第二讲电网污秽等级的划分

4 污秽度测量和等级划分
• 污秽物的化学成份对污秽等级的划分和用
污耐受电压发选择绝缘子片数都有重要作 用。为使高溶解度污秽物和低溶解度污秽 物的比例分析更准确，可溶性盐的化学分 析结果应包括尽可能多的正离子和负离子。 企标在IEC 60815:1CD文件附录A的污秽化 学成份分析中增加了若干常见的正离子和 负离子。企标还提出可进行污秽物颗粒度 及其分布的分析，以利于污染源识别。
第二讲：电网污秽等级划分
（企标核心内容之一）
青海电力科学研究院
张仲秋
电网防污闪是一个古老而现实的问题。随 着我国经济高速发展，大气污染日趋突出；电 网的扩大发展，也使难以避免的污闪覆盖范围 增大，我国电网的安全运行仍承受着大面积污 闪的风险。转变观念，调整现行污秽外绝缘设 计与运行维护的技术政策，采用饱和污秽度修 订污秽等级划分标准与污区图，提高我国电网 整体外绝缘水平，才能有效地防止大面积污闪 事故的发生。
常含有大量低溶解度的无机盐盐，不溶物 含量高。我国西北地区的沙漠、戈壁以及 大片荒芜的盐碱地带是此类污秽环境的典 型。风力是绝缘子染污的主要气象因素。 其中盐碱地带，每当清晨绝缘子表面凝露 时，可能引起绝缘子闪络。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.2.2 沿海型环境 • 沿海岸波浪激起飞沫、海雾以及台风带来
年至5年积污后测量其表面等值盐密和灰密， 目的是尽可能获取现场饱和污秽度；污秽 取样时间应选择在年度积污期结束时进行， 以获取最大值。 • 统一规定的绝缘子：XP、LXP和XWP型 • 统一的测量时间： 3年至5年积污周期和取 样时间年度积污期结束时。
4 污秽度测量和等级划分
• 企标规定，现场污秽度取样可在带电和不
4 污秽度测量和等级划分
• 要认真总结本地区复合绝缘使用的经验。
在重污秽地区线路使用复合绝缘子，变电 设备涂刷RTV和加装复合增爬裙，经济有效。 它不仅是运行维护部门防污闪的补救措施， 也可以是设计部门技术经济比较后对外绝 缘配置的选择。 • 关注复合绝缘的劣化（特别是RTV的更新周 期）和爬距选择问题。
• 采用连续积污3～5年的等值盐密和灰密值
划分污秽等级后，以往的“运行经验”大多不 能使用了。要重视长年不清扫线路和实施 状态检修（或称以等值盐密指导清扫）线 路的运行经验，用以指导邻近或自然地理 环境相似地区调爬工作。
4 污秽度测量和等级划分
• 要全面地认识和描述污湿特征，充分认识
和了解大环境污染的影响。既要看到视野 范围内的污染源，更要关注来自远方大、 中城市的工业污染；既要注意常年气候变 化与潮湿天气的分布，又要考虑多年一遇 的“久旱无雨”和“灾害性浓雾”的周期性；既 要顾及今后经济发展可能带来的污染，还 要注意到大气污染与恶劣天气相互作用所 带来的湿沉降。
地区绝缘子积污的饱和时间，北方约为3～ 5年，南方约为3年。因此在确保电网安全 运行的前提下，经过3年或更多一点时间的 工作就可获得大量数据，而实测饱和盐密 值与理论估算值的误差可控制在10%以内。
4 污秽度测量和等级划分
• 对于缺少饱和等值盐密数据的地区，双伞
型和普通型盘形绝缘子的饱和等值盐密可 暂按平均年度等值盐密的1.6～1.9倍（南方 按1.5～1.7倍）计算。 • 为使各地修订后的污区图更符合当地的实 际情况，各地应开展饱和盐密的测量工作， 积累可供使用的数据。由于500kV线路绝缘 子积污通常多于220kV和110kV线路，因此 要特别注意积累500kV线路的测试数据。
4 污秽度测量和等级划分
• 4.1 现场污秽度的评估
• 根据IEC 60815:1CD文件的意见，企标采用
了现场污秽度评估的四条：⑴已有线路和 变电站绝缘子的运行经验与污秽测量资料； ⑵现场测量等值盐密和灰密；⑶按气候和 环境条件模拟计算污秽水平（见 CIGRE 158）；⑷根据典型环境的污湿特征（见表 4.2）预测现场污秽度。
• 不同电压等级的输电线路可接受的污闪跳
闸率如下表。
电压等级，kV 输送容量，104kW 110 6～10 220 10～50 330 40～80 500 50～100 750 100
在系统中的重要性
