標準：污穢條件下高壓絕緣子選用導則

1、ics gb/t xxxx200x 代替gb/t xxxx 中華人民共和國國家標準中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局 發(fā) 布200x-xx-xx 實施200x-xx -xx 發(fā)布污穢條件下高壓絕緣子選用導則 第1部分：定義、信息和一般原則selection and dimensioning of high voltage for polluted conditions part 1:definitiongs,information and general principles（iec 60815:2002 idt）目 次 前言ii1范圍12規(guī)范性引用文件13定義和術語14縮寫25絕緣子選擇

2、和尺寸確定的方法36選擇和確定絕緣子時的輸入?yún)?shù)47系統(tǒng)要求48環(huán)境條件49污穢嚴重程度的評估510絕緣子選擇和尺寸確定7附錄a （資料性附錄） 污穢閃絡機理12a.1 a類污穢閃絡機理12a.2 b類污穢閃絡機理12a.3 憎水性表面的污穢閃絡機理13附錄b （規(guī)范性附錄） esdd和nsdd的測量14b.1 概述14b.2 測量污穢等級的必要設備14b.3 測量esdd和nsdd的污穢收集方法14b.4 esdd和nsdd的確定15b.5 污穢的化學分析17附錄c （規(guī)范性附錄） ese污穢嚴重程度的評估18c.1 表面電導的測量18c.2 表面泄漏電流的測量18附錄d （規(guī)范性附錄） 方

3、向性灰塵沉積物量規(guī)測量法19d.1 概述19d.2 測量器材19d.3 測量程序20d.4 按測量的dddg確定sps等級20附錄e （規(guī)范性附錄） 試驗室試驗方法的應用21e.1 程序的一般要點21e.2 污穢耐受試驗的應用21附錄f （資料性附錄） 收集污穢地區(qū)絕緣子狀況的調查表舉例23參考文獻26前 言 bg/t xxx的本部分等效采用iec 60815-1:2002污穢條件下高壓絕緣子的選擇和尺寸確定 第1部分：定義、信息和一般原則。為便于使用，本部分作了下列編輯性修改：a) 在標準中文名稱中加“導則”二字；b) 用小數(shù)點“.”代替作為小數(shù)點的逗號“，”；c) 刪去國際標準的前言；d)

4、 刪去范圍中對本標準其它部分的描述并放于前言。本標準分如下5個部分： 第1部分：定義、信息和一般原則 第2部分：交流瓷和玻璃絕緣子 第3部分：交流復合絕緣子 第4部分：直流瓷和玻璃絕緣子 第5部分：直流復合絕緣子本部分為第1部分。第25部分規(guī)定如下方面的細則：a) 根據(jù)現(xiàn)場污穢嚴重程度確定基本的統(tǒng)一單位爬電距離（uscd）；b) 對基本的uscd進行海拔、絕緣子形狀、尺寸和位置等因數(shù)修正的應用；c) 推薦絕緣子外形。本部分的附錄a、f為資料性附錄，附錄b、c、d、e為規(guī)范性附錄。本部分由全國絕緣子標準化委員會提出。本部分由全國絕緣子標準化委員會歸口。本部分起草單位：武漢高壓研究所。本部分主要起

5、草人：楊迎建、吳光亞、蔡偉。污穢條件下高壓絕緣子選用導則 第1部分：定義、信息和一般原則1 范圍gb/t xxx的本部分適用于污穢條件下，高電壓系統(tǒng)用絕緣子的選擇及其尺寸的確定。本導則將絕緣子分為如下種類：b) 交流瓷和玻璃絕緣子；c) 交流復合絕緣子；d) 直流瓷和玻璃絕緣子；e) 直流復合絕緣子。注：瓷和玻璃絕緣子是指有一個瓷或玻璃絕緣部件的絕緣子，而不管其表面是否有復合或有機材料。本部分規(guī)定一般定義、對在一定污穢條件下的絕緣子特性作出判斷的原則，以及污穢嚴重程度的評估方法。本部分不涉及覆冰或積雪對污穢絕緣子的影響。本部分的目的是：a) 表征現(xiàn)場污穢嚴重程度和類型；b) 確定定義的“標準”

6、絕緣子必要的爬電距離；c) 確定對現(xiàn)場“預選”絕緣子規(guī)定特性的爬電距離的修正；d) 確定解決方案的相對利弊；e) 評估“混合”（hybrid）方法或降塵措施的必要性和價值。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。gb 311.1-1997 高壓輸變電設備外絕緣配合neq iec 60071-1:1993 gb/t 2900.8 電工術語 絕緣子gb/t 4585 交流

7、高壓絕緣子的人工污穢試驗方法 idt iec 60507:1991gb/t 7253 標稱電壓高于1000v架空線路絕緣子 交流瓷或玻璃絕緣子元件 盤形懸式絕緣子元件的特性 idt iec 60305:1995 gb/t xxxx直流高壓絕緣子的人工污穢試驗 idt iec 61245:1993 iec 60433:1998 標稱電壓高于1000v架空線路絕緣子 交流瓷或玻璃絕緣子元件 長棒形絕緣子元件的特性3 定義和術語gb/t 2900.8所定義的以及下列定義和術語適用于本部分。3.1 標準盤形懸式絕緣子 reference cap and pin insulatorxp-120、lxp-

8、120和xp2-160、lxp2-160盤形懸式絕緣子(根據(jù)gb/t 7253)3.2 標準長棒形絕緣子 reference long rod insulatorl100長棒形絕緣子(根據(jù)iec 60433)，至少帶7個平傘裙（不帶棱）。3.3 絕緣子主體 insulator trunk絕緣子的中心絕緣部件， 傘裙從該部件伸出。（對于較小的絕緣子也稱為shank）。3.4 傘裙 sheds將絕緣子主體凸出以增加爬電距離，典型傘裙外形見圖1。3.5 爬電距離 creepage distance沿承受標稱運行電壓的金具之間的絕緣表面最短距離，或最短距離之和。注 1：水泥和任何其它非絕緣材料的表面不

