輸電線路外絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)課件

輸電線路外絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)輸電線路外絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)1研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線2研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線31.1研究背景輸電線路絕緣子的污閃放電現(xiàn)象500kV港城變電站外絕緣設(shè)備放電現(xiàn)象靖兩甲乙線N7耐張塔絕緣子放電黃開甲乙線#03塔絕緣子爬電污閃問(wèn)題沒(méi)有得到根除1.1研究背景輸電線路絕緣子的污閃放電現(xiàn)象500kV港城變絕緣子污穢程度的表示方法1.等值附鹽密度（廣泛使用，測(cè)量簡(jiǎn)便，和污閃電壓相關(guān)性不好）2.表面電導(dǎo)率（和污閃電壓相關(guān)性好，測(cè)量較復(fù)雜）3.泄漏電流（在線監(jiān)測(cè)，和積污和潮濕程度及施加電壓相關(guān)，如何根據(jù)泄漏電流監(jiān)測(cè)量評(píng)估絕緣子的閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)）絕緣子污穢程度的表示方法1.等值附鹽密度1.2研究?jī)?nèi)容污源釋放污染物通過(guò)監(jiān)控大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)污源絕緣子表面累積污穢通過(guò)離線測(cè)量絕緣子表面污穢絕緣子在線運(yùn)行絕緣子表面污穢度在線測(cè)量外絕緣狀態(tài)評(píng)估1.2研究?jī)?nèi)容污源釋放污染物絕緣子表面累積污穢絕緣子在線運(yùn)1.2研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)組成在線監(jiān)測(cè)離線監(jiān)測(cè)污穢評(píng)估1.2研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)組成離線研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線82.基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)系統(tǒng)模型組成2.基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)系統(tǒng)模型組成2.1污源模型與擴(kuò)散模型絕緣子表面污穢多來(lái)自大氣，大氣污染物擴(kuò)散模型采用HJ/T2.2—1993標(biāo)準(zhǔn)所推薦的高斯正態(tài)模型。在不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定條件下，接受點(diǎn)的SO2濃度用下式預(yù)測(cè)在小風(fēng)、靜風(fēng)條件下，地面(x，y)點(diǎn)1h平均濃度可按下式計(jì)算對(duì)煙塵和粉塵，要考慮顆粒物的沉積作用2.1污源模型與擴(kuò)散模型絕緣子表面污穢多來(lái)自大氣，大氣污染2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子積污原理與模型：從力學(xué)角度分析，污穢顆粒在向絕緣子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到流場(chǎng)曳力、電場(chǎng)力、重力、布朗力等多種力的作用；對(duì)積污起主導(dǎo)作用的是流體曳力、電場(chǎng)力和重力。在風(fēng)速較小時(shí)，電場(chǎng)力起主要作用，而在風(fēng)速較大時(shí)，則是流體曳力和重力起主導(dǎo)作用從污染物特征考慮，污穢顆粒的粒徑對(duì)于絕緣子積污特性有十分重要的影響。在簡(jiǎn)化計(jì)算模型及理論推導(dǎo)后認(rèn)為：在自然條件和充分考慮粒子荷電的情況下，電場(chǎng)能使污穢顆粒物的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生較大偏移的粒徑上限為10um；如果粒徑繼續(xù)增大，則由流體曳力和重力起主導(dǎo)作用。2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子積污原理與模型：2.2絕緣子積污原理與模型流場(chǎng)中的絕緣子積污模型在絕緣子積污的過(guò)程中，流體曳力對(duì)污穢顆粒的運(yùn)動(dòng)起著最為重要作用，采用流體仿真軟件來(lái)模擬計(jì)算在不同風(fēng)速下絕緣子周圍的流場(chǎng)分布情況。以0.6m為半徑構(gòu)建風(fēng)洞仿真模型，進(jìn)行絕緣子周圍的流場(chǎng)計(jì)算。污穢顆粒的粒徑分布服從分布其中F(d)為粒徑小于d的顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)d為顆粒物粒徑流體分析模型2.2絕緣子積污原理與模型流場(chǎng)中的絕緣子積污模型流體分析模2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子表面污穢碰撞量碰撞量與污穢濃度、流體速度、正對(duì)面積有關(guān)其中，C為顆粒物濃度，v為流體速度，S為風(fēng)洞入口面積，Q為質(zhì)量流率，即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)入口的顆粒物質(zhì)量仿真結(jié)果表明，當(dāng)風(fēng)速分別為0.2、7、12m/s時(shí)，隨著顆粒物濃度的增加，碰撞量近似線性的增長(zhǎng)粒徑分布對(duì)碰撞量有著顯著的影響，隨粒徑增加，上表面碰撞量增加，下表面則變化不明顯絕緣子-污穢碰撞模型2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子表面污穢碰撞量絕緣子-污穢2.2絕緣子積污原理與模型污穢在絕緣子表面的粘附不是所有與絕緣子表面發(fā)生碰撞的顆粒都會(huì)被絕緣子表面捕獲，需滿足一定的條件碰撞瞬間顆粒物與絕緣子壁面的作用力Fa為總粘附力，F(xiàn)w為范德華力；Fc為毛細(xì)力，F(xiàn)B為化學(xué)鍵粘合力；化學(xué)鍵粘合力需較長(zhǎng)時(shí)間的分子擴(kuò)散才能產(chǎn)生，考慮到顆粒與表面的碰撞，時(shí)間很短，故認(rèn)為該力為0；親水性絕緣子表面由于連續(xù)水膜的存在，其存儲(chǔ)的電荷量很少，故認(rèn)為靜電吸引力為0，不考慮電場(chǎng)作用；故只考慮范德華力和毛細(xì)力的作用。2.2絕緣子積污原理與模型污穢在絕緣子表面的粘附化學(xué)鍵粘合2.2絕緣子積污原理與模型仿真結(jié)果實(shí)例在相對(duì)濕度為30%,顆粒物平均粒徑為15um，顆粒物濃度為50ug/m3的情況下，不同風(fēng)速作用下上下表面顆粒物的粘附量如圖所示。2.2絕緣子積污原理與模型仿真結(jié)果實(shí)例在相對(duì)濕度為30%,2.2絕緣子積污原理與模型污穢累積量模型在掌握粒徑分布、結(jié)合相關(guān)氣象、污染物參數(shù)后，就可以對(duì)鹽密、灰密進(jìn)行計(jì)算積污量預(yù)測(cè)2.2絕緣子積污原理與模型污穢累積量模型積污量預(yù)測(cè)2.2絕緣子積污原理與模型降雨與污穢流失降雨會(huì)引起絕緣子表面污穢的流失，隨降雨量的不同，污穢的流失速度與流失比例會(huì)有差異。1.降雨噴頭2.活接頭3.水壓表

