Metoda badania stopnia zanieczyszczenia izolatorów urządzeń elektroenergetycznych
1. Elementy testowe pod kątem stopnia zanieczyszczenia izolatorów
Konfiguracja izolacji linii napowietrznych jest ważną kwestią dla jednostek projektowych, eksploatacyjnych i konserwacyjnych. Konfiguracja izolacji lub liczba izolatorów lub długość ciągu jest kontrolowana głównie przez napięcie przeskoku zanieczyszczenia ciągu izolatorów. Dla projektantów podczas projektowania konieczna jest znajomość stopnia zanieczyszczenia korytarza linii, a następnie mogą zdecydować, jaki rodzaj izolatora zastosować, ile sztuk izolatorów należy zastosować lub jaka jest droga upływu. Dla działów eksploatacji i utrzymania należy regularnie zwracać uwagę na zmiany stopnia zanieczyszczenia wokół urządzeń i w porę określać, czy aktualna konfiguracja izolacji jest wystarczająca, czyli sprawdzać drogę upływu.
Badanie stopnia zanieczyszczenia izolatorów zwykle obejmuje badanie równoważnej gęstości soli i równoważnej gęstości szarości, aw niektórych przypadkach wymagane jest dalsze badanie składowych jonów zanieczyszczeń.
2. Równoważna gęstość soli i nierozpuszczalna gęstość osadu
2.1. Definicja równoważnej gęstości soli i równoważnego testu gęstości szarości
Ekwiwalentna gęstość osadu soli (ESDD) odnosi się do ilości NaCl (mg/cm2) odpowiadającej zawartości substancji przewodzących w zanieczyszczeniach przyczepionych do powierzchni izolatora na centymetr kwadratowy. Charakteryzuje przewodność powierzchni izolatora po całkowitym rozpuszczeniu zanieczyszczeń. Zwiększenie równoważnej gęstości soli znacznie zmniejszy napięcie przeskoku zanieczyszczenia izolatora.
Gęstość osadu nierozpuszczalnego (NSDD) odnosi się do ilości osadu nierozpuszczalnego (mg/cm2) przyczepionego do powierzchni izolatora na centymetr kwadratowy. NSDD ma pewien wpływ na napięcie przeskoku zanieczyszczenia izolatora. Wraz ze wzrostem ESDD napięcie przeskoku zanieczyszczenia izolatora ma tendencję do zmniejszania się, ale wpływ jest znacznie słabszy niż ESDD.
2.2. Wpływ ESDD i NSDD na napięcie przeskoku zanieczyszczenia
Wraz ze wzrostem ESDD i NSDD napięcie przeskoku zanieczyszczeń izolatora spada z ujemnymi wykładnikami, a głównym wpływem jest gęstość soli. Zależność między napięciem przeskoku zanieczyszczenia a ESDD i NSDD przedstawia poniższy wzór.
(1)
Gdzie a i b są wskaźnikami wpływu ESDD i NSDD odpowiednio na napięcie przeskoku zanieczyszczenia.
Rys.1 Zależność między napięciem przeskoku zanieczyszczenia a gęstością soli różnych izolatorów
2.3. Metody badania ESDD i NSDD
Testy ESDD i NSDD można podzielić na 3 kategorie w zależności od różnych operacji:
a. Usuń izolator lub zasymuluj zanieczyszczony ciąg z linii przesyłowej, wyczyść i zmierz go na miejscu;
a. Usuń izolator lub zasymuluj zanieczyszczoną strunę z linii przesyłowej i zabierz go do laboratorium, aby go wyczyścić i zmierzyć;
c. Użyj ręcznika do pobierania próbek, aby wytrzeć i pobrać próbkę z izolatora bezpośrednio na wieży, a następnie zabrać ręcznik do pobierania próbek z powrotem do laboratorium w celu namoczenia i przetestowania.