9、考慮為絕緣距離。注 2：如果絕緣子的絕緣部件之上覆有高電阻的涂層，該部分可認為是有效的絕緣表面，此段距離計于爬電距離。3.6 統(tǒng)一單位爬電距離 unified specific creepage distance爬電距離與絕緣子兩端最高運行電壓有效值之比，通常表示為mm/kv。注： 本定義不同于單位爬電距離，單位爬電距離為爬電距離與設備最高線電壓之比。對于相對地絕緣子，本定義將是gb/t 5582-1993定義的單位爬電距離的倍。3.7 外形參數(shù) profile parameters影響耐污特性的幾何尺寸。3.8 附鹽密度 salt deposit density (sdd)人工涂附于給定絕緣

10、子表面（不包括金具和安裝部件）的氯化鈉總量除以表面積，一般表示為mg/cm2。3.9 等值附鹽密度 equivalent salt deposit density (esdd)溶解后具有與從給定絕緣子表面清洗的自然沉積物溶解后相同電導率的氯化鈉總量除以表面積，一般表示為mg/cm2。3.10 非可溶沉積物密度 non soluble deposit density (nsdd)從給定絕緣子表面清洗的非可溶殘渣總量除以表面積，一般表示為mg/cm2。3.11 現(xiàn)場等值鹽度site equivalent salinity (ses)根據(jù)iec 60507進行鹽霧試驗時的鹽度。用該鹽度試驗，在相同絕

11、緣子和相同電壓下，產生的泄漏電流與現(xiàn)場自然污穢條件下的泄漏電流相同。3.12 現(xiàn)場污穢嚴重程度 site pollution severity (sps)通過較長時間（如一年或多年）在垂直安裝的標準絕緣子（包括盤形盤形懸式和長棒形絕緣子）上記錄的esdd/nsdd或ses的最大值。3.13 現(xiàn)場污穢嚴重程度等級 site pollution severity class從非常輕到非常嚴重將污穢嚴重程度按sps分級。4 縮寫dddg 方向性的灰塵沉積量規(guī)esdd 等值附鹽密度nsdd 非可溶沉積物密度sdd 附鹽密度ses 現(xiàn)場等值鹽度sps 現(xiàn)場污穢嚴重程度tov 暫態(tài)過電壓uscd 統(tǒng)一單位

12、爬電距離5 絕緣子選擇和尺寸確定的方法根據(jù)系統(tǒng)要求和環(huán)境條件選擇合適的絕緣子，推薦采用表1中的三種方法。每一種方法的適應性取決于有效的數(shù)據(jù)、時間和工程造價，所選絕緣子的類型和尺寸正確與否（可信度）隨選擇程序中所作的判斷而變，如果在選擇程序中取“捷徑”，則得到的方案將保守，否則將在運行中有較高的事故風險。表1列出了每一種方法所需的數(shù)據(jù)和判斷。事實上，絕緣子的污穢性能由環(huán)境與絕緣子之間復雜的和動態(tài)的相互制約來決定，附錄a給出了污穢閃絡機理的簡要總結。在方法a中，其相互制約反映在運行線路或變電站，也可體現(xiàn)在試驗站。在方法b中，相互制約不能由試驗室試驗完全體現(xiàn)，例如，按gb 4585和gb/t xxx

13、x規(guī)定的試驗。在方法c中，相互制約僅通過修正因數(shù)在一定程度上滿足要求并有所體現(xiàn)。方法c是一種簡單經濟的方法，但選擇三種方法時必須考慮總造價（包括強制要求），只要條件允許，應采用方法a。表1 絕緣子選擇和尺寸確定的三種方法方法a方法b方法c對于相同場所、臨近場所和有類似條件的場所，使用現(xiàn)場或試驗站的經驗。測量或評估實地的污穢嚴重程度。根據(jù)外形和今后爬電比距導則選擇預選絕緣子。選擇合適的試驗室和試驗判據(jù)。調整預選絕緣子。測量或評估實地的污穢嚴重程度。應用上述數(shù)據(jù)，基于外形和今后爬電比距導則選擇絕緣子的類型和尺寸。輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)要求。環(huán)境條件。絕緣子參數(shù)。歷史特征。系統(tǒng)要求。環(huán)境條件。絕緣子參數(shù)。時間

14、和有用資源。系統(tǒng)要求。環(huán)境條件。絕緣子參數(shù)。時間和有用資源。決定現(xiàn)有絕緣子滿足要求嗎？有時間測量實地污穢嚴重程度嗎？有時間測量實地污穢嚴重程度嗎？ 是使用同樣絕緣子。 否使用不同絕緣子或不同尺寸。 是測量 否評估是測量否評估使用不同材料、類型或外形的絕緣子嗎？污穢類型 確定試驗室試驗?，F(xiàn)場污穢嚴重程度確定試驗值。 否使用同樣絕緣子 是使用不同的絕緣子或不同的尺寸。選擇程序如有必要，應用外形和今后爬電比距導則，使現(xiàn)有絕緣適合按方法b或方法c的新選擇。選擇預選絕緣如有必要，根據(jù)試驗結果調整選擇/尺寸。根據(jù)今后的導則，應用污穢和氣候類型選擇合適的外形。根據(jù)今后的導則，應用污穢水平和修正因數(shù)針對外形設