4.水泵5.泄壓閥6.水箱不同降雨量條件下的可溶部分與不可溶部分的清洗率2.2絕緣子積污原理與模型降雨與污穢流失1.降雨噴頭2.2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)基于前述絕緣子污穢累積、流失模型，可建立絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)污源監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)污源附近的氣象、環(huán)境參數(shù)，預(yù)測(cè)絕緣子積污量監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括空氣成分（NO2、SO2濃度）；氣象要素（溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光輻射、大氣壓、雨量、PH值）；空氣中顆粒物粒徑分布；模擬交、直流輸電線路絕緣子自然積污裝置。監(jiān)測(cè)后臺(tái)可接收前端監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)、分析跟蹤以及趨勢(shì)發(fā)展、歷史記錄查詢、遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)站、報(bào)表打印生成。2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)組成絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)氣溶膠粒徑譜儀溫度、濕度、氣壓氣象要素傳感器風(fēng)速傳感器光照輻射傳感器雨量傳感器空氣成分監(jiān)測(cè)傳感器2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)組成絕緣子積污預(yù)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線203.離線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量主要是離線測(cè)量

是使用采樣巾將污穢擦洗后，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，或者將積污絕緣子帶回實(shí)驗(yàn)室后再測(cè)量其表面鹽密灰密。對(duì)鹽密和灰密測(cè)量方法不展開研究，重點(diǎn)討論電導(dǎo)率的測(cè)量主要研究?jī)?nèi)容包括表面電導(dǎo)測(cè)量方法研究表面電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x器研制3.離線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量主要是離線3.1.1表面電導(dǎo)率的定義表面電導(dǎo)率測(cè)量方法為在絕緣子兩端施加一定電壓后測(cè)量泄漏電流，但測(cè)量電壓的取值及加壓時(shí)間并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)記絕緣子經(jīng)測(cè)量和計(jì)算得到的表面電導(dǎo)率數(shù)值為σf

為絕緣子形狀系數(shù)U

為測(cè)量表面電導(dǎo)率時(shí)施加在絕緣子上的電壓I

為此時(shí)流過(guò)絕緣子表面的泄漏電流。3.1.1表面電導(dǎo)率的定義表面電導(dǎo)率測(cè)量方法為在絕緣子兩3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響施加電壓、加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果均有影響。以往的研究中，只能給出定性的防止干區(qū)形成所應(yīng)施加的電壓和由此確定的加壓時(shí)間。采用具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的測(cè)量系統(tǒng)，記錄不同外加電壓和加壓時(shí)間的泄漏電流實(shí)時(shí)波形及其趨勢(shì)?？煞譃槿N類型：衰減平衡型穩(wěn)定型增長(zhǎng)型不參與平均值前5個(gè)周波3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響施加電壓、加壓時(shí)3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響不同加壓情況下的試驗(yàn)結(jié)果平衡型和衰減平衡型計(jì)算所得的表面電導(dǎo)率數(shù)值相近。在滿足條件的情況下（例如實(shí)驗(yàn)室條件），優(yōu)先選擇高電壓等級(jí)的外加電壓，以模擬絕緣子真實(shí)運(yùn)行條件下的狀況；可在允許條件下，施加略低的電壓，且適當(dāng)延長(zhǎng)加壓時(shí)間。3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響不同加壓情況下的3.1.6小結(jié)測(cè)量表面電導(dǎo)率對(duì)外加電壓及加壓時(shí)間有要求，施加較高電壓，測(cè)試時(shí)間較短，所獲得表面電導(dǎo)率值可靠。自然污穢的可溶鹽種類復(fù)雜，電導(dǎo)率和污閃電壓相關(guān)性好于等值鹽密。對(duì)于人工污穢試品，表面電導(dǎo)率與含鹽量（試驗(yàn)鹽密）有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般而言，對(duì)于同一污源環(huán)境中的絕緣子，污穢成分相近，污穢分布相似。因而可通過(guò)測(cè)量表面電導(dǎo)率，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，獲得自然鹽密。該測(cè)量方法可通過(guò)自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)。3.1.6小結(jié)測(cè)量表面電導(dǎo)率對(duì)外加電壓及加壓時(shí)間有要求，3.2.2