Dwie metody a i b są najczęściej stosowanymi metodami badawczymi. Metoda c stawia wyższe wymagania operatorowi i łatwo pozostawia skażenie, co skutkuje niskim wynikiem odrzucenia testu. Ma jednak znaczące zalety w przypadku pobierania próbek zanieczyszczeń z pracy pod napięciem izolatorów wsporczych, których nie można zdemontować na miejscu, oraz izolatorów kompozytowych i izolatorów liniowych, które są trudne do czyszczenia.
W przypadku dwóch metod a i b przebieg testowy ESDD i NSDD pokazano na rysunku 1.
Rysunek 2 Przepływ testowy ESDD i NSDD
Etapy testu są krótko opisane w następujący sposób:
(1) Użyj pewnej ilości wody destylowanej (10 μS / cm) do oczyszczenia całego brudu z powierzchni części izolacyjnych izolatora (zakres czyszczenia to powierzchnia wszystkich części izolacyjnych z wyjątkiem żelaznych nóżek i powierzchni wylewania cementu) ;
(2) Zbierz cały umyty brud do czystego pojemnika;
(3) Całkowicie wymieszaj brudną ciecz, a po całkowitym rozpuszczeniu brudu zmierz przewodność brudnej cieczy za pomocą miernika przewodnictwa i jednocześnie zmierz temperaturę brudnej cieczy. Przewodność ścieków zmierzoną konduktometrem należy przeliczyć na wartość 20stopieńzgodnie z poniższym wzorem, a równoważną gęstość soli należy obliczyć w połączeniu z polem powierzchni izolatora i parametrami zużycia wody;
(4) Filtruj oczyszczone ścieki;
(5) Zważyć przefiltrowaną bibułę filtracyjną, odjąć masę bibuły filtracyjnej, aby uzyskać masę popiołu na powierzchni izolatora, a następnie porównać pole powierzchni izolatora, aby uzyskać równoważną gęstość popiołu izolatora.
Gdzie, wzór konwersji temperatury przewodności w kroku (3) jest następujący:
(2)
Gdzie,btjest współczynnikiem zależnym od temperatury, który można obliczyć w następujący sposób:
(3)
Dzisiejsze równoważne mierniki gęstości soli mają zazwyczaj funkcję automatycznej korekcji temperatury, która automatycznie konwertuje przewodność na wynik 20 stopni.
Wówczas równoważną gęstość soli na powierzchni izolatora można otrzymać według następującego wzoru:
(3)
Gdzie ESDD jest równoważną gęstością soli, mg/cm2;Apowierzchnia izolacyjna izolatora, cm2;Vjest objętość brudnej cieczy filtrowanej do czyszczenia izolatorów, cm3;Sazasolenie brudnej cieczy, kg/m3. OpisySaorazs20są pokazane we wzorze (4).
(4)
W przypadku metody pobierania próbek przy użyciu ręcznika do pobierania próbek wystarczy namoczyć ręcznik do pobierania próbek w wodzie destylowanej, dobrze wymieszać, a następnie użyć tej samej metody, co powyżej, aby zmierzyć przewodność, równoważną gęstość soli, masę popiołu i gęstość popiołu.
Należy zauważyć, że podczas badania należy odjąć zawartość soli w wodzie testowej. Chociaż przewodność wody testowej jest wyjątkowo niska, wpływu przewodności wody testowej na wyniki nie można zignorować, gdy badanie stopnia zanieczyszczenia przeprowadza się w niektórych czystych obszarach.
W tym artykule podano tabelę testową równoważnej gęstości soli i równoważnej gęstości szarości bez wpływu wody testowej. W tabeli zapisano formuły. Jakość wsadu i popiołu może automatycznie uzyskiwać wyniki ESDD i NSDD.
2.4 Punkty testowe
Uwagi dotyczące równoważnej gęstości soli i nierozpuszczalnej gęstości osadu
(1) Zachowaj ostrożność podczas demontażu izolatora do pomiaru zanieczyszczeń, aby uniknąć utraty zanieczyszczeń spowodowanej kolizją;
(2) Izolatory do pomiaru zanieczyszczenia powinny być pakowane podczas transportu z powrotem do laboratorium, a zanieczyszczenia z opakowania powinny być wlewane do cieczy zanieczyszczającej podczas kolejnych badań;
(3) Podczas pobierania próbek za pomocą ręczników do pobierania próbek, spróbuj użyć jak największej liczby ręczników do pobierania próbek i ostrożnie wytrzyj wszystkie części izolatora, aby zminimalizować zanieczyszczenie pozostawione na izolatorze.
