0 引言

内蒙古西部地区煤炭资源丰富，火电厂数量众多。电气设备外绝缘受外界环境影响较大^[1-3]，因此准确掌握现场污秽程度，合理配置输变电设备外绝缘以及采取有效的防污闪措施，对电网供电可靠性具有重要意义^[4]。

等值盐密和不溶沉积物密度（即灰密）是现场污秽度等级划分的重要指标，是电气设备外绝缘配置的重要依据^[5-7]。现场监督检查发现，火电厂现场污秽度测试工作存在较多问题，本文重点从等值盐密、灰密测试工作规范性等方面，分析测试工作中存在的各种问题，并提出现场污秽度测试工作建议。

1 现场污秽度测试方法

现场污秽度由现场的参照绝缘子的等值盐密和灰密确定^[8]。

1.1 污秽收集取样

将适量的蒸馏水导入容器中，采用擦洗的方式将参照盘形悬式绝缘子表面（不包括任何金属部件或装配材料表面）污秽物收集到容器中，重复清洗至绝缘子表面不再有污秽物，绝缘子表面污秽收集方式如图 1所示。收集时尽量不丢失水分，保证测试用蒸馏水的体积不变^[9]。

1.2 等值盐密计算

充分搅拌容器中含有污秽物的水，测量其电导率和温度。等值盐密ρ_ESDD计算公式^[10]如下：

(1)

(2)

式中：σ₂₀ —温度20 ℃时的体积电导率，S/m；

V —蒸馏水的体积，cm³；

A —收集污秽的绝缘子表面的面积，cm²；

S_a —溶液盐体积浓度，kg/m³。

1.3 灰密计算

使用漏斗和干燥且称重后的滤纸过滤已测量等值盐密后的含污秽物的水，然后干燥含有污秽物的滤纸。灰密ρ_NSDD计算公式如下：

(3)

式中：W_f —干燥条件下含有污秽物的滤纸质量，g；

W_i —干燥条件下滤纸最初的质量，g；

A —收集污秽的绝缘子表面的面积，cm²。

1.4 现场污秽度等级划分

按照GB/T 26218.1—2010《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则》的规定，现场污秽度分为5个等级，表示污秽度由轻到重^[11]。

带电参照绝缘子连续积污3~5 a后开始测量现场污秽度，取记录的等值盐密和灰密最大值。如果是交流不带电测量，测量值乘以1.1~1.3的带电积污系数K₁。如果测量其他形式绝缘子的现场污秽度，应将等值盐密、灰密值乘以形状积污系数K₂换算成参照绝缘子的现场污秽度测量值。形状积污系数为参照绝缘子所测ρ_ESDD值与某形式绝缘子所测ρ_ESDD值的比值。

2 存在的问题及影响

对电气设备性能进行技术监督时发现，蒙西地区火电厂现场污秽度测试工作中存在许多问题，影响现场污秽度等级划分的准确性。

2.1 参照绝缘子选型错误

为有效开展现场污秽度测试工作，需要在特定地点悬挂参照盘形悬式绝缘子，用参照盘形悬式绝缘子表面等值盐密、灰密测量污秽程度。通常用7—9个U120B或U160B普通盘形悬式绝缘子组成绝缘子串来测量现场污秽度^[12]。

部分火电厂取样测试的绝缘子为防污型悬式瓷绝缘子，或选择在变压器套管、断路器套管处取样，都无法提供形状积污系数，不能将其他型式绝缘子测试结果转换为普通盘形悬式绝缘子的等值盐密、灰密值，从而无法判断现场污秽度等级。

2.2 取样时机不当

受停电检修时间制约，有些火电厂参照盘形悬式绝缘子等值盐密、灰密取样时机为当年雨季后，不符合GB/T 26218.1—2010标准要求。标准规定测量时机选在每年积污期后，具体根据当地多年气象规律或局部气候和环境条件确定，对于蒙西地区为冬末春初降雨期之前。若取样时机选择为雨季后，降雨会造成参照绝缘子表面的污秽遭到一定程度冲洗，导致等值盐密、灰密测量值较实际值低，现场污秽度等级相应降低。

2.3 取样位置不符合要求

部分火电厂现场污秽度测试取样从参照绝缘子串最下片绝缘子（靠近导线侧）和最上片绝缘子（靠近横担侧）取样，取样部位不符合GB/T 26218.1—2010标准要求。

参照盘形悬式绝缘子串示意图见图 2。对于带电参照绝缘子串，“盘1”离高压导线最近，局部电场强度较高。受电离吸附作用及空气气流影响，使得绝缘子串紧邻高压导线侧绝缘子的污秽程度较中间绝缘子更为严重，不能代表真实的现场污秽度。图中“盘9”位于绝缘子串的最上端，被雨水、积雪冲刷的概率远高于其他绝缘子，亦不具有代表性。另外，最上端、最下端的绝缘子在取样过程中，表面的污秽容易被破坏，影响测量结果^[13-14]。

