔霧條件下的污層受潮 過(guò)程，系統(tǒng)地研究在污層等值鹽密相同時(shí)，高電導(dǎo)率霧條件下閃絡(luò)電壓的變化特征，因此建 立了霧電導(dǎo)率與等值鹽密之間的等效關(guān)系。考慮不同地區(qū)高電導(dǎo)率、高濕度天氣條件出現(xiàn) 的情況與規(guī)律，需要對(duì)污閃預(yù)警模型進(jìn)行修正，根據(jù)折算后所等效的等值鹽密值，結(jié)合其與 閃絡(luò)電壓之間的關(guān)系，可以得到更靈敏有效的預(yù)警機(jī)制，從而降低污閃發(fā)生的概率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種輸電線路區(qū)域污穢度表 征方法，綜合考慮了表面等值鹽密與電導(dǎo)率霧的影響，以閃絡(luò)電壓相同為等效依據(jù)，以當(dāng)?shù)?高發(fā)電導(dǎo)率霧天氣為霧電導(dǎo)率參數(shù)，以傳統(tǒng)污區(qū)劃分等值鹽密為基礎(chǔ)，得到新的等效鹽密 值作為污區(qū)劃分依據(jù)。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導(dǎo)率霧天氣對(duì)于 閃絡(luò)電壓的影響；利用閃絡(luò)電壓相同作為等效條件，將電導(dǎo)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(jù)進(jìn)行污區(qū)劃分。
[0007] 所述的輸電線路區(qū)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(luò)電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢(shì)逐漸變緩，閃絡(luò)電 壓與鹽密呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，根據(jù)清潔霧污穢試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到閃絡(luò)電壓與 鹽密的關(guān)系見式（1):
[0009] Uf= 8. 1052 · S a2119(kV) (1)
[0010] 其中，Uf為閃絡(luò)電壓，單位kv ;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2;
[0011] 2)在電導(dǎo)率霧條件下，閃絡(luò)電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)有所下 降，并且這個(gè)下降趨勢(shì)隨等值鹽密的增大或電導(dǎo)率的升高都呈減小趨勢(shì)，呈指數(shù)函數(shù)特征； 因此，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理擬合，同時(shí)以等值鹽密與霧電導(dǎo)率為自變量，綜合考慮閃絡(luò)電壓 由這兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果，得到擬合結(jié)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(dǎo)率；
[0014] 將式（2)做數(shù)學(xué)變形，可以得到此時(shí)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(dǎo)率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2;
[0017] 根據(jù)等效鹽密的大小，可重新進(jìn)行輸電線路區(qū)域污穢等級(jí)的劃分，并相應(yīng)安排絕 緣配置，從而避免了由電導(dǎo)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(dǎo)率的測(cè)量方法如下：
[0019] 霧電導(dǎo)率測(cè)量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)量霧 冷凝液的溶液電導(dǎo)率，作為霧電導(dǎo)率；單位US ;并記錄下此時(shí)的溶液溫度，以便進(jìn)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(dǎo)率，單位uS ;t為環(huán)境溫度；b為折算系數(shù)；K t為簡(jiǎn) 化折算溫度系數(shù)；σ 溫度為t條件下的電導(dǎo)率，單位US ;
[0023] 不同環(huán)境溫度t時(shí)的b值如下：
[0024]
[0025] 簡(jiǎn)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(yàn)為基礎(chǔ)，適用電導(dǎo)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(fā)明提供的輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，方法可以更全面地考慮 環(huán)境因素對(duì)于絕緣子表面污穢及閃絡(luò)特性的影響在清潔霧作用的基礎(chǔ)上，考慮電導(dǎo)率霧對(duì) 閃絡(luò)電壓的影響，并將其作用結(jié)果與原有表面鹽密結(jié)合為等效鹽密，以此作為污穢等級(jí)劃 分的依據(jù)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的劃分方法將近期越來(lái)越多發(fā)的電導(dǎo)率霧天氣作為環(huán)境特征進(jìn)行考 慮，以此安排絕緣配置，能有效降低突發(fā)惡劣天氣導(dǎo)致的閃絡(luò)事故，加強(qiáng)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行。本污區(qū)劃分方法同時(shí)適用于沿海與內(nèi)陸地區(qū)，主要針對(duì)桿塔未裝備在線監(jiān)測(cè)裝置的絕 緣子，由當(dāng)?shù)胤e污增長(zhǎng)與沖洗規(guī)律得到基礎(chǔ)鹽密值，由氣象部門或氣象監(jiān)測(cè)裝置獲得霧電 導(dǎo)率值。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā) 明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030] 一種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導(dǎo)率霧天氣對(duì)于 閃絡(luò)電壓的影響；利用閃絡(luò)電壓相同作為等效條件，將電導(dǎo)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(jù)進(jìn)行污區(qū)劃分。
[0031] 具體包括以下步驟：
[0032] 1)在清潔霧條件下，閃絡(luò)電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢(shì)逐漸變緩，閃絡(luò)電 壓與鹽密呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，根據(jù)清潔霧污穢試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到閃絡(luò)電壓與 鹽密的關(guān)系見式（1):
[0033] Uf= 8. 1052 · S a2119(kV) (1)
[0034] 其中，Uf為閃絡(luò)電壓，單位kV ;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2;
