Zkušební metoda pro stupeň znečištění izolátorů energetických zařízení

1. Testovací položky pro stupeň znečištění izolátorů

Konfigurace izolace nadzemních vedení je důležitou otázkou pro návrh, provoz a údržbu jednotek. Konfigurace izolace nebo počet izolátorů nebo délka větve je řízena především přeskokovým napětím znečištění větve izolátoru. Pro projektanty je nutné při projektování znát stupeň znečištění koridoru vedení a pak se mohou rozhodnout, jaký typ izolantu použít, kolik kusů izolantů použít nebo jak velká je povrchová vzdálenost. Pro útvary provozu a údržby je nutné pravidelně dbát na změny stupně znečištění okolí zařízení a včas zjistit, zda je současná konfigurace izolace dostatečná, tj. kontrolovat povrchovou dráhu.

Test stupně znečištění izolátorů obvykle zahrnuje test ekvivalentní hustoty soli a ekvivalentní hustoty šedé a v některých případech je vyžadováno další testování iontové složky znečištění.

2. Ekvivalentní hustota soli a hustota nerozpustných usazenin

2.1. Definice ekvivalentní hustoty soli a ekvivalentní zkouška hustoty šedé

Ekvivalentní hustota depozitu soli (ESDD) označuje množství NaCl (mg/cm2) ekvivalentní obsahu vodivých látek v kontaminaci připojené k povrchu izolátoru na centimetr čtvereční. Charakterizuje vodivost povrchu izolátoru po úplném rozpuštění kontaminace. Zvýšení ekvivalentní hustoty soli výrazně sníží znečištění flashover napětí izolátoru.

Hustota nerozpustných usazenin (NSDD) označuje množství nerozpustných usazenin (mg/cm2) přichycených k povrchu izolantu na centimetr čtvereční. NSDD má určitý vliv na znečištění přeskokové napětí izolátoru. Jak se ESDD zvyšuje, má znečištění přeskokové napětí izolátoru tendenci klesat, ale vliv je mnohem slabší než u ESDD.

2.2. Vliv ESDD a NSDD na znečištění flashover napětí

S nárůstem ESDD a NSDD se znečištění flashover napětí izolátoru snižuje se zápornými exponenty a hlavním vlivem je hustota soli. Vztah mezi napětím při přeskoku znečištění a ESDD a NSDD je znázorněn v následujícím vzorci.                           

 (1)

Kde aab jsou indikátory vlivu ESDD a NSDD na napětí přeskoku znečištění.

Obr.1 Vztah mezi znečištěným flashover napětím a hustotou solí různých izolátorů

2.3. Metody pro testování ESDD a NSDD

ESDD a NSDD testy lze rozdělit do 3 kategorií podle různých operací:

A. Odstraňte izolátor nebo simulujte znečištěný řetězec z přenosového vedení a vyčistěte a změřte jej na místě;

A. Odstraňte izolátor nebo nasimulujte znečištěný řetězec z přenosového vedení a vezměte jej do laboratoře k vyčištění a změření;

C. Použijte vzorkovací utěrku k otření a vzorkování izolátoru přímo na věži a odeberte vzorkovací utěrku zpět do laboratoře k namáčení a testování.

Dvě metody aab jsou nejběžněji používané zkušební metody. Metoda c má vyšší požadavky na operátora a snadno zanechává kontaminaci, což má za následek nízké propouštění testu. Má však významné výhody pro odběr vzorků znečištění při práci pod napětím z izolátorů, které nelze na místě rozebrat, a kompozitních izolátorů a izolátorů vedení, které se obtížně čistí.

Pro dvě metody a a b je zkušební tok ESDD a NSDD znázorněn na obrázku 1.

Obrázek 2 Průběh testu ESDD a NSDD

Kroky testu jsou stručně popsány takto:

(1) Použijte určité množství destilované vody (10μS/cm) k očištění všech nečistot na povrchu izolačních částí izolátoru (Čištěný rozsah je povrch všech izolačních částí kromě železných patek a litého cementového povrchu) ;

(2) Seberte všechny umyté nečistoty do čisté nádoby;

(3) Znečištěnou kapalinu důkladně promíchejte a po úplném rozpuštění nečistot změřte vodivost špinavé kapaliny měřičem vodivosti a současně změřte teplotu špinavé kapaliny. Vodivost odpadních vod měřená měřičem vodivosti by měla být převedena na hodnotu 20stupeňpodle následujícího vzorce a ekvivalentní hustota soli by se měla vypočítat v kombinaci s povrchem izolantu a parametry spotřeby vody;

(4) Filtrujte vyčištěnou odpadní vodu;

(5) Zvažte filtrovaný filtrační papír, odečtěte hmotnost filtračního papíru, abyste získali hmotnost popela na povrchu izolátoru, a poté porovnejte povrchovou plochu izolátoru, abyste získali ekvivalentní hustotu popela izolátoru.

Kde vzorec pro převod teploty vodivosti v kroku (3) je:

 (2) 

Kde,b_tje teplotně závislý koeficient, který lze vypočítat následovně:

      (3)

Dnešní ekvivalentní testery hustoty soli mají obecně funkci automatické korekce teploty, která automaticky převádí vodivost na výsledek 20 stupňů.