2.4 取样周期不满足要求

部分火电厂依据DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》开展现场污秽度测试工作^[15]，等值盐密取样周期为1 a，该规程中关于取样周期的规定已不满足标准的要求。GB/T 26218.1—2010规定：绝缘子串的各个盘或区域应在确定的适当的时间间隔内进行监测，例如每月、每6个月、每年、2 a后、3~ 5 a后，在预期降雨、凝露等以前。同时要求测量参照绝缘子连续积污3~5 a后的等值盐密和灰密的最大值，用于现场污秽度等级划分。

按照GB/T 26218.1—2010要求的周期取样测试，既满足积累不同积污期内等值盐密、灰密变化规律的要求，也要满足采用连续积污3~5 a后等值盐密和灰密的最大值的要求，进行现场污秽度等级划分。

2.5 参照绝缘子表面积参数不准确

绝缘子表面积为上表面积和下表面积之和，取样时应收集绝缘子上表面和下表面的污秽。由公式（1）、（3）可知，绝缘子表面积是等值盐密和灰密计算的重要参数。

检查发现，火电厂测试取样的参照绝缘子台账中，型号、生产厂家、表面积等信息不全。以某台账中型号U70BS绝缘子为例，其机电或机械破坏负荷为70 kN，绝缘件最大公称直径D=255 mm，公称结构高度P=127 mm，最小公称爬电距离295 mm。对于该监测点，从型号、出厂合格证、使用说明书均没有查到绝缘子表面积这一参数。此时通常取主流厂家同型号产品表面积值用于计算等值盐密、灰密，但可能因绝缘子表面积取值不准确，造成计算误差。

2.6 监测点布局不合理

火电厂厂区面积较大，不同区域现场污秽度相差较大。火电厂空冷岛上方空冷风机运行中带入的粉尘导致空冷岛区域比升压站区域现场污秽严重，并且空冷散热器在冲洗过程中，污水及其他杂物易附着在空冷岛下方的电气设备外绝缘上，导致电气设备外绝缘污秽度升高。

部分火电厂将参照盘形悬式绝缘子（即监测点）安装在升压站门型架构下方，未在火电厂现场污秽度严重的空冷岛区域安装，参照绝缘子串安装位置不适宜，不能反映火电厂污秽度最严重的区域。

2.7 等级划分依据错误

部分火电厂依据DL/T 596—1996对现场污秽度进行等级划分，而DL/T 596—1996与GB/T 26218.1—2010对现场污秽等级划分的依据不同。DL/T 596—1996中将现场污秽等级分为0、1、2、3、4，仅用等值盐密来划分等级（见表 1）。GB/T 26218.1—2010中对火电厂属于A类污秽区现场污秽度等级划分为a、b、c、d、e，采用等值盐密和灰密两项指标（见图 3）。

污秽闪络过程可简述为：绝缘子表面附着污秽—污层湿润—污层不均匀干燥—爬电污闪。试验表明，污层中的导电成分和不溶物均影响污闪过程的发生。因此，仅依据等值盐密划分污秽等级不够严谨，应选取GB/T 26218.1—2010中现场污秽度用等值盐密和灰密2项指标划分等级的方法。

3 测试工作改进建议

规范火电厂参照盘形悬式绝缘子选型，取样时间、取样位置、取样周期，合理规划监测点位置，选择适当的规程标准，是正确开展等现场污秽度测试工作的首要条件，对于指导火电厂输变电设备外绝缘配置，预防电气设备发生污闪事故具有重要意义。因此，本文针对测试工作中存在的问题，提出以下建议。

（1）正确选用规程标准。建议依据GB/T 26218.1—2010开展现场污秽度测试及等级划分工作。

（2）合理设置现场污秽度监测点。建议在空冷岛下方和升压站四周设置监测点，参照绝缘子选择型号为U120B或U160B的普通盘形悬式绝缘子，用9个同型号绝缘子组成绝缘子串来测量现场污秽度。

（3）规范取样制度。建议取样时间选择在预期降雨前，绝缘子串的各盘在规定的时间间隔内（可选择每月、每6个月、每年、3~5 a后）进行监测，同时应测量并记录参照盘形悬式绝缘子连续3~5 a积污后等值盐密和灰密的最大值。