15、計和材料確定絕緣子的尺寸。正確性較好隨評估現(xiàn)場污穢嚴重程度誤差的大小和/或捷徑，以及選擇試驗室的限制而變。與方法a和方法b相比，可能為折中方法。隨評估現(xiàn)場污穢嚴重程度誤差的大小和/或捷徑，以及所選擇的修正因數(shù)的合適性而變。下述各條款給出了有關系統(tǒng)要求、環(huán)境和實地污穢確定的信息。在方法a中，可采用調查方式以獲得現(xiàn)有線路和變電站的運行經驗，其例子見附錄f。方法b中的試驗室試驗細則見附錄b，參數(shù)的選擇和合適的試驗方法將在以后的相關標準中給出。方法c要求的最小統(tǒng)一單位爬電距離和修正因素在本標準的其它相關部分給出。6 選擇和確定絕緣子時的輸入?yún)?shù)戶外絕緣子的選擇和確定是一個復雜的過程，要獲得滿意的結果，

16、必須考慮大量的參數(shù)。對于某個現(xiàn)場或工程，所要求的輸入有三類：系統(tǒng)要求、現(xiàn)場的環(huán)境條件和來自制造商產品目錄的絕緣子參數(shù)。該三類的每一類均含大量的參數(shù)，如表2所示，各參數(shù)在以下各條款中討論。表2 絕緣子選擇的輸入?yún)?shù)系統(tǒng)要求環(huán)境條件絕緣子參數(shù)系統(tǒng)類型污穢類型和等級總長度最高運行電壓雨、霧、露、形式過電壓風材料強制特性要求溫度、濕度外形間隙、強制幾何尺寸海爬爬電距離雷電直徑地震干弧距離外力破壞注：斜體字為非污穢相關參數(shù)，不是本標準的內容，但可能影響或限制絕緣子形式的選擇。7 系統(tǒng)要求選擇和確定戶外絕緣子時必須考慮系統(tǒng)要求。嚴重影響絕緣子尺寸的因數(shù)如下： 系統(tǒng)類型（ac或dc）根據(jù)運行和試驗室試驗結果

17、，在相同污穢條件下，直流絕緣子所要求的統(tǒng)一單位爬電距離比交流絕緣子要高得多，有關內容在本標準第4和第5部分詳述。 最高運行電壓通常交流系統(tǒng)由設備最高電壓um表征，見gb 311.1。相對地絕緣子承受相電壓uph-e=um/。相間絕緣子承受線電壓uph-ph=um?？v向（longitudinal）絕緣子可能承受x倍得相電壓，在同步期間x值可能達2倍。在直流系統(tǒng)中，通常最高系統(tǒng)電壓等于最高極電壓。 過電壓由于瞬態(tài)過電壓持續(xù)時間短，可以不考慮其影響。由于發(fā)電機突然甩負荷，相間或相對地短路故障可能產生暫態(tài)過電壓（tov），tov的持續(xù)時間取決于系統(tǒng)結構，在中性點絕緣情況下可能持續(xù)一個半小時或者更長。取

18、決于tov的持續(xù)時間及其發(fā)生的概率，tov和絕緣子污穢聯(lián)合影響可能要考慮。cigre 158給出了這方面的信息。 強制特性要求有些用戶可能要求特性要保證戶外絕緣子具有可用性、可維護性和可靠性。例如，需要規(guī)定給定時間內的每個變電站或每百公里線路允許的最大污閃次數(shù)，還可能要求污閃后的最大停電次數(shù)。另外，根據(jù)現(xiàn)場條件確定絕緣子尺寸等要求可能成為絕緣子參數(shù)的控制因素。 間隙和幾何尺寸可能在幾種情況（或是其組合）下，絕緣子形式和尺寸的確定需要有專門的方法。例如：1) 緊湊型線路；2) 絕緣子非常規(guī)布置；3) 塔和變電站的非常規(guī)設計；4) 絕緣導線；5) 具有低視覺沖擊的線路或變電站。8 環(huán)境條件8.1

19、污穢類型的辨別導致絕緣子發(fā)生閃絡的污穢有二種主要基本類型： a類固體層型：含有非可溶性成分的固體污穢沉積在絕緣子表面，當受潮時沉積物變?yōu)閷щ?。這種類型的污穢通過測量esdd和nsdd來表征其特性可能是最好的。 b類鹽霧型：液體電解物沉積在絕緣子上，其含有很少的或不含非可溶性成分。這種類型的污穢最好通過測量導電率或泄漏電流來表征其特性。也可能出現(xiàn)兩種類型的組合。a類和b類的污穢閃絡機理見附錄a。8.1.1 a類污穢a類污穢是與內陸、沙漠或工業(yè)污染區(qū)相聯(lián)系的，就其形成導電層而言，可分為兩種主要類別，即活性污穢和惰性污穢。 活性污穢活性污穢又分為導電污穢（具有永久性導電，如含有金屬導電粒子的污穢）、

20、高可溶性鹽（迅速溶解于水種的鹽）和低可溶性鹽（需要很多水來溶解）?；钚晕鄯x測量等值附鹽密度（esdd），單位為mg/cm2。 惰性污穢典型的惰性污穢有灰塵、沙、泥、油等，惰性污穢測量非可溶性沉積物密度，單位為mg/cm2。參考資料1給出了有關惰性和活性材料類型影響的詳細資料。沿海地區(qū)形成的干鹽層，經露水、小霧、霧或細雨迅速潤濕，在此情況下， 沿海地區(qū)也可能發(fā)生a類污穢?？赡艿腶類污穢源如下：1) 大地，如鹽田或沙漠；2) 公路和鐵路；3) 開采含塵物資（如石膏）的礦場；4) 農村（如對農作物噴灑或耕作）；5) 海；6) 鳥糞。8.1.2 b類污穢b類污穢常與沿海地區(qū)相聯(lián)系，在沿海地區(qū)，鹽水或導

