高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)(doc 12)

1、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16434-19961 引言：1.1 適用范圍：1.1.1 本標(biāo)準(zhǔn)適用于額定電壓3 500kV三相交流電力系統(tǒng)中架空線路和發(fā)電廠、變電所戶外設(shè)備外絕緣。此外絕緣包括瓷和玻璃絕緣，但不包括有機(jī)絕緣、半導(dǎo)體釉絕緣、還不包括避雷器以及敞開式斷路器的斷口絕緣。1.1.2 本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于設(shè)備安裝高度海拔1000m及以下地區(qū)。1.2 目的：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對處在自然污穢環(huán)境中的高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所設(shè)備的外絕緣劃分相應(yīng)的污穢等級，以及在各級污穢條件下的相應(yīng)絕緣水平。1.3 關(guān)于正常運(yùn)行電壓下的絕緣配合：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備

2、外絕緣在各污級下的絕緣水平一般均應(yīng)滿足在正常運(yùn)行電壓下能長期耐受設(shè)備最高工作相電壓。2 引用標(biāo)準(zhǔn)：GB 311.1 83高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合GB /T4585.2 91 交流系統(tǒng)用高壓絕緣子人工污穢試驗(yàn)方法 固體層法GB /T5582 93 高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級JB/T5895 91 污穢條件下絕緣子的選用導(dǎo)則3 名詞術(shù)語：3.1 爬電比距電力設(shè)備外絕緣的爬電距離對最高工作電壓有效值之比。3.2 名詞術(shù)語除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)符合GB 2900.8-83電工名詞術(shù)語 絕緣子及JB/T5896 91常用絕緣子術(shù)語4 污穢等級的劃分：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將線路設(shè)備的污級共劃分為0、和五級，發(fā)電廠、

3、變電所設(shè)備的污級共劃分為、和四級，并提出了各污級下相應(yīng)的外絕緣爬電比距。4.1 外絕緣的污穢等級應(yīng)根據(jù)各地的污濕特征、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合其表面污穢物質(zhì)的等值附鹽密度(簡稱鹽密)三個(gè)因素綜合考慮劃分，當(dāng)三者不一致時(shí)，應(yīng)依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)決定。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)主要根據(jù)現(xiàn)有運(yùn)行設(shè)備外絕緣的污閃跳閘和事故記錄、地理和氣象特點(diǎn)、采用的防污措施等情況考慮。見參考件1。4.2 新建高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所時(shí)應(yīng)考慮鄰近已有線路和廠、所的運(yùn)行情況，參考該地區(qū)的污穢度和氣象條件，以及城市、工業(yè)區(qū)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)選擇。4.3 對處于污穢環(huán)境中用于中性點(diǎn)絕緣和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的電力設(shè)備，其外絕緣水平一般可按高一級選取。4.

4、4 劃分污穢的鹽密值應(yīng)是以一至三年的連續(xù)積污鹽密為準(zhǔn)。對500kV線路以3年積污鹽密值確定污級。4. 5 線路和發(fā)電廠、變電所的鹽密均指由普通懸式絕緣子XP 70型(X 4.5型)及XP 160型所組成的懸垂串上測得值，其它瓷件應(yīng)按實(shí)際積污量加以修正。變電設(shè)備取樣應(yīng)逐步過渡到以支柱絕緣子為主。見參考件2。4.6 線路和發(fā)電廠、變電所設(shè)備外絕緣各污穢等級和對應(yīng)的鹽密按下表1規(guī)定劃分。表1 線路和發(fā)電廠、變電所污穢等級污穢等級污 濕 特 征鹽密 mg/cm2線 路發(fā)電廠、變電所0大氣清潔地區(qū)及離海岸鹽場50km以上無明顯污染地區(qū)0.03/大氣輕度污染地區(qū)，工業(yè)區(qū)和人口低密集區(qū)，離海岸鹽場10 50

5、km地區(qū)。在污閃季節(jié)中干燥少霧(含毛毛雨)或雨量較多時(shí)。0.030.060.06大氣中等污染地區(qū)，輕鹽堿和爐煙污穢地區(qū)，離海岸鹽場310km地區(qū)，在污閃季節(jié)中潮濕多霧(含毛毛雨)但雨量較少時(shí)0.060.100.060.10大氣污染較嚴(yán)重地區(qū)，重霧和重鹽堿地區(qū)，近海岸鹽場1 3km地區(qū)，工業(yè)與人口密度較大地區(qū)，離化學(xué)污源和爐煙污穢300 1500m的較嚴(yán)重污穢地區(qū)。0.10.250.100.25大氣特別嚴(yán)重污染地區(qū)，離海岸鹽場1km以內(nèi)，離化學(xué)污源和爐煙污穢300m以內(nèi)的地區(qū)。0.250.350.250.354.7 各污穢等級電力設(shè)備的爬電比距如下表2規(guī)定選擇：表2 各污穢等級下的爬電比距分級數(shù)