[0035] 2)在電導(dǎo)率霧條件下，閃絡(luò)電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)有所下 降，并且這個(gè)下降趨勢(shì)隨等值鹽密的增大或電導(dǎo)率的升高都呈減小趨勢(shì)，呈指數(shù)函數(shù)特征； 因此，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理擬合，同時(shí)以等值鹽密與霧電導(dǎo)率為自變量，綜合考慮閃絡(luò)電壓 由這兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果，得到擬合結(jié)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(dǎo)率；
[0038] 將式（2)做數(shù)學(xué)變形，可以得到此時(shí)的等效鹽密
[0039] &= (9.58.r0161·/=·/8.1052) 1/a2m (3)：
[0040] 其中Sa為考慮電導(dǎo)率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2;
[0041] 根據(jù)等效鹽密的大小，可重新進(jìn)行輸電線路區(qū)域污穢等級(jí)的劃分，并相應(yīng)安排絕 緣配置，從而避免了由電導(dǎo)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(dǎo)率的測(cè)量方法如下：
[0043] 霧電導(dǎo)率測(cè)量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)量霧 冷凝液的溶液電導(dǎo)率，作為霧電導(dǎo)率；單位uS ;并記錄下此時(shí)的溶液溫度，以便進(jìn)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(dǎo)率，單位uS ;t為環(huán)境溫度；b為折算系數(shù)；K t為簡(jiǎn) 化折算溫度系數(shù)；σ 溫度為t條件下的電導(dǎo)率，單位US ;
[0047] 不同環(huán)境溫度t時(shí)的b值如下：
[0048]
[0049] 簡(jiǎn)化折算溫度系數(shù)Kt取值如下表:
[0050]
[0051] 具體折合算法以人工污穢試驗(yàn)為基礎(chǔ)，適用電導(dǎo)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(qū)劃分方法同時(shí)適用于沿海與內(nèi)陸地區(qū)，主要針對(duì)桿塔未裝備在線監(jiān)測(cè)裝置 的絕緣子，由當(dāng)?shù)胤e污增長(zhǎng)與沖洗規(guī)律得到基礎(chǔ)鹽密值，由氣象部門或氣象監(jiān)測(cè)裝置獲得 霧電導(dǎo)率值。
[0053] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，其特征在于：考慮并量化電導(dǎo)率霧天氣對(duì)于閃 絡(luò)電壓的影響；利用閃絡(luò)電壓相同作為等效條件，將電導(dǎo)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(jù)進(jìn)行污區(qū)劃分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路區(qū)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(luò)電壓隨鹽密的增大而下降，但下降趨勢(shì)逐漸變緩，閃絡(luò)電壓與 鹽密呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，根據(jù)清潔霧污穢試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到閃絡(luò)電壓與鹽密 的關(guān)系見式（1): Uf= 8. 1052 ?S°-2119(kV) (1) 其中，Uf為閃絡(luò)電壓，單位kV;S為表面等值鹽密，單位mg/cm2; 2) 在電導(dǎo)率霧條件下，閃絡(luò)電壓相較相同等值鹽密的清潔霧試驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)有所下降， 并且這個(gè)下降趨勢(shì)隨等值鹽密的增大或電導(dǎo)率的升高都呈減小趨勢(shì)，呈指數(shù)函數(shù)特征；因 此，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理擬合，同時(shí)以等值鹽密與霧電導(dǎo)率為自變量，綜合考慮閃絡(luò)電壓由 這兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果，得到擬合結(jié)果如式（2)所示：(2) 其中y2(:為折合到2〇°c條件下的霧電導(dǎo)率； 將式（2)做數(shù)學(xué)變形，可以得到此時(shí)的等效鹽密m 其中SA為考慮電導(dǎo)率霧影響后得到的等效鹽密，單位mg/cm2; 根據(jù)等效鹽密的大小，可重新進(jìn)行輸電線路區(qū)域污穢等級(jí)的劃分，并相應(yīng)安排絕緣配 置，從而避免了由電導(dǎo)率霧引起的工作電壓下污閃，降低整體污閃概率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，其特征在于：所述霧電導(dǎo)率 的測(cè)量方法如下： 霧電導(dǎo)率測(cè)量采用冷凝法，將空氣中的霧氣冷凝收集，利用電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)量霧冷凝 液的溶液電導(dǎo)率，作為霧電導(dǎo)率；單位uS;并記錄下此時(shí)的溶液溫度，以便進(jìn)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(dǎo)率，單位uS;t為環(huán)境溫度；b為折算系數(shù)；K,為簡(jiǎn)化折 算溫度系數(shù)；〇t為溫度為t條件下的電導(dǎo)率，單位uS; 不同環(huán)境溫度t時(shí)的b值如下：o
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸電線路區(qū)域污穢度表征方法，該方法可以更全面地考慮環(huán)境因素對(duì)于絕緣子表面污穢及閃絡(luò)特性的影響；在清潔霧作用的基礎(chǔ)上，考慮電導(dǎo)率霧對(duì)閃絡(luò)電壓的影響，并將其作用結(jié)果與原有表面鹽密結(jié)合為等效鹽密，以此作為污穢等級(jí)劃分的依據(jù)。本發(fā)明的劃分方法將近期越來(lái)越多發(fā)的電導(dǎo)率霧天氣作為環(huán)境特征進(jìn)行考慮，以此安排絕緣配置，能有效降低突發(fā)惡劣天氣導(dǎo)致的閃絡(luò)事故，加強(qiáng)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】G01R31/12, G01N27/02
【公開號(hào)】CN105093077
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510523561
【發(fā)明人】高嵩, 王凱琳, 周志成, 趙晨龍, 陳杰, 張龍, 路永玲, 梁偉
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 清華大學(xué)深圳研究生院
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日