21、電霧沉積在絕緣子表面。 可能的b類污穢源如下：1) 海洋；2) 發(fā)出污染氣體（如so2）的工廠，so2在酸雨條件下可能溶解形成導電層；3) 有鹽分的道路。8.2 污穢嚴重程度現(xiàn)場污穢嚴重程度（sps）用下列量值表示： esdd和nsdd（a類污穢）； ses（b類污穢）。絕緣子自然污穢的污穢嚴重程度用下列量值表示： esdd和nsdd（a類污穢）； 表面電導率（b類污穢。）注：在某些情況下，esdd可用于b類污穢。人工污穢試驗時在絕緣子上的污穢嚴重程度用下列量值表示： sdd和nsdd (固體層法)； 霧鹽度 （鹽霧法）。9 污穢嚴重程度的評估9.1 現(xiàn)場污穢嚴重程度的測量現(xiàn)場污穢嚴重程度（s

22、ps）取一定時間（如一年或更長）內，在垂直安裝的標準絕緣子上紀錄到的esdd和nsdd(或ese)二者的最大值。如果在測量期間下雨，測量應在適當?shù)拈g隔重復進行，這取決于自然清洗的影響，而sps取系列測量中紀錄到的最大值。注 1：即使esdd和nsdd不是出現(xiàn)在同一時間，sps仍然取其最大值的組合。注 2：當測量期間無自然清洗時，esdd和nsdd的最大值可以根據(jù)以對數(shù)時間為函數(shù)的積污密度曲線進行估算。本導則的應用直接與絕緣子安裝現(xiàn)場的資料或污穢嚴重程度的評估有關，污穢嚴重程度的評估可以根據(jù)如下方面進行：1） 現(xiàn)場測量；2） 有關已運行的線路和變電站絕緣子的特性資料（見附錄f）；3） 按氣候和環(huán)

23、境條件模擬計算污穢水平（見 cigre 158）；4） 如無其它可能， 定性的表示法列在表3中?，F(xiàn)場測量采用的不同方法有： 對于a類污穢現(xiàn)場，測量標準絕緣子（見附錄b）表面上的esdd和nsdd；對于b類污穢現(xiàn)場，測量標準絕緣子基于在線電流（表面電導率）或監(jiān)視器（見附錄b）確定的ses ； 測量體積電導率并對用方向性量規(guī)收集的污物進行沉積物分析（見附錄d）； 不同長度絕緣子的閃絡總數(shù)； 試樣絕緣子的泄漏電流。前三中方法不需要昂貴的儀器且容易實施，體積電導率測量法不直接給出結果，而是由其反映現(xiàn)場污穢情況的嚴重程度和發(fā)生的頻度，esdd/nsdd法表征現(xiàn)場污穢嚴重程度。有關潤濕情況應單獨獲得。所有

24、方法的正確與否取決于測量的頻度和時間段?；诳傞W絡的方法需要昂貴的試驗設備，可靠的信息可能來源于具有涵蓋工程要求長度的試驗絕緣子及其在臨近實際運行電壓下的閃絡。后二種方法需要工頻電源和專用紀錄儀器，具有對污穢影響進行連續(xù)監(jiān)測的優(yōu)點，一直用來研究評估積污率。當涉及試驗數(shù)據(jù)時，可以用來指示污穢仍然處于安全水平或給出需要清洗的信號或其它。這二種方法可以直接確定現(xiàn)場被試絕緣子必須的最小 uscd。在標準絕緣子上進行測量時，對研究包括其它外形的絕緣子的積污和自清洗機理是非常有用的，而獲得的信息有利于精心選擇絕緣子合適的外形。污穢常常是季節(jié)性的，并與氣候有關。因此，由于季節(jié)性影響的原因，測量周期應至少為一

25、年，考慮到異常污穢情況或為了分析趨勢，可能有必要取更長測量周期。干旱地區(qū)的測量周期應至少為三年(見10.3.2)。9.2 現(xiàn)場污穢嚴重程度等級從標準化考慮，從非常輕到非常重定義5級污穢來表征現(xiàn)場污穢的嚴重程度： a 非常輕b 輕c 中d 重e 非常重注： 該字母等級不直接與以前有關標準中的數(shù)字等級對應。對于a類污穢，圖2和圖3分別給出了標準盤形盤形懸式絕緣子和長棒形絕緣子與每一個sps 等級相對應的esdd/nsdd值的范圍，該值是根據(jù)現(xiàn)場測量、經驗和污穢試驗確定的，是一年（最?。┲芷谥卸ㄆ诙啻螠y量的最大值。注： 對二種類型的標準絕緣子分別繪圖，是因為在相同的環(huán)境下，二種類型的標準絕緣子取不到

26、相同數(shù)量的污穢。對于b類污穢，圖4給出了二種標準絕緣子的sps 等級與ses測量值之間的對應關系。從sps一級變到另一級不是突變的，因此，圖2中二級之間的邊界為陰影。表3給出了各污穢水平的例子和相對應的典型環(huán)境的簡要描述，環(huán)境一欄的內容不是詳盡的，其描述不太適宜單獨用來確定現(xiàn)場的污穢水平。將表3中的例e1到例e7置于圖2和圖3中以表示出典型的sps水平。絕緣子的某些特性（如外形）對積污量有重要的影響，因此，圖中典型的數(shù)字僅對標準盤形盤形懸式和長棒形絕緣子是有用的。表3 典型環(huán)境和合適的污穢評估方法示例示例典型環(huán)境的描述sps級污穢類 型e1距海、沙漠或開闊干地大于50kma距人為污穢源b大于1

27、0km在距上述污穢源更短距離內，但： 主風不直接來自污穢源方向 和/或每月規(guī)律性的雨水清洗 a非常輕ae2距海、沙漠或開闊干地大于1050km距人為污穢源b510km在距上述污穢源更短距離內，但： 主風不直接來自污穢源方向 和/或每月規(guī)律性的雨水清洗b輕ae3e4距海、沙漠或開闊干地大310kmc距人為污穢源b15km， 在距上述污穢源更短距離內，但： 主風不直接來自污穢源方向 和/或每月規(guī)律性的雨水清洗c中a距上述污穢源更遠一些（距離在“輕”的范圍內），但： 在長時間（幾星期或幾月）干污穢積集季之后，常常發(fā)生濃霧或細雨 和/或含有高導電率的大雨 和/或nsdd高，在510倍的esdd之間c中