6、值污穢等級爬電比距 cm/kV線 路發(fā)電廠、變電所220kV及以下330kV及以上220kV及以下330kV及以上01.39(1.60)1.45(1.60)/1.391.74(1.602.00)1.451.82(1.602.00)1.60(1.84)1.60(1.76)1.742.17(2.002.50)1.822.27(2.002.50)2.00(2.30)2.00(2.20)2.172.78(2.503.20)2.272.91(2.503.20)2.50(2.88)2.50(2.75)2.783.30(3.203.80)2.913.45(3.203.80)3.10(3.57)3.10(3.

7、41)注：1.線路和發(fā)電廠、變電所爬電比距計(jì)算時(shí)取系統(tǒng)最高工作電壓。上表( )內(nèi)數(shù)字為按額定電壓計(jì)算值。2.計(jì)算各污級下的絕緣強(qiáng)度時(shí)仍用幾何爬電距離。由于絕緣子爬電距離的有效系數(shù)需根據(jù)大量的人工與自然污穢試驗(yàn)的結(jié)果確定，目前難以一一列出，見參考件3。3.對電站設(shè)備0級(220kV及以下爬電比距為1.48cm/kV、330kV及以上爬電比距為1.55cm/kV)，目前保留作為過渡時(shí)期的污級。附件 用鹽密表示的絕緣子污穢度的確定和測量1 用鹽密Sdd來表示的絕緣子污穢度的確定法：1.1 將污物溶于一定量的蒸餾水中，得到的懸浮液攪拌均勻后測其電導(dǎo)率(t(s/m)和溶液溫度t()；1.2 將t時(shí)的電導(dǎo)

8、率t換算至20的值。溫度換算系數(shù)Kt見附表1。20=Kt·t1.3 根據(jù)20時(shí)的電導(dǎo)率20，由附表2查出鹽量濃度Sa；1.4 按下式計(jì)算得出等值鹽密：Sdd=Sa·V/(100·A)式中：Sa 鹽量濃度(mg/100ml)V 溶液體積(cm3)A 清洗表面的面積(cm2)2 關(guān)于電導(dǎo)率的溫度換算系數(shù)及電導(dǎo)率與等值鹽密的關(guān)系：2.1 電導(dǎo)率的溫度換算系數(shù)：表1 污穢絕緣子清洗液電導(dǎo)率溫度換算系數(shù)表tKttKt1*1.6511161.09972*1.6046171.07323*1.5596181.04774*1.5158191.02335*1.4734201.0000

9、6*1.4323210.97767*1.3926220.95598*1.3544230.93509*1.3174240.9149101.2817250.8954111.2487260.8768121.2167270.8588131.1859280.8416141.1561290.8252151.1274300.8095注：本表換算系數(shù)根據(jù)IEC(507)(91)插值得出，*為與原水電部(83)23#文有差異，最大為1.9%。2.2 電導(dǎo)率與鹽量濃度的關(guān)系：表2 污穢絕緣子清洗液電導(dǎo)率與鹽量濃度的關(guān)系Sa(mg/100ml)20(s/cm)Sa(mg/100ml)20(s/cm)22400020

10、26001502601160001673001001754112001301009015848000100800801413560075630701241400055940601068280040970508952000298604072114002169030545100015910203687001152010188500832781513506000611425043405962003439477注：本表與原水電部(83) 23#文的附表2略有不同。3 鹽密測量的有關(guān)說明：3.1 用水量問題：對一片普通型絕緣子，建議用水量仍按原標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定用300ml。當(dāng)被測絕緣子表面的面積與普通型絕緣子

11、的不同時(shí)，可根據(jù)面積大小按比例適當(dāng)增減用水量。即當(dāng)面積增大時(shí)，建議用水量如下：表3 絕緣子表面面積與鹽密測量用水量之關(guān)系面積cm21500150020002000250025003000用水量(ml)3004005006003.2 取樣：(1)取普通懸式絕緣子串上、中、下三片的平均值，也可取整串測量的平均值作為測量結(jié)果。(2)在測量其它型式的絕緣子表面的鹽密時(shí)要考慮與普通型的差別，根據(jù)某些地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，對雙傘形防污絕緣子，其測量值取在相同污穢環(huán)境條件下為普通型絕緣子平均值的一半。(3)對于500kV絕緣子串的取樣，也按取上、中、下三片平均值的規(guī)定。有條件時(shí)也可取上二、中二、下二六片平均值的作法。