表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)要求可為單片絕緣子提供穩(wěn)定可控的溫、濕度環(huán)境；可測(cè)量泄漏電流，并可計(jì)算表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)基本組成3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)要求可為單片絕緣子提3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)試驗(yàn)倉(cāng)及控制系統(tǒng)箱體外形尺寸1350mm*1000mm*1650mm；高壓、低壓物理隔離，測(cè)量、控制回路與執(zhí)行單元隔離；控制部分包括工控機(jī)、邏輯控制器、按鍵面板；顯示輸出部分包括顯示屏、指示燈與35kV/50kVA污穢電源配合，靜態(tài)占地面積小于5m2，方便運(yùn)輸考慮到安全距離要求，開展試驗(yàn)時(shí)所需面積小于10m2，可方便地在集裝箱體或較小實(shí)驗(yàn)室空間內(nèi)開展試驗(yàn)。試驗(yàn)倉(cāng)溫濕度控制單元顯示屏控制面板箱體3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)試驗(yàn)倉(cāng)及控制系統(tǒng)箱體外形3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)罐體選用絕緣透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，可滿足電氣絕緣要求，同時(shí)便于觀察試驗(yàn)過(guò)程罐體內(nèi)徑650mm，高度800mm，可滿足3片XP70、XWP160型絕緣子試驗(yàn)系統(tǒng)的水位控制，可自動(dòng)加水、排水完善的人機(jī)交互功能罐體結(jié)構(gòu)抽濕系統(tǒng)儲(chǔ)水系統(tǒng)加濕系統(tǒng)試驗(yàn)倉(cāng)體3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)罐體選用絕緣透明有機(jī)玻璃3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)按照系統(tǒng)組成，分別完成各組件設(shè)計(jì)制作。試驗(yàn)變壓器高壓套管機(jī)柜控制回路表面電導(dǎo)率測(cè)量模塊3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)按照系統(tǒng)組成，分別完成各3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)為方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步集成化。3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)為方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步集3.2.4加速受潮的方法研究出現(xiàn)凝露后，不論當(dāng)前濕度為多少，均會(huì)在絕緣子表面出現(xiàn)露珠的凝結(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致污層的迅速受潮。絕緣子各處溫度特性不完全相同，但差異并不大，凝露會(huì)均與地出現(xiàn)在絕緣子各個(gè)區(qū)域。一般條件下可以認(rèn)為，凝露出現(xiàn)后，絕緣子會(huì)立刻飽和受潮。未發(fā)生凝露組發(fā)生凝露組起始時(shí)刻起始時(shí)刻5min