28、a/bbae5e6在海、沙漠或開闊干地3km內在人為污穢源b1km內d重a具有比上述距污穢源更長的距離（規(guī)定為“中”對應的距離），但： 在長時間（幾星期或幾月）干污穢積集季之后，常常發(fā)生濃霧或細雨 和/或含有高導電率的大雨 和/或nsdd高，在510倍的esdd之間d重a/bbae7在與規(guī)定為“重”區(qū)所對應的相同的距污穢源的距離范圍內，且： 直接承受海水噴濺或濃鹽霧 或直接承受高電導率或水泥類高密度污染物以及被霧或細雨潤濕 沙漠地區(qū)（具有牢固的沙和鹽堆積物和規(guī)則性的濃縮）e非常重ba/baa：在暴風雨期間，在距大海的該距離下，esdd可能達到很高值。b：考慮大城市的影響，距離要更長一些，如取距

29、海、沙漠或開闊干地的距離。c：取決于沿海地區(qū)的地形和風力強度。10 絕緣子選擇和尺寸確定10.1 過程的一般描述選擇絕緣子和尺寸確定的全部過程可以歸納如下： 根據(jù)可利用的知識、時間和資源確定合適的方法a、方法b和方法c； 收集必要的輸入數(shù)據(jù)，特別是有關是否為交流或直流輸電、系統(tǒng)電壓、絕緣子使用類型（如線路、支柱、套管等）； 收集必要的環(huán)境數(shù)據(jù)，特別是現(xiàn)場污穢嚴重程度和等級； 與環(huán)境相適宜的預選絕緣子的初步選擇； 采用本標準第25部分指出的方法，或根據(jù)運行或試驗站的經驗（對方法a），按絕緣子類型和材料確定基本的統(tǒng)一單位爬電距離。 必要時，通過與預選絕緣子尺寸、外形、取向等有關的修正因數(shù)，對基本的

30、uscd進行修正； 通過試驗（對方法b）對尺寸認可（見附錄e）。10.2 外形的通用細則典型的外形見圖1。在相同環(huán)境條件下，不同類型的絕緣子和同樣類型的絕緣子的不同取向具有不同的積污率，此外，污穢本質的變化可能使絕緣子的某一種形狀比其它形狀有效。外形選擇的濃縮指南如下：由于風的作用使污穢沉積在絕緣子上的地區(qū)，如沙漠、重工業(yè)污染地區(qū)或不直接被海水噴濺的沿海地區(qū)，經驗證使用空氣動力學型或平坦型外形比較合適，該形式的外形在長期干燥地區(qū)特別有效。平坦型外形也易于維護時清洗。在遭受鹽霧、海水噴濺的或有其它溶解狀態(tài)污穢的地區(qū)，鐘罩防霧型外形或深棱傘外形是合適的，該外形在含有緩慢溶解鹽的微粒污穢沉積物地區(qū)也

31、是有效的。最近的扁平防霧外形（傘下面帶較少和較淺的棱），可能合適在重工業(yè)污染區(qū)，特別是在串長受限制時使用，而水平布置的絕緣子應避免用深棱型外形。大小傘交替型適合于在嚴重潮濕地區(qū)。標準外形使用在“非常輕”和“中”污穢地區(qū)是有效的，該地區(qū)不需要用長爬電距離和有空氣動力學效果的外形。有關外形更多的建議在本標準的相關部分給出。10.3 異常和特殊使用或環(huán)境的考慮10.3.1 空心絕緣子聚合和瓷空心絕緣子用作設備絕緣子、套管和變電站支柱，例如，用作電容器外套、避雷器外套、斷路器滅弧室外套和支柱、電纜終端、穿墻套管、變壓器套管、互感器和光測量裝置外套。復合空心絕緣子的污穢特性不僅與外形和爬電距離有關，而且

32、與電壓分布均勻有關，因此，應仔細設計，特別對較低污穢等級情況，不均勻的影響更為嚴重，可能會降低閃絡特性和增加擊穿風險。10.3.1.1 內組件絕緣套內的導體、屏蔽件或均壓裝置可能對電氣性能有很大的影響，沖擊干或濕閃試驗表明，空套和完整產品的特性有差別，污穢試驗也如此。一般具有軸向和射向電壓分布均勻的絕緣套其特性最優(yōu)（閃絡電壓高和擊穿風險低），典型裝置就是電容式套管。電壓分布不均勻的影響在較低污穢水平（esdd為0.010.03mg/cm2）下更為明顯，阻性泄漏電流越小，越不能補償電壓分布不均勻。在較高污穢水平下，表面阻性電流占主導，因此降低了電壓分布不均勻的影響。該效應已在試驗室得到驗證，且空

33、套和完整產品均有類似的結果。10.3.1.2 不均勻受潮和非均勻積污套管的運行溫度通過局部干燥可能導致絕緣表面受潮不均勻，而且在自然條件下積污也不均勻，因此即使在較高污穢水平下，所說的電壓分布不均勻效果削弱可能不太有效。10.3.2 干燥地區(qū)選擇和確定絕緣子尺寸時，干燥地區(qū)有其獨特的難點。干燥地區(qū)不直接鄰近海岸，長期干燥導致出現(xiàn)esdd和nsdd的極端情況，其原因是周邊的沙含有鹽分。使用空氣動力學型“自清洗”外形可以減少污穢的沉積，像使用聚合絕緣子一樣。上有半導體釉的瓷絕緣子其表面有約1ma的電流流過，可防止露水形成水膜。平傘 大小傘 深棱傘a 支柱、長棒型和空心絕緣子傘裙外形標準型傘 空氣動