12、注意比較測量結(jié)果，以積累經(jīng)驗(yàn)。3.3 測量設(shè)備：建議使用DDS 11A型電導(dǎo)率儀，或類似儀表。附件說明：本標(biāo)準(zhǔn)由能源部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由能源部科技司、電力司歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由武漢高壓研究所、東北電力試驗(yàn)研究院、西北電力試驗(yàn)研究所、華東電力試驗(yàn)研究所、電力科學(xué)研究院、山東電力試驗(yàn)研究所、華北電力試驗(yàn)研究所組成起草工作組，由武漢高壓研究所負(fù)責(zé)編寫。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：劉湘生、徐通訓(xùn)、喻華玉、徐喜佑、劉燕生、王靖勤、張開賢。附 錄(參考件1、2、3)參考件1 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)是劃分污穢等級三個(gè)因素起決定性的因素。標(biāo)準(zhǔn)正文對運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的定義描述非常簡煉，不易掌握其內(nèi)涵，在運(yùn)用中，往往把它忽略掉，導(dǎo)致錯(cuò)劃等級?，F(xiàn)把

13、應(yīng)用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)劃分污穢等級時(shí)應(yīng)綜合考慮的諸因素闡述如下：1.根據(jù)運(yùn)行設(shè)備的污閃事故率及跳閘率劃分污穢等級的目的是為了防止污閃事故，而防止污閃事故的根本措施是要求運(yùn)行設(shè)備電瓷外絕緣有足夠的絕緣水平。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：爬電比距與當(dāng)?shù)匚鄯x等級相適應(yīng)時(shí)，污閃跳閘率及事故率就少，不適應(yīng)時(shí)，污閃跳閘率及事故率就多。據(jù)此，某地區(qū)運(yùn)行設(shè)備爬電比距的選擇宜按歷年運(yùn)行未發(fā)生污閃事故的爬電比距為基礎(chǔ)。污閃事故發(fā)生過多的，其爬電比距就應(yīng)相應(yīng)地增大(污穢等級升級)，以保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。不同的線路、不同的電站可以有不同的可接受的污閃跳閘率和事故率，它取決于電壓等級、輸送容量及其在電力系統(tǒng)中的重要性。不同的電網(wǎng)可因其結(jié)構(gòu)的不

14、同采取不同的絕緣水平，原則是避免主網(wǎng)架重要線路特別是500(330)kV線路污閃停電事故，杜絕電網(wǎng)大面積污閃停電事故。2.根據(jù)設(shè)備在系統(tǒng)中的重要性及其發(fā)生污閃事故損失和影響的程度一般電壓等級高、輸送容量大的電站和線路，常在電網(wǎng)中起重要的作用。我國電力系統(tǒng)一般網(wǎng)架比較薄弱，多次污閃跳閘即有可能帶來整個(gè)系統(tǒng)瓦解，引起大面積停電。某些污閃事故停電及檢修時(shí)停電帶來少送電量引起的損失，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基建時(shí)外絕緣的投資，同時(shí)，這些重要設(shè)備停電的機(jī)會又比較少，采取清掃及其它措施都有一定的困難。因此，在選擇主干線路、大電廠及樞紐變電站的外絕緣爬電比距時(shí)，應(yīng)適當(dāng)偏高，使污閃事故率降低到本電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)送電可以接受的

15、程度(即可接受的污閃事故率)，讓國民經(jīng)濟(jì)損失降低到最少。輸電線路可接受的污閃跳閘率、事故率推薦如下表：電壓等級 kV110220330500輸送容量 萬kW6-1010-5040-8050-100在系統(tǒng)中的重要性重要重要重要重要污閃跳閘率 次/百公里·年0.10.10.050.05污閃事故率 次/百公里·年0.030.030.020.023.應(yīng)結(jié)合本地區(qū)采用其它防污措施的經(jīng)驗(yàn)防污閃措施不僅是增加外絕緣的爬電比距，也可采用其它措施。在選擇外絕緣水平時(shí)應(yīng)由本地區(qū)根據(jù)實(shí)際的具體情況，對各種防污閃措施及其效果與增加外絕緣爬電比距方案，通過安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后決定，從效果出發(fā)，既可采取