5min10min10min3.2.4加速受潮的方法研究出現(xiàn)凝露后，不論當(dāng)前濕度為多3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用利用前述系統(tǒng)，開展絕緣子污穢度現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摘取絕緣子3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用利用前述系統(tǒng)，開展絕緣子污穢度3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量用時(shí)小于30分鐘，不破壞污層，重復(fù)性好，可靠性高。為支持特高壓建設(shè)，2013年分別在江蘇泰州、揚(yáng)州、南通、蘇州等地區(qū)的8條線路上開展絕緣子污穢度實(shí)測(cè)。序號(hào)地區(qū)外絕緣配置鹽密/灰密（mg/cm2）表面電導(dǎo)率（μS）1泰州28*XWP2-1600.03/--0.992揚(yáng)州28*XWP2-1600.025/0.0820.433揚(yáng)州28*XWP2-1600.035/--0.784南通14*XWP2-700.014/0.0100.445南通30*XWP2-1600.082/0.0432.966南通14*XWP2-700.11/--3.687蘇州18*XWP2-700.489/0.48733.58蘇州28*XWP2-1600.09/--3.413.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量用時(shí)小于30分鐘，3.2.7小結(jié)沿串污穢均勻分布的條件下，絕緣子串表面電導(dǎo)率與測(cè)量所得單片表面電導(dǎo)率相等；對(duì)滿足特定條件的不均勻分布絕緣子串，可以利用插值方式簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程，得到近似數(shù)值?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量耗時(shí)短，精度高，可重復(fù)性強(qiáng)，可滿足污穢度評(píng)估的需求，可在一定程度上簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量工作。3.2.7小結(jié)沿串污穢均勻分布的條件下，絕緣子串表面電導(dǎo)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線354.在線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)泄漏電流是在線監(jiān)測(cè)絕緣子污穢程度的特征量泄漏電流和電導(dǎo)率之間可以換算，利用電導(dǎo)率估算污閃電壓更直接泄漏電流不僅和積污關(guān)系密切，而且和受潮程度關(guān)系密切。主要研究?jī)?nèi)容包括受潮程度和泄漏電流（表面電導(dǎo)率）之間的關(guān)系在線測(cè)量系統(tǒng)研究4.在線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)泄漏電流是在線監(jiān)測(cè)絕緣子污4.1.3飽和受潮條件下表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度閃絡(luò)電壓梯度與表面電導(dǎo)率呈現(xiàn)負(fù)冪指數(shù)關(guān)系當(dāng)串長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，絕緣子形狀對(duì)閃絡(luò)電壓影響減弱，試驗(yàn)所得7、14、21、28片絕緣子串的規(guī)律相近；當(dāng)絕緣子串較短時(shí)，絕緣子形狀對(duì)閃絡(luò)電壓影響較明顯，所以3片串所得曲線與其他曲線略有差異；總體而言，不同串長(zhǎng)所得污閃電壓梯度與表面電導(dǎo)率之間關(guān)系可認(rèn)為近似一致。表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度4.1.3飽和受潮條件下表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度閃絡(luò)電壓4.1.4基于實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率的閃絡(luò)電壓預(yù)測(cè)研究利用實(shí)時(shí)測(cè)量表面電導(dǎo)率，推算飽和受潮條件下的表面電導(dǎo)率的方法。將人工污穢的絕緣子串置于霧室中，在帶電條件下依次在不同濕度充分受潮，記錄各個(gè)濕度下的充分受潮表面電導(dǎo)率，在100%濕度條件下飽和受潮，記錄飽和受潮表面電導(dǎo)率，用升壓法做閃絡(luò)試驗(yàn)。不同鹽密、不同濕度下的電導(dǎo)率（14片串，耐壓126kV）非飽和濕度充分受潮飽和受潮4.1.4基于實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率的閃絡(luò)電壓預(yù)測(cè)研究利用實(shí)時(shí)測(cè)4.1.4.2濕度折算數(shù)學(xué)模型前述分析了絕緣子表面污穢受潮過(guò)程中的電導(dǎo)率變化。低濕度條件下的表面電導(dǎo)率和飽和受潮條件下的表面電導(dǎo)率之間存在關(guān)系。表面電導(dǎo)率—污穢度—相對(duì)濕度關(guān)系圖4.1.4.2濕度折算數(shù)學(xué)模型前述分析了絕緣子表面污穢受4.1.6小結(jié)飽和受潮情況下，絕緣子串污閃電壓與表面電導(dǎo)率存在負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。絕緣子串閃絡(luò)電壓與絕緣子串長(zhǎng)間滿足線性關(guān)系，平均單片閃絡(luò)電壓與表面電導(dǎo)率為負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，可以通過(guò)測(cè)量絕緣子飽和受潮表面電導(dǎo)率，預(yù)測(cè)不同串長(zhǎng)條件下的飽和受潮閃絡(luò)電壓。試驗(yàn)證明可通過(guò)實(shí)測(cè)非飽和受潮條件下實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率值計(jì)算飽和受潮表面電導(dǎo)率，預(yù)測(cè)絕緣子串污閃電壓。4.1.6小結(jié)飽和受潮情況下，絕緣子串污閃電壓與表面電導(dǎo)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)采用了分布式數(shù)據(jù)采集集成系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)部分包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端及通信系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)測(cè)量表面電導(dǎo)率和環(huán)境參數(shù)；分析預(yù)警系統(tǒng)位于電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析功能；采集終端與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)連接。電網(wǎng)污穢監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)的目標(biāo)在于通過(guò)采用可靠的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握各地區(qū)重點(diǎn)污區(qū)主網(wǎng)架的積污狀況。系統(tǒng)組成圖4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)采用了分布式數(shù)據(jù)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)測(cè)量終端引流環(huán)測(cè)量傳感器采集終端太陽(yáng)能供電系統(tǒng)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)測(cè)量終端引流環(huán)測(cè)量傳4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)后臺(tái)中心后臺(tái)監(jiān)控中心及查詢頁(yè)面4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)后臺(tái)中心后臺(tái)監(jiān)控中心4.2.2表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)目前已安裝監(jiān)測(cè)終端41個(gè)，初步覆蓋在江蘇蘇北礦區(qū)、工業(yè)污染區(qū)，蘇中沿江工業(yè)帶以及連云港沿海區(qū)域及核電站出線等防污核心區(qū)段。（1）蘇北干旱地區(qū)：冬季干旱少雨，傳統(tǒng)礦業(yè)和工業(yè)城市，煤礦、電廠、水泥廠等污源眾多。（2）連云港沿海輸電走廊：連云港地區(qū)沿海鹽化工企業(yè)較多，位于該區(qū)域核電出線地位十分重要。（3）蘇中沿江工業(yè)帶：沿長(zhǎng)江兩岸聚集了大量電廠、鋼鐵、化工等高污染企業(yè)，在沿江區(qū)域形成了多處E級(jí)污區(qū)。截止到目前，該系統(tǒng)已初步覆蓋江蘇地區(qū)防污核心區(qū)段，在這些區(qū)域形成比較有效的污穢監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行近4年時(shí)間，取得了大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。4.2.2表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)目前已安裝監(jiān)測(cè)終端4研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線455.污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究通過(guò)采用可靠、穩(wěn)定的絕緣子污穢狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確掌握重點(diǎn)污區(qū)主網(wǎng)架的污穢狀況；并在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合離線測(cè)量數(shù)據(jù)，綜合考慮環(huán)境氣象等因素影響，結(jié)合溫度-濕度-污穢度-污閃電壓四者之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型、氣象預(yù)報(bào)和其他監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，分析和預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)線路的污閃風(fēng)險(xiǎn)，建成了一套具備工程應(yīng)用的電網(wǎng)污穢預(yù)警系統(tǒng)。從功能的角度考慮，污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)可從時(shí)間的角度分為三個(gè)層面，包括實(shí)時(shí)安全裕度分析、歷史工況分析、閃絡(luò)概率預(yù)測(cè)。歷史工況分析實(shí)時(shí)安全裕度閃絡(luò)概率預(yù)測(cè)5.污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究通過(guò)采用可靠、穩(wěn)定的絕緣子污穢5.2歷史工作狀況分析在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的周期性一天之內(nèi)環(huán)境溫度、濕度周期性變化，在絕緣子污穢程度不變的條件下，實(shí)測(cè)值也會(huì)出現(xiàn)周期性的變化。另外，根據(jù)每日的實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率平均值σave，可以計(jì)算得到不同的日均線歷史工作狀況分析的特征量典型的日變化曲線5.2歷史工作狀況分析在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的周期性另外，根據(jù)每日的5.2歷史工作狀況分析從污穢的累積的角度考慮，將歷史工作狀態(tài)分為三種類型：污穢積累型，污穢流失型，污穢穩(wěn)定型。污穢累積型以增長(zhǎng)型為主均線以遞增為主均線穿過(guò)單日標(biāo)識(shí)單元或位于標(biāo)識(shí)單元下方污穢流失型以減少型為主均線以遞減為主均線穿過(guò)單日標(biāo)識(shí)單元或位于標(biāo)識(shí)單元上方污穢穩(wěn)定型增長(zhǎng)型和減少型互相穿插均線較為平滑均線基本穿過(guò)全部的單日標(biāo)識(shí)單元5.2歷史工作狀況分析從污穢的累積的角度考慮，將歷史工作狀5.2歷史工作狀況分析查詢歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，獲得線路的歷史工作狀態(tài)。田都5216線歷史數(shù)據(jù)流失型增長(zhǎng)型穩(wěn)定型穩(wěn)定型穩(wěn)定型增長(zhǎng)型流失型5.2歷史工作狀況分析查詢歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，獲得線路的歷史工作5.2歷史工作狀況分析通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，可以獲得線路的歷史工作狀態(tài)。田都5216線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常運(yùn)行預(yù)報(bào)降雨污層充分受潮污穢流失正常運(yùn)行開始降雨（小雨）5.2歷史工作狀況分析通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，可以獲得線路的歷史5.4輸電線路運(yùn)行指數(shù)將輸電線路當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)以直觀的數(shù)據(jù)形式展示，供運(yùn)行人員參考。輸電線路運(yùn)行指數(shù)安全輸電健康體檢85閃絡(luò)預(yù)警實(shí)時(shí)裕度歷史數(shù)據(jù)專家分析工具包當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)