34、力型傘鐘罩防霧型傘 扁平防霧型傘 b 盤形盤形懸式絕緣子傘裙外形 平傘型 大小傘型 有棱型 c 聚合盤形盤形懸式和支柱絕緣子傘裙外形 平傘型 大小傘型d 聚合空心絕緣子傘裙外形圖1 絕緣子傘裙外形esdd,kg/cm2圖2 標準盤形盤形懸式絕緣子esdd/nsdd與sps之間現(xiàn)場a類污穢嚴重程度的關系圖3 標準長棒型絕緣子esdd/nsdd與sps之間現(xiàn)場a類污穢嚴重程度的關系圖4 標準絕緣子或監(jiān)測儀的ses與sps之間現(xiàn)場b類污穢嚴重程度的關系附錄 a （資料性附錄）污穢閃絡機理 a.1 a類污穢閃絡機理預積污穢（a類）的閃絡過程容易理解，其過程可分為如下所述的6個階段。實際上各個階段分的不

35、是很明顯，但卻為其組合。絕緣子的污穢閃絡過程一般受絕緣子表面特性的影響，而表面條件認為有二種，憎水性或親水性。瓷和玻璃絕緣子一般為親水性表面，聚合絕緣子，特別是硅橡膠一般為憎水性。在受潮條件（如雨、薄霧等）下，親水性表面將完全潤濕而形成電解液膜覆蓋在絕緣子上；相比之下，同樣的受潮條件，憎水性表面上形成多個水珠。污穢閃絡過程還受電壓波形（ac或dc）的影響，實驗足以證明，對于同樣的污穢嚴重程度，交流耐受電壓峰值遠高于直流耐受電壓值。電弧在絕緣子表面的發(fā)展可能有幾個周波，因此，電弧在電流過零附近有熄滅和重燃過程。絕緣子外表面上相鄰二點之間（如二棱或二裙之間）的空氣放電特征很復雜，但由于其短接了絕緣

36、子表面一段距離，因此降低閃絡性能。另外水滴或水蒸氣可能更容易降低閃絡性能。在親水性表面（如瓷材料）的閃絡過程如下：階段1：絕緣子表面形成污穢層。在干狀態(tài)下如果污穢是非導電的（電阻值很高），則發(fā)生閃絡前必須要有受潮過程（階段2）。 階段2：污穢絕緣子表面受潮。絕緣子受潮可能有如下方式：潮氣吸收、凝露和降雨。大雨可能沖洗掉部分電解物和全部污穢層，放電過程的其它階段不再發(fā)生，或直接由雨水橋接傘裙而閃絡。在相對濕度較大（大于75），絕緣子的溫度與環(huán)境溫度相同時，其表面吸收潮氣。當絕緣子表面溫度低于露點時，空氣中的水分在其表面凝露，該情況一般出現(xiàn)在日出或剛剛日出之前。階段3：表面覆有導電污穢層的絕緣子，

37、在電壓作用下，表面泄漏電流及其熱效應在幾個周波內對污穢層進行部分干燥，此處的電流密度很大，從而形成所謂的干區(qū)。階段4：污穢層不均勻干燥所產生的干區(qū)使導電通道破壞，泄漏電流間斷。階段5：加在干區(qū)（可能僅幾個毫米長）的相電壓使空氣擊穿，干區(qū)由電弧橋接，與未干燥部分的電阻和污穢層的導電部分串聯(lián)。在絕緣子表面的每一次火花放電都產生一個泄漏電流脈沖。階段6：如果污穢層的濕潤和導電部分的電阻足夠低，則橋接越來越多，橋接干區(qū)的電弧沿絕緣子表面持續(xù)發(fā)展，其趨勢使與電弧串聯(lián)的電阻減小，電流增加，甚至將絕緣子表面橋接，最終導致相對地閃絡。整個過程可歸納為絕緣子、污穢、受潮條件和所加電壓（在試驗室為電源阻抗）之間相

38、互作用的過程。閃絡的可能性隨泄漏電流的增大而增加，而泄漏電流大小主要取決與絕緣子表面污層的電阻。因此可以斷定，在a類污穢模式下，絕緣子表面污層電阻是決定是否發(fā)生閃絡的本質因數(shù)。污穢閃絡在非常干燥地區(qū)（如沙漠）是一個問題，一般解釋是由于在日出時絕緣子表面的溫度與周圍環(huán)境溫度迅速上升之間的熱慣性，其溫差僅需幾攝氏度即可發(fā)生凝露，甚至在相當?shù)偷南鄬穸认?。絕緣材料的熱容量和熱導率控制其表面溫升率。污穢閃絡過程和模型詳細資料可參見cigre 158。a.2 b類污穢閃絡機理a.2.1 導電霧b類“即時污穢”指極快沉積在絕緣子表面的高導電污染物，該類污穢在較短時間（小于1h）內，使絕緣子從容許的清潔、低

39、導電率狀態(tài)變?yōu)殚W絡狀態(tài)，其后又恢復為低導電率狀態(tài)。即時污穢的閃絡有與a.1所述的同樣過程，但即時污穢一般具有較高的電導率的液體電解層，如鹽水噴濺、鹽霧或工業(yè)酸霧等，因此其過程從上述的階段3開始并迅速發(fā)展到階段6。實際上各個階段分的不是很明顯，但卻為其組合，僅與表面親水性有關。最危險區(qū)域是在化工廠周圍，或具有溫度逆變歷史的沿海附近。a.2.2 鳥排泄物b類污穢的一種特例是鳥排泄物，鳥排泄時形成連續(xù)的，較高導電率（2040k/m）的流體，其長度足以減小空氣間隙而引起閃絡。在這種情況下，絕緣子的幾何特性的作用很小或全無。最好的解決辦法是安裝驅鳥裝置或預置棲息處。a.3 憎水性表面的污穢閃絡機理由于憎