16、單一措施，也可綜合采取多種措施。4.來自現(xiàn)場長期觀測和試驗(yàn)研究的積累(1)掌握本地區(qū)污源的狀況由于污穢物質(zhì)的性質(zhì)各有不同，設(shè)備與污源距離也各有不同，這些因素對設(shè)備的影響都有很大的區(qū)別。(2)掌握本地區(qū)氣候特征和變化規(guī)律污閃大多發(fā)生于冬季及其前后的1 2月份，并且多發(fā)生在久旱無雨而又突然來毛毛雨或大霧之后，特別是在久旱之后來雨霧持續(xù)的時(shí)間較長(幾小時(shí)以上)，在午夜后，日出前，絕緣子表面的臟污物質(zhì)被水份充分潮濕時(shí)出現(xiàn)。在我國北方還發(fā)生在久旱之后粘雪和融冰的氣候，這些都是根據(jù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一般規(guī)律，由于我國地域廣闊，各個(gè)地區(qū)的氣候不同，不同的地理、氣候環(huán)境，有其不同的特征，污穢等級的劃分應(yīng)隨

17、各地的氣候情況而異。(3)掌握本地區(qū)各種電力設(shè)備的外絕緣不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)行情況各種類型、結(jié)構(gòu)的絕緣子，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在不同的污源性質(zhì)和氣候特征條件下有不同的爬電距離有效系數(shù)，這需要通過一定時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行的考驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)而獲得。選擇線路絕緣子的爬電比距時(shí)還應(yīng)考慮零值絕緣子的存在。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我國大部分地區(qū)220kV及以下的線路懸式瓷絕緣子的年老化率平均在3左右，在線路剛投運(yùn)的最初幾年，可能還要高些，絕緣子串中含有零值絕緣子，相當(dāng)于爬電比距下降，線路出現(xiàn)了絕緣弱點(diǎn)，它也是誘發(fā)污閃因素之一。5.運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還包括科學(xué)的預(yù)見性，工程設(shè)計(jì)應(yīng)給運(yùn)行管理留有適當(dāng)?shù)陌踩\(yùn)行裕度影響設(shè)備發(fā)生污閃的因素，都是隨著時(shí)間

18、的遷移而不斷發(fā)生變化的。在按運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)選擇絕緣子及其爬電比距的同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步了解設(shè)備網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、污源、氣候以及維護(hù)管理水平、未來發(fā)展的趨勢等因素，以預(yù)防今后潛在出現(xiàn)污閃事故的危險(xiǎn)，同時(shí)，也給運(yùn)行管理部門留有適當(dāng)?shù)陌踩\(yùn)行裕度。參考件2 發(fā)電廠、變電所設(shè)備的鹽密測量發(fā)電廠、變電所中運(yùn)行的設(shè)備各種各樣，棒形支柱絕緣子是具有代表性的一種。根據(jù)制訂變電設(shè)備自然污穢等級的需要，以及摸清棒形支柱絕緣子的運(yùn)行性能，有必要開展對棒形支柱絕緣子的污閃特性的研究。目前國內(nèi)已有少數(shù)單位開展了這方面的工作，人工污穢和自然污穢試驗(yàn)數(shù)據(jù)都有一些(見污穢地區(qū)絕緣子使用導(dǎo)則)，但由于污穢試驗(yàn)本身固有的分散性和不同實(shí)驗(yàn)室間的差別

19、，將不太多的對應(yīng)于不同污穢度下的污閃特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用標(biāo)準(zhǔn)量化的形式正式列入標(biāo)準(zhǔn)，看來?xiàng)l件還不成熟，現(xiàn)僅提出參考意見供借鑒。1.標(biāo)準(zhǔn)暫規(guī)定測量鹽密的取樣設(shè)備為普通型懸式絕緣子，而變電設(shè)備取樣應(yīng)逐步過渡到以支柱絕緣子為主。這期間，需要現(xiàn)場做大量的測量和對比試驗(yàn)。在測量棒式支柱絕緣子的鹽密時(shí)，原則上也測上、中、下三個(gè)傘裙，取其平均值，每個(gè)傘裙從上一個(gè)傘裙的下邊緣到下一個(gè)傘裙的上邊緣。2.需測量變電所其它型式的絕緣子的鹽密時(shí)，也要考核與普通棒形支柱絕緣子的差別。如直徑大的套管的瓷表面的鹽密則比支柱絕緣子的為小。3.根據(jù)國內(nèi)某單位的經(jīng)驗(yàn)，建議的支柱絕緣子鹽密值：(在普通支柱絕緣子上取樣)為：污穢等級鹽密