Poté lze získat ekvivalentní hustotu soli na povrchu izolátoru podle následujícího vzorce:

                                      (3)

Kde ESDD je ekvivalentní hustota soli, mg/cm²;Aje izolační povrch izolantu, cm²;Vje objem špinavé kapaliny filtrované pro čištění izolátorů, cm³;S_aje salinita špinavé kapaliny, kg/m³. PopisyS_aas₂₀jsou uvedeny ve vzorci (4).

                                      (4)

Pro metodu odběru vzorků pomocí vzorkovacího ručníku je nutné pouze namočit vzorkovací utěrku do destilované vody, dobře promíchat a poté použít stejnou metodu jako výše pro měření vodivosti, ekvivalentní hustoty soli, hmotnosti popela a hustoty popela.

Je třeba poznamenat, že obsah soli ve zkušební vodě by měl být během zkoušky odečten. Přestože je vodivost zkušební vody extrémně nízká, nelze vliv vodivosti zkušební vody na výsledky ignorovat, když se zkouška stupně znečištění provádí v některých čistých oblastech.

Tento článek uvádí zkušební tabulku ekvivalentní hustoty soli a ekvivalentní hustoty šedé bez vlivu zkušební vody. Tabulka má napsané vzorce. Kvalita vstupu a popela může automaticky získat výsledky ESDD a NSDD.

2.4 Testovací body

Upozornění na ekvivalentní hustotu soli a hustotu nerozpustných usazenin

(1) Při demontáži izolátoru pro měření znečištění buďte opatrní, abyste zabránili ztrátě znečištění způsobené kolizí;

(2) Izolátory pro měření kontaminace by měly být zabaleny, když jsou přepravovány zpět do laboratoře, a kontaminace v balení by měla být nalita do kontaminační kapaliny během následného testování;

(3) Při odběru vzorků pomocí vzorkovacích ručníků se snažte použít co nejvíce vzorkovacích ručníků a pečlivě otřete všechny části izolátoru, abyste minimalizovali kontaminaci, která na izolátoru zůstane.

(4) Při testování hustoty popela věnujte pozornost kvalitě filtračního papíru. Filtrační papír by měl být po úplném vysušení zvážen.

3. Test iontového složení

3.1. Účel testu složení iontů

Složení kontaminace na povrchu izolátoru je složité a stanovení iontového složení má následující funkce:

(1) Specifikujte druh znečištění izolantu.

Složky znečištění izolátorů se výrazně liší v různých přírodních prostředích a různých průmyslových zdrojích znečištění. Získání iontových složek může pomoci při posuzování typu a zdroje znečištění v okolí izolátoru. Pokud množství Ca^{2 plus}ve špíně je mnohem víc než Na^Plus, to znamená, že životní prostředí je vnitrozemské; například NE₃^-v aniontu ] tvoří hlavní část, což naznačuje, že znečištění je zde znečištěním výfukovými plyny automobilů; Cl^-představuje vyšší podíl, což naznačuje, že izolant je v pobřežním prostředí.

Obrázek 3 Složky znečištění typických izolátorů přímořských linií

(2) Určete napětí přeskoku znečištění

Různé složky znečištění mají různou rozpustnost. Například CaSO₄je mírně rozpustná látka, zatímco Na soli jsou snadno rozpustné látky. Pokud je obsah CaSO₄je vysoká, bude napětí přeskočení znečištění izolantem odpovídat Jak je znázorněno na obrázku níže, K₄je násobek přeskokového napětí znečištění, které se zvyšuje s nárůstem CaSO₄obsah.

Obr.4 Vliv CaSO₄obsah na zvýšení znečištění flashover napětí

3.2. Metoda testování iontového složení

Mezi měřené objekty iontového složení patří:

(1) Kation: Ca^{2 plus}, Mg^{2 plus}, Na^Plus, K^Plus, NH₄^Plus;

(2) Anion: SO₄^2-, Cl^-, NE₃^-, PO₄^3-;

Test se obecně provádí na iontovém chromatografu a výsledkem testu je hmotnostní koncentrace v mg/l nebo mg/kg, tj. hmotnost iontu obsaženého v jednotce objem/hmotnost.

Test se dělí na kation a anion. Kroky kationtového testu jsou následující a kroky aniontového testu jsou podobné:

(1) Připravte přístroj, nakonfigurujte iontoměničovou kolonu a detektor vodivosti podle naměřených iontů a odlaďte přístroj, dokud nebude základní linie systému stabilní.

(2) K přípravě přechodného roztoku vezměte určité množství standardního zásobního roztoku s jedním iontem a přidejte deionizovanou vodu, aby se vytvořil přechodný roztok, a poté nakonfigurujte smíšené standardní pracovní roztoky o různých koncentracích.

(3) Nakreslete standardní křivku, analyzujte vzorek a určete koncentraci každého iontu podle výšky píku nebo plochy píku měřeného iontu.

Kromě výše uvedených iontů znečištění izolátoru často obsahuje malé množství F^-, NE₂^-, Cu^{2 plus}anorganické ionty a organické látky jako xylóza a galaktóza. Protože tyto ionty tvoří velmi malý podíl, nejsou obecně brány v úvahu při charakterizaci kontaminujících iontů.