40、水性表面的動態(tài)特性和污穢具有導電和非導電復雜的相互作用，目前還沒有一般的憎水性表面污穢閃絡的合適模型。但有一種污穢閃絡的定性描述，如，鹽分遷移進水滴中，水滴的不穩(wěn)定性，表面液體絲狀的形成，當電場足夠高時，放電在液體絲狀和水滴之間發(fā)展。然而，在運行中，憎水性材料具有積污、受潮、局部放電或高場強的動態(tài)過程，其聯(lián)合作用使絕緣子的部分或整個表面出現(xiàn)臨時的更加親水的特性。因而在局部或有限期間內，親水性表面的污穢閃絡過程也適用于名義上的“憎水性”材料或表面。附錄 b （規(guī)范性附錄）esdd和nsdd的測量 b.1 概述當進行絕緣子的防污設計時，必須確定污穢等級。污穢等級一般通過測量絕緣子（不是現(xiàn)有輸電線路

41、上的或試驗站的）上的等值鹽密（esdd）來確定，另外還應測量對應的非可溶性積沉物密度（nsdd），特別如沙漠或工業(yè)區(qū)，在絕緣子表面上沉積有很多灰塵或沙塵的情況。本附錄介紹如何測量esdd和nsdd，并介紹如何進行污穢的化學分析?，F(xiàn)場污穢嚴重程度通過使用7片標準盤形懸式絕緣子串或至少7個傘裙的標準長棒形絕緣子進行標準化測量。將不帶電的絕緣子放置在盡量靠近線路或母線的某一高度處，在規(guī)定的時間間隔內（如每月、每三月、每年、二年后等），監(jiān)測絕緣子串的每個傘裙。盤形懸式絕緣子 長棒絕緣子圖 b1 測esdd的絕緣子串b.2 測量污穢等級的必要設備測量esdd和nsdd的必要設備如下： 蒸餾水或純凈水 電

42、導率表 量筒 溫度計 醫(yī)用手套 濾紙 膠帶 漏斗 帶標簽的容器 干燥器或烤箱 洗刷用碗 天平 脫脂棉、刷子、海棉b.3 測量esdd和nsdd的污穢收集方法為避免失去污穢，應不接觸絕緣子表面；帶清潔的醫(yī)用手套。測量之前，容器、量筒等應清洗干凈，以保證無任何電解物。b.3.1 使用擦拭法的程序 將100300cm3(或更多，如必要)的蒸餾水倒入有標簽的容器，并將吸水棉浸入水中（可以使用其它工具，如刷子或海棉），浸有棉花的水的電導率應小于0.001s/m； 分別從盤形懸式絕緣子上下表面用吸水棉擦洗污穢，長棒或支柱絕緣子通常從傘裙中的一部分收集污穢，如圖b2所示； 帶有污穢的棉花應放回容器，通過搖擺

43、和擠壓使污穢溶于水中； 圖 b2 在絕緣子表面污穢的擦拭 重復擦洗直到絕緣子表面無殘留的污穢。在幾次擦洗后如果還有污穢，應用刮具將其刮下并放入含有污穢的水中； 應注意不要損失水，即收集污穢前后水的重量不能有大的變化。b.3.2 使用清洗法的程序 用橡膠帶分別覆蓋絕緣子的鋼腳和鋼帽，不要覆蓋絕緣子表面； 清洗的碗要保證傘盤能放入其中； 量出5001000cm3的蒸餾水（小于0.001s/m）倒入碗中； 將試驗絕緣子的鋼帽放入水中，用手慢慢清洗無棱的表面直到邊緣； 從碗中取出絕緣子輕輕抖動，使絕緣子上帶的水完全滴入碗中，將水倒入有標簽的容器中，確保碗中無任何沉積物； 沖洗和清洗碗； 量出50010

44、00cm3的蒸餾水（小于0.001s/m）倒入碗中； 將上述絕緣子的鋼帽朝上放入碗中，用手慢慢清洗下表面的污穢； 將第二次的水再仔細倒入有標簽的容器中，碗中不要留下沉淀物。b.4 esdd和nsdd的確定b.4.1 esdd的計算應測量含有污穢的水的電導率和溫度，在將水充分攪拌之后進行測量。對于高溶性的污穢，攪拌的時間可短一些，如幾分鐘；對于低溶性的污穢，一般需要較長的攪拌時間，如3040min。應按公式（b1）進行電導率的修正： (b1) 式中： 溶液溫度，；在溫度下的電導率，s/m；20在溫度20下的電導率，s/m；b 取決于溫度的因數(shù)，可按公式（b2）計算，其關系曲線見圖b3。 (b2)

45、 絕緣子表面的esdd應按公式（b3）和公式（b4）計算，20和sa的關系見圖b4。 (b3) esdd (b4) 式中： 在溫度20下的電導率，s/m；esdd等值鹽密，mg/cm2； 蒸餾水的體積，cm3； 絕緣子表面面積，cm2。 （溶液溫度），圖 b3 b值曲線圖 b4 20和sa的關系曲線注 1：在0.001mg/cm2范圍內esdd的精密測量，推薦使用非常低電導率的水，如小于104s/m。一般蒸餾水（去礦物質水）的電導率小于0.001s/m，也可以使用，但要從含有污穢水的等值鹽量中減去蒸餾水的等值鹽量。注 2：蒸餾水（去礦物質水）的總量取決于污穢的類別和數(shù)量，非常重污穢或低溶性污穢

46、推薦用大水量，實際上，可按210l/m2的水來清洗。為了避免對污穢量的低估，水的總量可增加，但應以電導率小于0.2s/m 左右為準。如果測量的電導率非常高，有可能懷疑由于水少而使污穢未溶解。注 3：電導率測量之前的攪拌時間取決于污穢的類別，對于低溶性污穢，分若干個間隔（時間最長到3040min）測量電導率，當測量值穩(wěn)定時，確定為電導率值。對于溶解很快的污穢，可使用特殊的方法，如沸騰法和超聲波法。b.4.2 nsdd的計算在測量了esdd之后的污穢水應使用漏斗過濾、干燥和對過濾紙（1.6m級或更?。┓Q重。含有污穢的過濾紙（殘渣）應烘干，然后稱重，如圖b5所示。圖 b5 測量nsdd的過程nsdd