20、(mg/cm2)0.020.02-0.050.05-0.10.1-0.2注：0級鹽密值小于0.02。參考件3 懸式絕緣子爬電距離有效利用系數(shù)K的估算1 K值的估算方法：絕緣子的污穢閃絡(luò)放電與結(jié)構(gòu)造型及自然積污量有關(guān)。爬電距離的有效利用系數(shù)應(yīng)該既反映放電發(fā)展時(shí)爬電距離長度利用的有效性，又能反映絕緣子在運(yùn)行條件下的積污性能。因此，爬電距離有效利用系數(shù)應(yīng)由在相同的自然條件下，在相同的積污時(shí)間內(nèi)其被試絕緣子與基準(zhǔn)絕緣子的污閃電壓梯度相比較來確定。但是，我國幅員遼闊，各地污源分布及氣象條件差異較大，絕緣子的自然積污特性不同，而且現(xiàn)有的絕緣子自然污穢試驗(yàn)數(shù)據(jù)還比較少。因此，采用自然污穢的污閃電壓來求取絕緣

21、子爬電距離有效利用系數(shù)十分困難。相對來說，人工污穢閃絡(luò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)已積累了不少，對不同絕緣子的自然積污量也積累了一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。為此，現(xiàn)采用相當(dāng)于在相同的自然條件下，在相同的積污時(shí)間內(nèi)被試絕緣子和基準(zhǔn)絕緣子的積污鹽密值的人工污閃電壓梯度相比較的方法來求取K值。即：K=Ec1/Ec2式中：Ec1:相當(dāng)于在相同自然條件下，在相同積污時(shí)間內(nèi)被試絕緣子積污鹽密值的人工污閃電壓梯度。Ec2:相當(dāng)于在相同自然條件下，在相同積污時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)絕緣子積污鹽密值的人工污閃電壓梯度。2 各種絕緣子人工污穢閃絡(luò)電壓梯度推薦值：根據(jù)JB2596 91絕緣子人工污穢試驗(yàn)方法 固體層法標(biāo)準(zhǔn)對人工污穢試驗(yàn)電源容量的規(guī)定，選用國內(nèi)西

22、瓷所、東電院等九個(gè)單位對13種絕緣子的120組人工污穢試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)篩選處理后，求出各種絕緣子的人工污穢污閃電壓回歸方程和污閃電壓梯度，列于表1。3 系數(shù)K值的估算舉例：已知各種絕緣子的人工污穢污閃電壓梯度后，各地區(qū)可根據(jù)絕緣子的自然積污特性，按上述K值計(jì)算公式，即可求出。現(xiàn)舉例如下：假設(shè)XWP2 70型絕緣子在某地區(qū)的自然積污量為基準(zhǔn)X 4.5型絕緣子的0.5倍，即在該地區(qū)當(dāng)X 4.5型絕緣子的年積污量為0.2mg/cm2時(shí)，對應(yīng)的XWP2 70型絕緣子的年積污量為0.1mg/cm2。查表1得知，0.2mg/cm2鹽密時(shí)X 4.5型絕緣子的EC2=27.86kV/m。0.1mg/cm2鹽密時(shí)X

23、WP2 70型絕緣子的EC1=27.00kV/m。則XWP2 70型絕緣子的爬電距離有效利用系數(shù)K值估算如下：K=Ec1/Ec2=27.00/27.86=0.97依此類推，各地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)馗鞣N絕緣子的自然積污特性，經(jīng)查表1數(shù)據(jù)后計(jì)算求出各種絕緣子在不同地區(qū)、不同鹽密下的K值。4 系數(shù)K的使用方法：在高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所電瓷外絕緣污穢分級標(biāo)準(zhǔn)中污穢等級與爬電比距的配置都是以XP 70(X 4.5型)、XP 160普通型絕緣子為基準(zhǔn)。計(jì)算各污級下的絕緣強(qiáng)度時(shí)，仍用絕緣子的幾何爬電距離，即爬電距離的有效利用系數(shù)為1。當(dāng)采用其它型號絕緣子配置絕緣時(shí)，存在爬電距離的有效利用率問題，可用下式表示：L=K·L式中：L0 幾何爬電距離。如上例：XWP2 70型絕緣子的幾何爬電距離為305mm，則其有效爬電距離即為：L=K·L。=0.97×305=296(mm)表(1) 回歸方程及用回歸計(jì)算的污閃電壓Uf和污閃電壓梯度Ec絕緣子型號回歸方程(kV/片)用回歸方程計(jì)算各鹽密下的污閃電壓Uf和污閃電壓梯度Ec (kV/m)0.05mg/cm20.1