污闪跳闸率，次/(×年)
重要
0.1
重要
0.1
重要
0.05
重要
0.05
重要ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.05
4 污秽度测量和等级划分
带电绝缘子串上进行。通常在运行带电参 照绝缘子上测量可避免带电与不带电对绝 缘子积污的影响；在悬挂于运行绝缘子串 附近不带电绝缘子上测量有利于饱和污秽 度（饱和等值盐密）和带电系数的试验。 • 企标暂推荐带电系数取1.1-1.5，各地可继 续积累试验数据以确定本地的带电系数。
4 污秽度测量和等级划分
4 污秽度测量和等级划分
• 4.2.3 按气候和环境条件模拟计算污秽水平
（见 CIGRE 158） • CIGRE 158提出了模拟计算方法。中国电科 院提出了一个依据工业污染源排放估算区 域污秽度的计算模型。此处从略。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.2 污秽环境
• 企标将污染环境分为4类；未包括非常轻污
秽区（原称大气清洁区），即IEC提到的内 陆型环境，在我国主要存在于远离城镇的 草原、森林及常年冰雪覆盖的山地高原。 • 实际上，污秽环境往往由一种及以上污秽 环境的组合。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.2.1 沙漠型环境 • 广阔的沙土和长期干旱的地区，污秽层通
3 污秽种类、环境和表征方法
• 由于我国工业能耗以燃煤为主，冶金、化
工、建材和火电厂等高耗能企业的烟囱高 度多在数十米、百米甚至200m以上，因此 烟尘排放距离远，影响范围可达数十公里。 因此，视野不及的区域内仍然可能受到工 业污染的影响。这就是我们所讲的“大环 境污染”的主要内容。
3 污秽种类、环境和表征方法
4 污秽度测量和等级划分
• 本标准强调污闪跳闸率是检验设备运行成
功与否的主要标准。把电网污闪跳闸率控 制在一个较低的可以接受的水平，取决于 电网的结构、线路的重要性。通常电压等 级越高，对线路与变电站运行的可靠性要 求也越高。对电网主网架、大电厂和枢纽 变电站及其送出线要尽可能防止污闪的发 生。
4 污秽度测量和等级划分
4 污秽度测量和等级划分
• 要注意统计盘形瓷绝缘子的劣化率和玻璃
绝缘子的自破率。根据我国电网运行经验， 盘形瓷绝缘子的年劣化率在万分之几到千 分之几浮动，近年有所好转；玻璃绝缘子 的自破率也大致在同一水平。因此，线路 绝缘子片数的选择还应考虑劣化绝缘子的 存在。
4 污秽度测量和等级划分
• 4.2.2 现场测量等值盐密和灰密 • 企标规定“等值盐密”和灰密的测量周期
4 污秽度测量和等级划分
• 现有运行经验和试验表明，复合绝缘子伞
套呈现硬度增加、易撕裂和憎水性削弱等 老化表象时，其机电性能仍可保障其安全 运行，不会立即导致电网灾难性事故发生， 人们有充裕时间采取措施，逐步更换。 • 现有运行经验和试验还表明，复合绝缘子 即使憎水性很差，其耐污闪能力也明显高 于相同爬距的瓷绝缘，重污区复合绝缘可 以使用相对较低的爬距。
4 污秽度测量和等级划分
• 企标根据IEC 60815:1CD文件的意见，用加
注的方式对现场污秽度的统计值做出如下 规定：⑴等值盐密和灰密不同期出现时， 现场污秽度取其最大值的组合；⑵测量期 间有降雨，等值盐密和灰密的最大值可以 根据以预期降雨频度的对数为函数的积污 密度曲线进行估算；⑶当有足够有效数据 时，现场污秽度最大值可以由统计值代替。
4 污秽度测量和等级划分
• IEC 60815:1CD文件认为上述四条的可靠性
依次递减。这与我们长期坚持的污秽等级 划分“三原则”及以运行经验为主的原则 是一致的。
4 污秽度测量和等级划分
• 4.2.1 已有线路和变电站绝缘子的运行经验 • 运行经验主要依据已有运行绝缘子的污闪
跳闸率和事故记录、地理和气象特点、采 用的防污闪措施等情况而定。本标准在规 范性附录G中针对以往运行经验建立在“一 年一清扫”基础上的实际情况，对本标准 提出的“运行经验”进行了新的解读：