47、應按式（b5）計算： nsdd=1000(wfwi)/a (b5) 式中： nsdd 非溶性沉積物密度，mg/cm2；wf 在干燥條件下含污穢過濾紙的重量，g；wi 在干燥條件下過濾紙自身的重量，g；a 絕緣子表面面積，cm2 。b.5 污穢的化學分析為了準確了解污穢條件，可對污穢進行定量的化學分析，這對鑒別可溶性鹽的化學成分是有用的。可溶性鹽的化學分析可用esdd測量后的溶液，采用離子交換色譜儀（ic）、感應耦合等離子體光發(fā)射光譜分析儀等進行。分析結果可顯示正離子(如na、ca2、k、mg2)和負離子（如ci、so4、ho3）。附錄 c （規(guī)范性附錄）ese污穢嚴重程度的評估 海蝕區(qū)域的污染

48、物通常屬于即時型污穢，發(fā)生在沿海附近，發(fā)生污穢的持續(xù)時間可能至少要延續(xù)1h到超過24h。為了確定這種情況的污穢嚴重程度，可能要采用周期性（如每一小時或一個半小時）測量或連續(xù)測量表面電流的方法。二種情況所測的電流值可通過在相同絕緣子和相同電壓下進行鹽霧試驗（按gb/t 4585的方法）來校核，試驗時，逐次增加鹽度直到最大電流值ih為現(xiàn)場測到的電流值，該電流值所對應的鹽度即為現(xiàn)場等值鹽度（ses）。注： 如果用聚合絕緣子代替本標準定義的標準絕緣子來評估ses，要注意按gb/t 4585進行鹽霧試驗時，由于經預處理后的試驗絕緣子出現(xiàn)憎水性暫時消失，可能聚合絕緣子的性能比現(xiàn)場運行絕緣子的性能還低。c.

49、1 表面電導的測量 在簡易的絕緣子（如半米長）或標準盤形懸式絕緣子上加低電壓進行周期性測量，所加電壓應足夠低以避免干燥帶產生電弧，電流值應采用合適的方法記錄。c.2 表面泄漏電流的測量 在一串標準盤形懸式絕緣子或長棒絕緣子上進行連續(xù)測量，取決于絕緣子上所加的電壓，測量結果將僅顯示ih值（試驗期間不閃絡），或顯示ih值和imax值（閃絡），電流值應采用合適的方法記錄。附錄 d （規(guī)范性附錄）方向性灰塵沉積物量規(guī)測量法 d.1 概述四個灰塵量規(guī)，每個量規(guī)置于指南針所指的四個主方向，用來收集大氣中攜帶的污穢粒子，污穢被收集到與各量規(guī)底部相連的四個塑料容器中。每月將容器取下并用500ml蒸餾水將收集到

50、的污穢進行混合，測量該溶液的電導率，定義污穢指數(shù)為四個量規(guī)的電導率的平均值，用s/cm表示，并且歸一到30天間隔。該方法的優(yōu)點是簡單，實際上除需安裝量規(guī)外，不需要絕緣子或設備，也不需有電源的場地。 圖 d1 方向性灰塵沉積物量規(guī)量規(guī)為圓管形結構，在圓管上開一個40mm寬的槽，槽的兩端帶20mm的半圓，兩半圓中心之間的距離為351mm（全槽長391mm），圓管外徑為75mm，長500mm，管頂?shù)讲垌數(shù)木嚯x為30mm，圓管安裝在槽的底部距地面約3m高處，既避免量規(guī)不經意碰到，又使容器能方便和安全地更換。量規(guī)法的主要缺點是，由于沒有用實際絕緣子，所以不可能涉及絕緣子的自清洗特性和傘裙外形對絕緣子表面

51、積污的影響。在降雨量大的地區(qū)，污穢指數(shù)可能較高，而降雨量小但常發(fā)生霧的地區(qū)則相反，因此，實際的污穢嚴重程度要比用量規(guī)測得的高。d.2 測量器材 夾紙板、鉛筆和紙：紀錄原始數(shù)據(jù)； 便攜梯： 2.5m的梯子，可達灰塵容器； 噴霧瓶：使用蒸餾水將殘留污穢從每個量規(guī)中噴射到容器中； 量筒：量出500ml的蒸餾水倒入每個容器中； 蒸餾水：每個容器平均3l水，體積電導率應不超過5s/cm； 便攜式電導率表：以s/cm示值并補償?shù)?0。如果儀表未補償?shù)?0，報告中要說明電導率和溫度讀數(shù)； 溫度探針：如果電導率表未補償?shù)?0，用來測量灰塵溶液的溫度； 自來水：用來在測量完成后清洗垂直槽和容器； 紙巾：如需另外清洗時使用； 黑色防水性記號筆：用來在容器上標記地點和測量數(shù)據(jù)； 備用容器：如果容器帶回試驗室，需要有替換的容器，另外，測量完成后，清洗在用容器，也需容器替換到量規(guī)上。d.3 測量程序 用少量蒸餾水噴射連接容器的量規(guī)槽，使每個量規(guī)筒中的所有殘留污穢沖洗到各自的容器中，防止下雨時將上月的沉積物清洗進容器內； 取下面向四個主風向的四個容器，在數(shù)據(jù)結果卡上記錄數(shù)據(jù)；。 將500ml的蒸餾水倒入每個容器中并攪拌，以保證可溶沉積物完全溶解； 測量蒸餾水的電導率及其溫度（如儀表為補償