穆家換流站交、直流系統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研究院，遼寧 沈陽 110006;2.遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110006)

±500 kV呼遼直流輸變電工程于2010年正式投入運行，該工程是東北地區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、遼陽等500 kV交流變電站實現聯網，該換流站附近為農田和小城鎮，毗鄰沈大高速公路，數公里內無大規模工業企業。據2011版遼寧電力系統污區分布圖，該換流站所在地處于d級污穢區域。

換流站戶外交流場及戶外直流場的懸式絕緣子和支柱絕緣子在基建過程中已按相應污穢等級設計，戶外絕緣子基建直接使用防污閃涂料以提高防污水平。

為開展交、直流設備外絕緣的積污特性研究，2011年6月對設備外絕緣積污情況、憎水性能等進行了系統測量。該換流站現場已按技術人員建議在戶外裝設了多支污穢監測絕緣子。

1 現場污穢度測試

選取換流站戶外直流入口懸式絕緣子(瓷，涂PRTV)、直流戶內高壓支柱絕緣子、戶外交流支柱絕緣子、噴涂RTV涂料的戶外絕緣子進行污穢度測試。共采集24個測量樣本，對每個樣本進行等值附鹽密度和等值附灰密度測量。積污時間為1年。各位置現場污穢測試結果如表1～表3所示。

表1 戶內直流場地污穢度測試結果(瓷表面未噴涂料) mg/cm2

表2 戶外直流場污穢測試結果(三傘，噴涂PRTV) mg/cm2

表3 戶外交流場污穢測試結果(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.戶內直流場鹽密及灰密較小。主要是因為場地為封閉空間，環境保持良好，室內污穢程度很輕，且積污時間短，灰鹽比多處于5～7倍，個別測量點灰鹽比為4倍，戶內直流場鹽密測量值分布如圖5所示。

圖5 戶內直流場鹽密測量值分布

直流戶內各測試點上部 (高壓側)、中部、下部鹽密數據之比為 1∶0.9∶0.7、1∶0.82∶0.54、1∶0.80∶0.54、1∶0.69∶0.83。結果表明，接近高壓側積污略重，接近接地端污穢偏輕。

b.戶外直流場懸式絕緣子積污情況較戶內直流場和戶外交流場地絕緣子嚴重，年度鹽密測量值為0.10～0.19 mg/cm2，灰密測量值為0.52～0.79 mg/cm2。屬中度污穢，靠近高壓導線的絕緣子積污比其它位置偏重。

下部 (近高壓側)、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、下兩處測量值之比約為1∶0.9。

d.戶外場地直流絕緣子鹽密、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

通過對換流站戶外直流場積污進行取樣并進行能譜分析，結果表明該灰樣中Si、Al、Na、Ca等元素含量較多，各元素分布未見明顯異常，與周邊無明顯特殊的污染源情況吻合，結果如表4所示。

表4 灰樣成分分析結果 %

4 結論

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

b.直流場地鹽密測試表明，靠近高壓導線的絕緣子積污相對其它位置偏重，同一串測量最大值與最小值之比為1∶(0.54～0.70)，需進行更多測試數據積累。

c.戶外場地直流絕緣子鹽密約為交流鹽密的1.24倍 (平均值)，應加強戶外直流場地絕緣子污穢度的監測。

d.積污成分分析結果與當地小城鎮、農田無明顯重度工業污染的情況基本相符。

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