为3～5年，以区别于GB/T 16434-1996 “盐密值应是以1～3 年连续积污盐密为准” 和“对500kV 线路以3 年积污盐密值确定污 级”的不确切提法。实质上就是用饱和污 秽度取代年度等值盐密，其终极目标是要 求在选择绝缘子时不考虑清扫这一因素。
4 污秽度测量和等级划分
• 根据现有现场试验与测试结果，我国内陆
• 3.3 污秽分级
• 企标使用绝缘子自然污秽的现场污秽度作
为不同地区污秽等级划分的量化参数。 • 企标将污秽分为A和B两类。但根据运行经 验，二者现场污秽度都可用等值盐密和灰 密来描述。目前尚无采用现场等值盐度描 述绝缘子现场污秽度的必要，但企标未排 除它的使用。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 企标特别指出人工污秽试验时绝缘子表面
4 污秽度测量和等级划分
• 大量积污试验与现场测试数据表明，无论
是同一串绝缘子各片间，还是同一地点或 环境条件相似的地区，甚至不同地域之间， 我们所测得的绝缘子表面灰密对等值盐密 之比都呈正态分布；对于不同种类的污染 源，灰密为等值盐密的2～10倍，年度平均 值为4.5倍或5倍，现场污秽度趋于饱和时灰 密为等值盐密的5～10倍。
• 3.2.4 农业型环境 • 远离城市与工业污染的农业耕作区，污秽
源以土壤扬尘及农用喷洒物为主。 • 绝缘子表面污秽层可能含有高溶解度的盐 也可能含有低溶解度的盐（如化肥、农药、 鸟粪、土壤中的盐份与可溶性有机物）， 通常此类污秽中不溶物含量较多。其雨水 自然清洗效果同样取决于绝缘子伞型。
3 污秽种类、环境和表征方法
的海水微粒最具代表性，其中台风影响可 远至海岸数十公里。此类污秽层多由高溶 解度可溶盐组成，相对不溶物含量偏低。 • 沿海滩涂盐碱通过风力作用也可形成对绝 缘子表面的污染。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.2.3 工业型环境 • 受到工业烟尘、废气、粉尘排放污染，绝
缘子表面污秽层或含有较多的导电微粒 （冶金），或含有高溶解度的无机盐（化 工、火电厂），或含有低溶解度的无机盐 （建材）。 • 不溶物含量相对较多，雨水自然清洗效果 取决于绝缘子的伞型。其中建材污秽可使 绝缘子表面污秽结垢，人工清扫困难。
污秽度用盐密和灰密表示（固体层法）。 这就将盐密与等值盐密两个术语区别开来， 盐密用于人工污秽试验，等值盐密用于描 述现场绝缘子自然污秽。 • 本标准不排除人工污秽试验使用盐雾法， 但也不提倡；使用盐雾法时，绝缘子污秽 度用等值盐度表示。
4 污秽度测量和等级划分
• 4.1 现场污秽度的测量
• 企标规定，一般在普通盘形绝缘子经连续3
• 高溶解度可溶性盐如氯化钠，低溶解度可
溶性盐如石膏即CaSO4· 2H2O。 • 水溶性无机盐和水溶性有机物（如乙酸钾 （CH2COOK）和尿素（CH4N2O尿）等。 • 标准中提及盐的可溶性对污秽耐受电压的 影响；但未考虑不溶物种类对污秽耐受电 压的影响。通常人工污秽试验标准规定了 硅藻土和高领土两种不溶物， 二者对试验 结果影响有所不同。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.1.2 B类污秽 • 沿海地区海风携带盐雾、化工企业排放的
化学薄雾以及大气严重污染带来的湿沉降 直接沉积在绝缘子表面。 • 纯B类污秽是很少存在的，多是A类和B类污 秽物的混合物。盐雾、化工气体以及城市、 工业区及其周边形成的湿沉降通常都是叠 加在绝缘子表面已有的污层上。
• 电科院3个自然积污试验站的155组数据统
计，普通型、钟罩型和双伞型3种绝缘子积 污1年，带电与不带电绝缘子表面等值盐密 的差别平均在5～15%范围（灰密的差别分 散性比较大）；随着积污时间延长，带电 与不带电积污的差别有增加的趋势，如钟 罩型绝缘子连续积污3年，带电串的等值盐 密较不带电串提高了30%。
3 污秽种类、环境和表征方法
• 3.1 污秽的种类
• 3.1.1 A类污秽 • 普遍存在于内陆、沙漠或工业污染区，沿
海地区绝缘子表面形成的盐污层也属此类。 • 受潮时形成导电的可溶污秽物和非导电但 可吸收水分的不溶物。可溶污秽物按溶解 度区分可分为高低溶解度两类；也可按无 机物和有机物区分。
3 污秽种类、环境和表征方法