雾霾影响下直流瓷绝缘子自然积污物的理化性质测定与分析

发布时间：2020-05-24 21:55

【摘要】：为了进一步深入认识雾霾环境影响下绝缘子的积污和污闪规律,基于大量采样数据,对雾霾污区线路的积污绝缘子表面污秽的理化性质进行了测定,并分析研究了其盐密、灰密(NSDD)、pH值、粒度和元素碳与有机碳质量之比k等特征。研究结果表明:绝缘子积污物组分与大气雾霾组分在主要离子和元素含量上有较大差异;绝缘子表面污秽中总碳量水平在5%左右,远小于采样地区大气颗粒物中碳含量;水溶性成分中Ca元素、SO_4~(2-)占绝大部分,水不溶成分以SiO_2为主,Al元素和Fe元素受人为污染源影响程度较高;绝缘子上表面水样略呈碱性,下表面和灰样均在中性附近;水样中污秽粒径基本上在10μm左右,灰样粒径普遍较水样偏大,原因可能是由于较干燥的灰样发生了团聚的作用。论文的研究工作可为电网防污工作提供理论指导。
【图文】：

地理位置,绝缘子,绝缘子串

8天，而雾霾天气会加重绝缘子表面的污秽，因此很有必要对其进行深入研究。1.2实验环境和实验仪器河南省位于我国内陆中部，地处暖温带，春夏盛刮偏南风，秋冬盛刮偏北风，年降水量约为1000mm。±800kV电压等级的天中直流输电线路(河南段)起于孟良寨(晋豫省界)，止于郑州中州换流站，途径焦作、新乡和郑州3市。总体上，1000kV电压等级的长南Ⅰ线走势与哈郑线几乎垂直，但是在河南省焦作市武陟县，长南Ⅰ线有1段和田中线走向平行的线路段。在田中线和长南Ⅰ线河南段选取5基干字型塔作为实验地点，杆塔所在线路位置如图1所示。对田中线和长南Ⅰ线并行段上4个取样杆塔周边的人为污染源进行调查发现，采样地区周围有电厂、公路、铁道、化肥厂等众多污染源。在取样杆塔上悬挂4串不带电绝缘子和1片带电绝缘子进行自然积污实验。为了避免带电绝缘子对输电导线周围的电场产生较大影响，仅于±800kV等级直流线路负极导线端的悬垂联板下方悬挂1片带电绝缘子。而每串都设有3片不带电绝缘子。将4个不带电绝缘子串按悬挂高度编号，从上至下依次为1号—4号，并将带电绝缘子编为5号，以便后文叙述。图1中标示了1号—5号绝缘子串的悬挂位置。1号—4号绝缘子串悬挂点离地高度依次图1取样杆塔地理位置Fig.1Geographicalpositionoftesttowers

示意图,绝缘子串

卢明，华奎，李黎，等：雾霾影响下直流瓷绝缘子自然积污物的理化性质测定与分析2929为50、30、20和10m，分别与当地电压等级为800、500、220和110kV的线路杆塔呼称高度相同。5号（带电）绝缘子串与1号不带电绝缘子串等高。绝缘子串悬挂位置示意图如图2所示。根据国网河南省电力公司电力科学研究院要求，利用线路悬垂金具或子导线间隔棒，要求在分裂导线内悬挂测试绝缘子。取样绝缘子型号为XP70，并均以不带电方式进行自然积污实验，取样时间为春季、夏季和冬季。绝缘子结构示意图如图3所示，其中，H、D、L、Su和Sb分别代表绝缘子的高度、伞径、泄漏距离、上表面积和下表面积。实验过程中需要用到的仪器及型号如表1所示。1.3盐密、灰密、pH值和粒度的测定取样本水样和灰样。水样混匀后分别用电导率仪、pH电极测定其电导率和pH值，重复3次取平均值；天平称取质量为50mg的灰样置于带塞锥形瓶中，加入30mL体积的超纯水，超声提取40min时间。分别用电导率仪、pH电极测定其电导率和pH值，重复3次取平均值；取干净滤纸先经红外烘箱烘烤约5h时间，测定烘干后滤纸干重为m1。水样及灰样提取液经抽滤后，将沉淀物收集在滤纸上，由红外烘箱烘干，期间多次测定滤纸重量直至不再减轻为止，记录该数值为m2。(m2m1)即为灰重。测量流程如图4所示。其中抽滤过程可以用图5来表示。图5中1为滤纸，用以收集沉淀物；2为抽滤瓶，盛放抽滤之后的液体；3为安全瓶，，在停止抽滤时先旋开安全瓶上的旋塞，待恢复常压后再关闭抽气泵以保证安全。实验时利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，使水样和灰样中的液体与固体沉淀物分离开来。为了测定粒度水平，对水样量取体积为20mL的浑浊水样，对灰样用天平称取质量为20mg左右灰样溶于体?

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