實(shí)時(shí)運(yùn)行安全裕度20%歷史數(shù)據(jù)分析

連續(xù)積污時(shí)間

30天

日均積污增長(zhǎng)率0.002閃絡(luò)預(yù)警

未來(lái)72小時(shí)閃絡(luò)概率

1%系統(tǒng)運(yùn)行安全關(guān)注天氣狀況可根據(jù)實(shí)際配置狀況、污源污區(qū)環(huán)境、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行人員偏好等，調(diào)整規(guī)則庫(kù)和權(quán)重。5.4輸電線路運(yùn)行指數(shù)將輸電線路當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)以直觀的數(shù)據(jù)形5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)絕緣子污穢狀態(tài)在線評(píng)估絕緣子污穢度離線測(cè)試評(píng)估5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣象監(jiān)測(cè)預(yù)5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用污穢狀態(tài)分析與閃絡(luò)預(yù)警工作流程5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用污穢狀態(tài)分析與閃絡(luò)預(yù)警工作流程5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用查詢歷史信息，監(jiān)控實(shí)時(shí)狀態(tài)，結(jié)合氣象預(yù)報(bào)等做閃絡(luò)預(yù)警分析5.5系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用查詢歷史信息，監(jiān)控實(shí)時(shí)狀態(tài)，結(jié)合氣象預(yù)5.7小結(jié)污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)以絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離線測(cè)量系統(tǒng)為核心，通過(guò)有機(jī)結(jié)合電網(wǎng)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，綜合評(píng)估電網(wǎng)絕緣子的污穢狀態(tài)，建立了污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明該系統(tǒng)可良好地實(shí)現(xiàn)污穢監(jiān)測(cè)與評(píng)估的目的，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高供電可靠性。5.7小結(jié)污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)以絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離線測(cè)謝謝！56謝謝！56輸電線路外絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)輸電線路外絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)57研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線58研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線591.1研究背景輸電線路絕緣子的污閃放電現(xiàn)象500kV港城變電站外絕緣設(shè)備放電現(xiàn)象靖兩甲乙線N7耐張塔絕緣子放電黃開甲乙線#03塔絕緣子爬電污閃問(wèn)題沒(méi)有得到根除1.1研究背景輸電線路絕緣子的污閃放電現(xiàn)象500kV港城變絕緣子污穢程度的表示方法1.等值附鹽密度（廣泛使用，測(cè)量簡(jiǎn)便，和污閃電壓相關(guān)性不好）2.表面電導(dǎo)率（和污閃電壓相關(guān)性好，測(cè)量較復(fù)雜）3.泄漏電流（在線監(jiān)測(cè)，和積污和潮濕程度及施加電壓相關(guān)，如何根據(jù)泄漏電流監(jiān)測(cè)量評(píng)估絕緣子的閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)）絕緣子污穢程度的表示方法1.等值附鹽密度1.2研究?jī)?nèi)容污源釋放污染物通過(guò)監(jiān)控大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)污源絕緣子表面累積污穢通過(guò)離線測(cè)量絕緣子表面污穢絕緣子在線運(yùn)行絕緣子表面污穢度在線測(cè)量外絕緣狀態(tài)評(píng)估1.2研究?jī)?nèi)容污源釋放污染物絕緣子表面累積污穢絕緣子在線運(yùn)1.2研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)組成在線監(jiān)測(cè)離線監(jiān)測(cè)污穢評(píng)估1.2研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)組成離線研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線642.基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)系統(tǒng)模型組成2.基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)系統(tǒng)模型組成2.1污源模型與擴(kuò)散模型絕緣子表面污穢多來(lái)自大氣，大氣污染物擴(kuò)散模型采用HJ/T2.2—1993標(biāo)準(zhǔn)所推薦的高斯正態(tài)模型。在不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定條件下，接受點(diǎn)的SO2濃度用下式預(yù)測(cè)在小風(fēng)、靜風(fēng)條件下，地面(x，y)點(diǎn)1h平均濃度可按下式計(jì)算對(duì)煙塵和粉塵，要考慮顆粒物的沉積作用2.1污源模型與擴(kuò)散模型絕緣子表面污穢多來(lái)自大氣，大氣污染2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子積污原理與模型：從力學(xué)角度分析，污穢顆粒在向絕緣子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到流場(chǎng)曳力、電場(chǎng)力、重力、布朗力等多種力的作用；對(duì)積污起主導(dǎo)作用的是流體曳力、電場(chǎng)力和重力。在風(fēng)速較小時(shí)，電場(chǎng)力起主要作用，而在風(fēng)速較大時(shí)，則是流體曳力和重力起主導(dǎo)作用從污染物特征考慮，污穢顆粒的粒徑對(duì)于絕緣子積污特性有十分重要的影響。在簡(jiǎn)化計(jì)算模型及理論推導(dǎo)后認(rèn)為：在自然條件和充分考慮粒子荷電的情況下，電場(chǎng)能使污穢顆粒物的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生較大偏移的粒徑上限為10um；如果粒徑繼續(xù)增大，則由流體曳力和重力起主導(dǎo)作用。2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子積污原理與模型：2.2絕緣子積污原理與模型流場(chǎng)中的絕緣子積污模型在絕緣子積污的過(guò)程中，流體曳力對(duì)污穢顆粒的運(yùn)動(dòng)起著最為重要作用，采用流體仿真軟件來(lái)模擬計(jì)算在不同風(fēng)速下絕緣子周圍的流場(chǎng)分布情況。以0.6m為半徑構(gòu)建風(fēng)洞仿真模型，進(jìn)行絕緣子周圍的流場(chǎng)計(jì)算。污穢顆粒的粒徑分布服從分布其中F(d)為粒徑小于d的顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)d為顆粒物粒徑流體分析模型2.2絕緣子積污原理與模型流場(chǎng)中的絕緣子積污模型流體分析模2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子表面污穢碰撞量碰撞量與污穢濃度、流體速度、正對(duì)面積有關(guān)其中，C為顆粒物濃度，v為流體速度，S為風(fēng)洞入口面積，Q為質(zhì)量流率，即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)入口的顆粒物質(zhì)量仿真結(jié)果表明，當(dāng)風(fēng)速分別為0.2、7、12m/s時(shí)，隨著顆粒物濃度的增加，碰撞量近似線性的增長(zhǎng)粒徑分布對(duì)碰撞量有著顯著的影響，隨粒徑增加，上表面碰撞量增加，下表面則變化不明顯絕緣子-污穢碰撞模型2.2絕緣子積污原理與模型絕緣子表面污穢碰撞量絕緣子-污穢2.2絕緣子積污原理與模型污穢在絕緣子表面的粘附不是所有與絕緣子表面發(fā)生碰撞的顆粒都會(huì)被絕緣子表面捕獲，需滿足一定的條件碰撞瞬間顆粒物與絕緣子壁面的作用力Fa為總粘附力，F(xiàn)w為范德華力；Fc為毛細(xì)力，F(xiàn)B為化學(xué)鍵粘合力；化學(xué)鍵粘合力需較長(zhǎng)時(shí)間的分子擴(kuò)散才能產(chǎn)生，考慮到顆粒與表面的碰撞，時(shí)間很短，故認(rèn)為該力為0；親水性絕緣子表面由于連續(xù)水膜的存在，其存儲(chǔ)的電荷量很少，故認(rèn)為靜電吸引力為0，不考慮電場(chǎng)作用；故只考慮范德華力和毛細(xì)力的作用。2.2絕緣子積污原理與模型污穢在絕緣子表面的粘附化學(xué)鍵粘合2.2絕緣子積污原理與模型仿真結(jié)果實(shí)例在相對(duì)濕度為30%,顆粒物平均粒徑為15um，顆粒物濃度為50ug/m3的情況下，不同風(fēng)速作用下上下表面顆粒物的粘附量如圖所示。2.2絕緣子積污原理與模型仿真結(jié)果實(shí)例在相對(duì)濕度為30%,2.2絕緣子積污原理與模型污穢累積量模型在掌握粒徑分布、結(jié)合相關(guān)氣象、污染物參數(shù)后，就可以對(duì)鹽密、灰密進(jìn)行計(jì)算積污量預(yù)測(cè)2.2絕緣子積污原理與模型污穢累積量模型積污量預(yù)測(cè)2.2絕緣子積污原理與模型降雨與污穢流失降雨會(huì)引起絕緣子表面污穢的流失，隨降雨量的不同，污穢的流失速度與流失比例會(huì)有差異。1.降雨噴頭2.活接頭3.水壓表

