国外直流合成绝缘子运行及自然污秽试验

　　瑞典ASEA公司与美国BPA于1985年在BPA的Big Eddy试验中心进行了为期4年的自然污秽条件下的直流绝缘子性能试验，该试验中心距美国西太平洋联络线的Celilo换流站仅1000m，试验从1985年4月开始，下面将1985年4月至1987年7月的试验结果简介如下［7］。
　　从积污规律看，合成绝缘子与RTV在风雨下都有自清洗能力，其积污量是瓷的1.5～2倍，合成绝缘子下伞面比上伞面积污要多。户外带电绝缘子的污秽为不带电绝缘子的3倍，大伞径伞比小伞径伞的盐密要小。在泄漏比距18mm/kV下运行，经一年、一年半、两年积污后，盐密分别为3μg/cm2、8μg/cm2、5.5μg/cm2，上下伞表面积污比分别为0.3、
0.35、0.1；随着盐密的增大，污闪电压逐渐下降。在全部绝缘子的积污测量中发现，当比距在20　mm/kV以下时积污较多，在比距小于17mm/kV时电站绝缘子发生了雨闪。

5　合成绝缘子在法国的试验数据

　　在1984年的CIGRE会议上，法国人发表了一篇用人工污秽试验选择直流绝缘子外形的文章［8］，文中用4种形状的玻璃绝缘子、2种形状的瓷绝缘子及6种形状的乙丙橡胶合成绝缘子(编号分别为F、J、E、I、B、A)进行了盐雾法、固体层法及喷尘法3种人工污秽试验。
　　盐雾法试验电压为正极性，采用升降法，当出现第五次有效耐受时，取前4次耐受电压的平均值，记为U，盐雾法试验结果见表6。由于是乙丙橡胶合成绝缘子，而且盐雾法试验中不可能考虑憎水性迁移问题，因而表中污闪梯度不太高。另外，该文对极性效应的试验结果表明，直流正负极性下合成绝缘子污闪性能仅相差3%，可以认为合成绝缘子没有极性效应。清华大学的人工污秽试验结果与此一致。

表6　乙丙橡胶合成绝缘子及瓷绝缘子正极性
盐雾法试验结果(耐受值)［8］

绝缘
子伞形描述爬距
d/mm绝缘距离
L/mmd/LU/d
/(kV/cm) F伞倾角25。伞下有棱12393303.750.319 J伞倾角45。伞下无棱11823253.640.313 E伞倾角25。伞下无棱13224353.040.367 I伞倾角45。伞下无棱12643303.830.289 B伞倾角6。伞下有棱11893403.500.315 A伞倾角6。伞下无棱13003403.820.277 瓷大爬距4701493.150.167 瓷标准型3051462.090.208

表7　乙丙橡胶合成绝缘子及瓷绝缘子在直流正极性固
体层法0.07mg/cm2盐密下的试验结果(50%闪络值)［8］

绝缘
子伞形描述爬距d
/mm绝缘距离L
/mmd/LU/d
/(kV/cm) F伞倾角25。伞下有棱12393303.750.409 J伞倾角45。伞下无棱11823253.640.502 E伞倾角25。伞下无棱13224353.040.567 I伞倾角45。伞下无棱12643303.830.454 B伞倾角6。伞下有棱11893403.500.427 A伞倾角6。伞下无棱13003403.820.389 瓷大爬距4701493.150.277 瓷标准型3051462.090.339 　　固体层法在0.07mg/cm2盐密下试验，起雾前即加电压，并在雾中维持电压不变，直到闪络或满1小时。试验采用升降法，直到出现10次有效的闪络及耐受情况，取此10次闪络及耐受电压的平均值为50%闪络电压，记为U，结果见表7。由于是乙丙橡胶合成绝缘子，而且80年代初还没有憎水性迁移的概念，当然也就不可能考虑憎水性迁移问题，因而表中污闪梯度也不太高。

6　俄罗斯直流输电研究所合成绝缘子的试验数据

　　俄罗斯直流输电研究所的研究人员1995年在第9届国际高压会议上发表的论文［9］中，介绍了绝缘子在直流电压下人工污秽试验的一些结果，它给出了不同盐密下，合成绝缘子与玻璃绝缘子的闪络电压曲线，在中等污秽下，合成绝缘子的闪络电压比玻璃绝缘子串高出30%，污秽越严重，越能显出合成绝缘子的优越性，合成绝缘子在直流下的污闪性能比交流下的好。

7　结论

　　(1)直流运行线路和自然污秽试验站的统计数据表明，硅橡胶直流绝缘子的爬距一般选在16～32mm/kV(包括重污秽区)，不必按交流瓷绝缘子的倍来选取。
　　(2)直流电压下合成绝缘子表面泄漏电流和脉冲电流要明显低于交流电压下绝缘子表面的泄漏电流和脉冲电流，这对考虑直流线路下金具腐蚀问题有一定的指导意义。
　　(3)绝缘子表面的积污状态是实际运行环境综合作用的结果，可以反映自然污秽状态下绝缘子的耐污特性，所以自然污秽条件下的试验有着重要的意义，有助于建立人工污秽试验数据与实际运行数据间的等价关系。从以上自然污秽试验数据统计看，直流运行下合成绝缘子的积污量是瓷的1.5～2倍，合成绝缘子上伞面比下表面积污要多，直流电压下合成绝缘子的污秽密度是交流的1～3倍；人工污秽试验数据表明，在中等污秽下，直流合成绝缘子的闪络电压要高于玻璃绝缘子的30%，合成绝缘子没有极性效应。
　　(4)以上运行统计和试验数据可看出，合成绝缘子尤其是SiR-HTV绝缘子耐污性能强，污秽越重，越能显出其优越性，因此更适用于直流污秽区。国外直流合成绝缘子用于直流输电系统最长的已达16年，它的数据具有一定的使用和借鉴价值，有助于我国直流线路中合成绝缘子的选用和设计。

作者简介：污存燕　工程师，从事高电压外绝缘的科研工作。
　　　　　梁曦东　教授，博士生导师。
作者单位：清华大学电机系，100084 北京

参考文献

1　Working Group 03 of Study Committee 22. Service performance of composite insulators used on HVDC lines.Electra，1995(161)
2　Gubanski S M et al. Wettability of naturally aged silicone and EPDM composite insulators. IEEE Trans on Power Delivery，1990,5(3):1527～1535
3　Vlastos A E. Pollution and degradation of outdoor insulation. Proceedings of the 6th ISH，1989(30.04)
4　Vlastos A E. Peak leak current of silicone and EPDM transmission line polymeric insulator families. Proceedings of the 7th ISH,1991(24.05)
5　Vlastos A E. Experience from insulators with RTV silicone rubber sheds and shed coatings. IEEE Trans on Power Delivery,1990,5(4):2030～2038
6　Vlastos A E. Influence of material and electric stress on the performance of polymeric insulators. Proceedings of the 4th ICPADM,1994(5122)
7　Lampe W et al. Long-term tests of HVDC insulators under natural pollution conditions at the Big Eddy Test Center. IEEE Trans on power delivery,1989,4(1):248～259
8　Pargamin L et al. Considerations of the choice of the insulators for HVDC overhead lines.CIGRE，1984(33-11)
9　Vladimirsky L L et al. Leakage path efficiency of line and post insulators for HVDC power transmission systems. Proceedings of the 9the ISH，1995(3226)

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