穆家換流站交、直流系統(tǒng)外絕緣積污特性研究

朱義東，楊鐵軍，于存湛，馬 寧，羅 彤

(1.遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006;2.遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

±500 kV呼遼直流輸變電工程于2010年正式投入運(yùn)行，該工程是東北地區(qū)第一條直流輸電工程。穆家換流站位于呼遼工程南端，與鞍山、遼陽(yáng)等500 kV交流變電站實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，該換流站附近為農(nóng)田和小城鎮(zhèn)，毗鄰沈大高速公路，數(shù)公里內(nèi)無(wú)大規(guī)模工業(yè)企業(yè)。據(jù)2011版遼寧電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖，該換流站所在地處于d級(jí)污穢區(qū)域。

換流站戶外交流場(chǎng)及戶外直流場(chǎng)的懸式絕緣子和支柱絕緣子在基建過(guò)程中已按相應(yīng)污穢等級(jí)設(shè)計(jì)，戶外絕緣子基建直接使用防污閃涂料以提高防污水平。

為開(kāi)展交、直流設(shè)備外絕緣的積污特性研究，2011年6月對(duì)設(shè)備外絕緣積污情況、憎水性能等進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)量。該換流站現(xiàn)場(chǎng)已按技術(shù)人員建議在戶外裝設(shè)了多支污穢監(jiān)測(cè)絕緣子。

1 現(xiàn)場(chǎng)污穢度測(cè)試

選取換流站戶外直流入口懸式絕緣子(瓷，涂PRTV)、直流戶內(nèi)高壓支柱絕緣子、戶外交流支柱絕緣子、噴涂RTV涂料的戶外絕緣子進(jìn)行污穢度測(cè)試。共采集24個(gè)測(cè)量樣本，對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行等值附鹽密度和等值附灰密度測(cè)量。積污時(shí)間為1年。各位置現(xiàn)場(chǎng)污穢測(cè)試結(jié)果如表1～表3所示。

表1 戶內(nèi)直流場(chǎng)地污穢度測(cè)試結(jié)果(瓷表面未噴涂料) mg/cm2

表2 戶外直流場(chǎng)污穢測(cè)試結(jié)果(三傘，噴涂PRTV) mg/cm2

表3 戶外交流場(chǎng)污穢測(cè)試結(jié)果(支柱絕緣子噴涂PRTV) mg/cm2

主要位置外絕緣表面污穢情況如圖1～圖4所示。

圖4 懸式絕緣子表面涂料憎水性良好

2 不同位置污穢度分析

a.戶內(nèi)直流場(chǎng)鹽密及灰密較小。主要是因?yàn)閳?chǎng)地為封閉空間，環(huán)境保持良好，室內(nèi)污穢程度很輕，且積污時(shí)間短，灰鹽比多處于5～7倍，個(gè)別測(cè)量點(diǎn)灰鹽比為4倍，戶內(nèi)直流場(chǎng)鹽密測(cè)量值分布如圖5所示。

圖5 戶內(nèi)直流場(chǎng)鹽密測(cè)量值分布

直流戶內(nèi)各測(cè)試點(diǎn)上部 (高壓側(cè))、中部、下部鹽密數(shù)據(jù)之比為 1∶0.9∶0.7、1∶0.82∶0.54、1∶0.80∶0.54、1∶0.69∶0.83。結(jié)果表明，接近高壓側(cè)積污略重，接近接地端污穢偏輕。

b.戶外直流場(chǎng)懸式絕緣子積污情況較戶內(nèi)直流場(chǎng)和戶外交流場(chǎng)地絕緣子嚴(yán)重，年度鹽密測(cè)量值為0.10～0.19 mg/cm2，灰密測(cè)量值為0.52～0.79 mg/cm2。屬中度污穢，靠近高壓導(dǎo)線的絕緣子積污比其它位置偏重。

下部 (近高壓側(cè))、中部、上部的比值分別為1∶0.90∶0.63、1∶0.68∶0.84。

c.交流戶外高壓場(chǎng)積污周期約為1年，鹽密值為0.10～0.14 mg/cm2，污穢總體較輕。鹽密上、下兩處測(cè)量值之比約為1∶0.9。

d.戶外場(chǎng)地直流絕緣子鹽密、灰密高于交流支柱絕緣子表面鹽密、灰密，直流絕緣子鹽密平均值約為交流支柱鹽密平均值的1.24倍。

3 積污成分分析

通過(guò)對(duì)換流站戶外直流場(chǎng)積污進(jìn)行取樣并進(jìn)行能譜分析，結(jié)果表明該灰樣中Si、Al、Na、Ca等元素含量較多，各元素分布未見(jiàn)明顯異常，與周邊無(wú)明顯特殊的污染源情況吻合，結(jié)果如表4所示。

表4 灰樣成分分析結(jié)果 %

4 結(jié)論

a.通過(guò)測(cè)試得到戶外直流設(shè)備積污較交流重，為0.10～0.19 mg/cm2(絕緣子表面涂覆有RTV)，屬中度污穢;直流戶內(nèi)測(cè)量值不超過(guò)0.065 mg/cm2;交流戶外場(chǎng)地為0.10～0.14 mg/cm2。

b.直流場(chǎng)地鹽密測(cè)試表明，靠近高壓導(dǎo)線的絕緣子積污相對(duì)其它位置偏重，同一串測(cè)量最大值與最小值之比為1∶(0.54～0.70)，需進(jìn)行更多測(cè)試數(shù)據(jù)積累。

c.戶外場(chǎng)地直流絕緣子鹽密約為交流鹽密的1.24倍 (平均值)，應(yīng)加強(qiáng)戶外直流場(chǎng)地絕緣子污穢度的監(jiān)測(cè)。

d.積污成分分析結(jié)果與當(dāng)?shù)匦〕擎?zhèn)、農(nóng)田無(wú)明顯重度工業(yè)污染的情況基本相符。

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