4.水泵5.泄壓閥6.水箱不同降雨量條件下的可溶部分與不可溶部分的清洗率2.2絕緣子積污原理與模型降雨與污穢流失1.降雨噴頭2.2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)基于前述絕緣子污穢累積、流失模型，可建立絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)污源監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)污源附近的氣象、環(huán)境參數(shù)，預(yù)測(cè)絕緣子積污量監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括空氣成分（NO2、SO2濃度）；氣象要素（溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光輻射、大氣壓、雨量、PH值）；空氣中顆粒物粒徑分布；模擬交、直流輸電線路絕緣子自然積污裝置。監(jiān)測(cè)后臺(tái)可接收前端監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)、分析跟蹤以及趨勢(shì)發(fā)展、歷史記錄查詢、遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)站、報(bào)表打印生成。2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)組成絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)氣溶膠粒徑譜儀溫度、濕度、氣壓氣象要素傳感器風(fēng)速傳感器光照輻射傳感器雨量傳感器空氣成分監(jiān)測(cè)傳感器2.3絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)絕緣子積污預(yù)測(cè)系統(tǒng)組成絕緣子積污預(yù)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線763.離線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量主要是離線測(cè)量

是使用采樣巾將污穢擦洗后，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，或者將積污絕緣子帶回實(shí)驗(yàn)室后再測(cè)量其表面鹽密灰密。對(duì)鹽密和灰密測(cè)量方法不展開研究，重點(diǎn)討論電導(dǎo)率的測(cè)量主要研究?jī)?nèi)容包括表面電導(dǎo)測(cè)量方法研究表面電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x器研制3.離線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量主要是離線3.1.1表面電導(dǎo)率的定義表面電導(dǎo)率測(cè)量方法為在絕緣子兩端施加一定電壓后測(cè)量泄漏電流，但測(cè)量電壓的取值及加壓時(shí)間并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)記絕緣子經(jīng)測(cè)量和計(jì)算得到的表面電導(dǎo)率數(shù)值為σf