(4) Zwróć uwagę na jakość bibuły filtracyjnej podczas badania gęstości popiołu. Bibułę filtracyjną należy zważyć po całkowitym wysuszeniu.
3. Test składu jonów
3.1. Cel badania składu jonów
Skład zanieczyszczeń na powierzchni izolatora jest złożony, a określenie składu jonowego pełni następujące funkcje:
(1) Określ rodzaj zanieczyszczenia izolatora.
Składniki zanieczyszczeń izolatorów różnią się znacznie w różnych środowiskach naturalnych i różnych źródłach zanieczyszczeń przemysłowych. Uzyskanie składników jonowych może pomóc w ocenie rodzaju i źródła zanieczyszczeń wokół izolatora. Jeśli ilość Ca2 plusw brudzie to znacznie więcej niż Naplusoznacza to, że środowisko znajduje się w głębi lądu; na przykład NIE3-w anionie ] odpowiada za główną część, wskazując, że zanieczyszczeniem jest tutaj zanieczyszczenie typu spalin samochodowych; Cl-odpowiada za wyższy odsetek, co wskazuje, że izolator znajduje się w środowisku przybrzeżnym.
Rysunek 3 Składniki zanieczyszczeń typowych izolatorów linii nadmorskich
(2) Określ napięcie przeskoku zanieczyszczenia
Różne składniki zanieczyszczeń mają różną rozpuszczalność. Na przykład CaSO4jest substancją słabo rozpuszczalną, natomiast sole Na są substancjami łatwo rozpuszczalnymi. Jeżeli zawartość CaSO4jest wysokie, napięcie przeskoku zanieczyszczenia izolatora będzie odpowiednie Jak pokazano na poniższym rysunku, K4jest wielokrotnością napięcia przeskoku zanieczyszczenia, które wzrasta wraz ze wzrostem CaSO4zawartość.
Rys.4 Wpływ CaSO4wpływ na wzrost napięcia przeskoku zanieczyszczeń
3.2. Metoda badania składu jonów
Mierzone obiekty o składzie jonowym obejmują:
(1) Kation: Ca2 plus, Mg2 plus, Naplus, Kplus, NH4plus;
(2) Anion: SO42-, Cl-, NIE3-, PO43-;
Test jest zwykle przeprowadzany za pomocą chromatografu jonowego, a wynikiem testu jest stężenie masowe w mg/L lub mg/kg, czyli masa jonu zawartego w jednostce objętości/masy.
Test dzieli się odpowiednio na kation i anion. Etapy badania kationów są następujące, a etapy badania anionów są podobne:
(1) Przygotuj przyrząd, skonfiguruj kolumnę jonowymienną i detektor przewodności zgodnie ze zmierzonymi jonami i debuguj przyrząd, aż linia bazowa systemu będzie stabilna.
(2) Aby przygotować roztwór pośredni, weź pewną ilość standardowego roztworu podstawowego pojedynczego jonu i dodaj wodę dejonizowaną, aby utworzyć roztwór pośredni, a następnie skonfiguruj zmieszane standardowe roztwory robocze o różnych stężeniach.
(3) Narysuj krzywą standardową, przeanalizuj próbkę i określ stężenie każdego jonu zgodnie z wysokością piku lub powierzchnią piku mierzonego jonu.
Oprócz powyższych jonów, zanieczyszczenia izolatorów często zawierają niewielką ilość F-, NIE2-, Cu2 plusjony nieorganiczne i substancje organiczne, takie jak ksyloza i galaktoza. Ponieważ te jony stanowią bardzo małą część, na ogół nie są brane pod uwagę przy charakterystyce jonów zanieczyszczających.