為絕緣子形狀系數(shù)U

為測(cè)量表面電導(dǎo)率時(shí)施加在絕緣子上的電壓I

為此時(shí)流過(guò)絕緣子表面的泄漏電流。3.1.1表面電導(dǎo)率的定義表面電導(dǎo)率測(cè)量方法為在絕緣子兩3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響施加電壓、加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果均有影響。以往的研究中，只能給出定性的防止干區(qū)形成所應(yīng)施加的電壓和由此確定的加壓時(shí)間。采用具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的測(cè)量系統(tǒng)，記錄不同外加電壓和加壓時(shí)間的泄漏電流實(shí)時(shí)波形及其趨勢(shì)?？煞譃槿N類型：衰減平衡型穩(wěn)定型增長(zhǎng)型不參與平均值前5個(gè)周波3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響施加電壓、加壓時(shí)3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響不同加壓情況下的試驗(yàn)結(jié)果平衡型和衰減平衡型計(jì)算所得的表面電導(dǎo)率數(shù)值相近。在滿足條件的情況下（例如實(shí)驗(yàn)室條件），優(yōu)先選擇高電壓等級(jí)的外加電壓，以模擬絕緣子真實(shí)運(yùn)行條件下的狀況；可在允許條件下，施加略低的電壓，且適當(dāng)延長(zhǎng)加壓時(shí)間。3.1.2測(cè)量電壓與加壓時(shí)間對(duì)測(cè)量值的影響不同加壓情況下的3.1.6小結(jié)測(cè)量表面電導(dǎo)率對(duì)外加電壓及加壓時(shí)間有要求，施加較高電壓，測(cè)試時(shí)間較短，所獲得表面電導(dǎo)率值可靠。自然污穢的可溶鹽種類復(fù)雜，電導(dǎo)率和污閃電壓相關(guān)性好于等值鹽密。對(duì)于人工污穢試品，表面電導(dǎo)率與含鹽量（試驗(yàn)鹽密）有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般而言，對(duì)于同一污源環(huán)境中的絕緣子，污穢成分相近，污穢分布相似。因而可通過(guò)測(cè)量表面電導(dǎo)率，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，獲得自然鹽密。該測(cè)量方法可通過(guò)自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)。3.1.6小結(jié)測(cè)量表面電導(dǎo)率對(duì)外加電壓及加壓時(shí)間有要求，3.2.2

表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)要求可為單片絕緣子提供穩(wěn)定可控的溫、濕度環(huán)境；可測(cè)量泄漏電流，并可計(jì)算表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)基本組成3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)要求可為單片絕緣子提3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)試驗(yàn)倉(cāng)及控制系統(tǒng)箱體外形尺寸1350mm*1000mm*1650mm；高壓、低壓物理隔離，測(cè)量、控制回路與執(zhí)行單元隔離；控制部分包括工控機(jī)、邏輯控制器、按鍵面板；顯示輸出部分包括顯示屏、指示燈與35kV/50kVA污穢電源配合，靜態(tài)占地面積小于5m2，方便運(yùn)輸考慮到安全距離要求，開展試驗(yàn)時(shí)所需面積小于10m2，可方便地在集裝箱體或較小實(shí)驗(yàn)室空間內(nèi)開展試驗(yàn)。試驗(yàn)倉(cāng)溫濕度控制單元顯示屏控制面板箱體3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)試驗(yàn)倉(cāng)及控制系統(tǒng)箱體外形3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)罐體選用絕緣透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，可滿足電氣絕緣要求，同時(shí)便于觀察試驗(yàn)過(guò)程罐體內(nèi)徑650mm，高度800mm，可滿足3片XP70、XWP160型絕緣子試驗(yàn)系統(tǒng)的水位控制，可自動(dòng)加水、排水完善的人機(jī)交互功能罐體結(jié)構(gòu)抽濕系統(tǒng)儲(chǔ)水系統(tǒng)加濕系統(tǒng)試驗(yàn)倉(cāng)體3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)罐體選用絕緣透明有機(jī)玻璃3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)按照系統(tǒng)組成，分別完成各組件設(shè)計(jì)制作。試驗(yàn)變壓器高壓套管機(jī)柜控制回路表面電導(dǎo)率測(cè)量模塊3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)按照系統(tǒng)組成，分別完成各3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)為方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步集成化。3.2.2表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)為方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步集3.2.4加速受潮的方法研究出現(xiàn)凝露后，不論當(dāng)前濕度為多少，均會(huì)在絕緣子表面出現(xiàn)露珠的凝結(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致污層的迅速受潮。絕緣子各處溫度特性不完全相同，但差異并不大，凝露會(huì)均與地出現(xiàn)在絕緣子各個(gè)區(qū)域。一般條件下可以認(rèn)為，凝露出現(xiàn)后，絕緣子會(huì)立刻飽和受潮。未發(fā)生凝露組發(fā)生凝露組起始時(shí)刻起始時(shí)刻5min

5min10min10min3.2.4加速受潮的方法研究出現(xiàn)凝露后，不論當(dāng)前濕度為多3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用利用前述系統(tǒng)，開展絕緣子污穢度現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摘取絕緣子3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用利用前述系統(tǒng)，開展絕緣子污穢度3.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量用時(shí)小于30分鐘，不破壞污層，重復(fù)性好，可靠性高。為支持特高壓建設(shè)，2013年分別在江蘇泰州、揚(yáng)州、南通、蘇州等地區(qū)的8條線路上開展絕緣子污穢度實(shí)測(cè)。序號(hào)地區(qū)外絕緣配置鹽密/灰密（mg/cm2）表面電導(dǎo)率（μS）1泰州28*XWP2-1600.03/--0.992揚(yáng)州28*XWP2-1600.025/0.0820.433揚(yáng)州28*XWP2-1600.035/--0.784南通14*XWP2-700.014/0.0100.445南通30*XWP2-1600.082/0.0432.966南通14*XWP2-700.11/--3.687蘇州18*XWP2-700.489/0.48733.58蘇州28*XWP2-1600.09/--3.413.2.6測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量用時(shí)小于30分鐘，3.2.7小結(jié)沿串污穢均勻分布的條件下，絕緣子串表面電導(dǎo)率與測(cè)量所得單片表面電導(dǎo)率相等；對(duì)滿足特定條件的不均勻分布絕緣子串，可以利用插值方式簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程，得到近似數(shù)值?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，表面電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量耗時(shí)短，精度高，可重復(fù)性強(qiáng)，可滿足污穢度評(píng)估的需求，可在一定程度上簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的鹽密測(cè)量工作。3.2.7小結(jié)沿串污穢均勻分布的條件下，絕緣子串表面電導(dǎo)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線絕緣子污穢度測(cè)量方法污穢狀態(tài)評(píng)估專家系統(tǒng)研究背景基于大氣監(jiān)控的污穢度評(píng)測(cè)離線絕緣子污穢度測(cè)量方法在線914.在線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)泄漏電流是在線監(jiān)測(cè)絕緣子污穢程度的特征量泄漏電流和電導(dǎo)率之間可以換算，利用電導(dǎo)率估算污閃電壓更直接泄漏電流不僅和積污關(guān)系密切，而且和受潮程度關(guān)系密切。主要研究?jī)?nèi)容包括受潮程度和泄漏電流（表面電導(dǎo)率）之間的關(guān)系在線測(cè)量系統(tǒng)研究4.在線絕緣子污穢度測(cè)量方法與系統(tǒng)泄漏電流是在線監(jiān)測(cè)絕緣子污4.1.3飽和受潮條件下表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度閃絡(luò)電壓梯度與表面電導(dǎo)率呈現(xiàn)負(fù)冪指數(shù)關(guān)系當(dāng)串長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，絕緣子形狀對(duì)閃絡(luò)電壓影響減弱，試驗(yàn)所得7、14、21、28片絕緣子串的規(guī)律相近；當(dāng)絕緣子串較短時(shí)，絕緣子形狀對(duì)閃絡(luò)電壓影響較明顯，所以3片串所得曲線與其他曲線略有差異；總體而言，不同串長(zhǎng)所得污閃電壓梯度與表面電導(dǎo)率之間關(guān)系可認(rèn)為近似一致。表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度4.1.3飽和受潮條件下表面電導(dǎo)率與閃絡(luò)電壓梯度閃絡(luò)電壓4.1.4基于實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率的閃絡(luò)電壓預(yù)測(cè)研究利用實(shí)時(shí)測(cè)量表面電導(dǎo)率，推算飽和受潮條件下的表面電導(dǎo)率的方法。將人工污穢的絕緣子串置于霧室中，在帶電條件下依次在不同濕度充分受潮，記錄各個(gè)濕度下的充分受潮表面電導(dǎo)率，在100%濕度條件下飽和受潮，記錄飽和受潮表面電導(dǎo)率，用升壓法做閃絡(luò)試驗(yàn)。不同鹽密、不同濕度下的電導(dǎo)率（14片串，耐壓126kV）非飽和濕度充分受潮飽和受潮4.1.4基于實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率的閃絡(luò)電壓預(yù)測(cè)研究利用實(shí)時(shí)測(cè)4.1.4.2濕度折算數(shù)學(xué)模型前述分析了絕緣子表面污穢受潮過(guò)程中的電導(dǎo)率變化。低濕度條件下的表面電導(dǎo)率和飽和受潮條件下的表面電導(dǎo)率之間存在關(guān)系。表面電導(dǎo)率—污穢度—相對(duì)濕度關(guān)系圖4.1.4.2濕度折算數(shù)學(xué)模型前述分析了絕緣子表面污穢受4.1.6小結(jié)飽和受潮情況下，絕緣子串污閃電壓與表面電導(dǎo)率存在負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。絕緣子串閃絡(luò)電壓與絕緣子串長(zhǎng)間滿足線性關(guān)系，平均單片閃絡(luò)電壓與表面電導(dǎo)率為負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，可以通過(guò)測(cè)量絕緣子飽和受潮表面電導(dǎo)率，預(yù)測(cè)不同串長(zhǎng)條件下的飽和受潮閃絡(luò)電壓。試驗(yàn)證明可通過(guò)實(shí)測(cè)非飽和受潮條件下實(shí)時(shí)表面電導(dǎo)率值計(jì)算飽和受潮表面電導(dǎo)率，預(yù)測(cè)絕緣子串污閃電壓。4.1.6小結(jié)飽和受潮情況下，絕緣子串污閃電壓與表面電導(dǎo)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)采用了分布式數(shù)據(jù)采集集成系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)部分包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端及通信系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)測(cè)量表面電導(dǎo)率和環(huán)境參數(shù)；分析預(yù)警系統(tǒng)位于電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析功能；采集終端與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)連接。電網(wǎng)污穢監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)的目標(biāo)在于通過(guò)采用可靠的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握各地區(qū)重點(diǎn)污區(qū)主網(wǎng)架的積污狀況。系統(tǒng)組成圖4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)采用了分布式數(shù)據(jù)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)測(cè)量終端引流環(huán)測(cè)量傳感器采集終端太陽(yáng)能供電系統(tǒng)4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)測(cè)量終端引流環(huán)測(cè)量傳4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)后臺(tái)中心后臺(tái)監(jiān)控中心及查詢頁(yè)面4.2.1表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)后臺(tái)中心后臺(tái)監(jiān)控中心4.2.2表面電導(dǎo)率在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)目前已安裝監(jiān)測(cè)終端41個(gè)，初步覆蓋在江蘇蘇北礦區(qū)、工業(yè)污染區(qū)，蘇中沿江工業(yè)帶以及連云港沿海區(qū)域及核電站出線等防污核心區(qū)段。（1）蘇北干旱地區(qū)：冬季干旱少雨，傳統(tǒng)礦業(yè)和工業(yè)城市，煤礦、電廠、水泥廠等污源眾多。（2）連云港沿海輸電走廊：連云港地區(qū)沿海鹽化工企業(yè)較多，位于該區(qū)域核電出線地位十分重要。（3）蘇中沿江工業(yè)帶：沿長(zhǎng)江兩岸聚集了大量電廠、鋼鐵、化工等高污染企業(yè)，在沿江區(qū)域形成了多處E級(jí)污區(qū)。截止到目前，該系統(tǒng)已初步覆蓋江蘇地區(qū)防污核心區(qū)段，在這些區(qū)