專利名稱：一種直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法
一種直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，屬于直流瓷絕緣子鐵帽加 速電腐蝕試驗方法的創(chuàng)新技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于我國一次能源和復(fù)合分布的不均衡，我國能源資源大部分在西部，而電力需 求則集中在東部，長距離地將電力從西部輸送到東部不可避免。從全國電網(wǎng)來看，西電東 送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)是我國電網(wǎng)發(fā)展的總方針，也是21世紀(jì)國家能源工業(yè)建設(shè)的基本 戰(zhàn)略目標(biāo)。特高壓直流輸電定位于部分大水電基地和大煤電基地的遠(yuǎn)距離大容量外送，建 設(shè)特高壓電網(wǎng)將有助于實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置，實現(xiàn)跨大區(qū)、跨流域的水火互濟(jì)， 變輸煤為輸電和提高能源的利用率，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的 結(jié)果中我們可以看出采用特高壓輸電能夠大大節(jié)約輸電投資。
隨著電壓等級的提高，考慮到機(jī)械特性和電氣特性的因素，特高壓直流輸電工程 大量采用V型串，在潮濕或降雨條件下易在V型串下側(cè)的瓷絕緣子鐵帽和瓷面縫隙易被 水珠橋接，形成集中的電流回路，造成了局部的電腐蝕現(xiàn)象。2011年10月，±800kV楚穗 直流輸電線路負(fù)極性側(cè)V型串發(fā)現(xiàn)20000余片絕緣子發(fā)生鐵帽電腐蝕現(xiàn)象；2012年2月， ±SOOkV復(fù)奉直流負(fù)極性側(cè)V型串2000余片絕緣子也發(fā)現(xiàn)鐵帽電腐蝕現(xiàn)象。
目前，國內(nèi)外對瓷絕緣子電腐蝕問題的研究主要集中在鋼腳腐蝕方面?？蒲腥藛T 對比了鋼腳鍍鋅層與不鍍鋅層的瓷絕緣子的電腐蝕情況，研究了絕緣子瓷面脹裂的原因， 并提出了相關(guān)的應(yīng)對措施；研究表明長棒型瓷絕緣子比不帶鋅環(huán)帽腳的瓷絕緣子具有更強(qiáng) 的抗腐蝕性能，可大膽運用于高壓直流輸電線路中；有文獻(xiàn)采用表面固體層法對絕緣子進(jìn) 行加速腐蝕試驗，分析了絕緣子金具腐蝕機(jī)理，認(rèn)為直流絕緣子表面泄漏電流的增加會加 重對其的腐蝕，且鋅套可有效保護(hù)絕緣子鋼腳，其機(jī)械強(qiáng)度不受腐蝕的影響。
至今為止，關(guān)于瓷絕緣子鋼腳電解腐蝕的問題研究較多，各制造廠家已有成熟制 造工藝和產(chǎn)品，現(xiàn)場運行效果良好，但關(guān)于鐵帽電腐蝕問題的研究未見相關(guān)報道。在大面積 的鐵帽電腐蝕現(xiàn)象發(fā)生后，急需進(jìn)行相關(guān)的試驗，研究電腐蝕的發(fā)展機(jī)理和抑制措施，但目 前尚無可供參考的試驗方法。因此，首先需要對直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法進(jìn) 行研究，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種實用性強(qiáng)，具有較好的等效性和可重 復(fù)性的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于直流瓷絕緣子鐵帽電 腐蝕問題的試驗研究。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，包括有 如下步驟I)清洗瓷絕緣子表面污垢，放置陰涼處干燥，避免陽光直射；2)將銅片粘貼至絕緣子表面，短接絕緣子下表面和部分上表面的爬距，銅片電極與鐵 帽間應(yīng)有一定的距離；3)將粘貼有銅片的絕緣子置于液體環(huán)境模擬室內(nèi)，采用滴水法試驗，水滴從絕緣子正 上方滴下，在絕緣子下側(cè)的鐵帽和瓷面間隙處匯聚，形成比較集中的液體接觸點；4)選取年均泄漏電荷量并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行試驗；5)解剖絕緣子鐵帽發(fā)生電腐蝕部位，測量電腐蝕區(qū)域的長度、寬度、深度及腐蝕方向。
上述步驟2)為了便于鐵帽加速電腐蝕試驗的開展，使用強(qiáng)力膠將銅片貼至絕緣子 表面。
上述步驟4)以2618C/年為基準(zhǔn)年泄漏電荷量進(jìn)行試驗。
上述步驟4)試驗所需的泄漏電流I大小為2618\4/(24\60\60\8)父1000，單 位為mA，其中A為試驗?zāi)M絕緣子運行年數(shù)，B為試驗所需的天數(shù)，2618為所述的年均泄漏電荷量。
上述步驟2)中銅片電極與鐵帽間距離為5 8cm。
上述銅片電極上涂覆密封膠，防止銅片電極在水流的浸潤下脫離絕緣子表面。
上述步驟3)中水流速度為5 10L/h。
本發(fā)明的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法可用于對直流瓷絕緣子鐵帽電 腐蝕問題進(jìn)行研究。本發(fā)明試驗方法步驟嚴(yán)謹(jǐn)、實用性強(qiáng)，具有較好的等效性和可重復(fù)性， 可廣泛應(yīng)用于直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕問題的試驗研究。試驗結(jié)果可用于指導(dǎo)瓷絕緣子鐵 帽電腐蝕抑制措施的研究，提高輸電線路的運行安全性。本發(fā)明是一種方便實用的直流瓷 絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法。


圖1為本發(fā)明試驗過程流程圖；圖2為滴水法試驗的原理圖；圖3為直流瓷絕緣子電腐蝕區(qū)域各參量的定義；圖4為采用本發(fā)明試驗方法試驗結(jié)果與現(xiàn)場電腐蝕情況對比圖。
具體實施方式
實施例本發(fā)明直流瓷絕緣子鐵帽鋅環(huán)的設(shè)計方法，具體實施步驟如圖1所示1)清洗瓷絕緣子表面污垢，放置陰涼處干燥，避免陽光直射；2)為了便于鐵帽加速電腐蝕試驗的開展，使用強(qiáng)力膠將銅片貼至絕緣子表面，短接絕 緣子下表面和部分上表面的爬距，銅片電極與鐵帽間應(yīng)的距離為5 8cm，這一距離指的是 沿絕緣子表面從銅片電極至鐵帽的爬距值。在銅片電極上需要涂覆密封膠，防止銅片電極 在水流的浸潤下脫離絕緣子表面。
3)如圖2所示，液體環(huán)境模擬采用滴水法。滴水法是指水滴從絕緣子正上方滴下， 水流速度較慢(O 15L/h范圍內(nèi)可調(diào))，水流面積較小，在絕緣子下側(cè)的鐵帽和瓷面間隙處 匯聚成為比較集中的液體接觸點，推薦試驗時的水流速度為5 10L/h。經(jīng)分析表明，現(xiàn)場 絕緣子帶電運行時，由于大霧、毛毛雨或者冷凝的作用，在V串下側(cè)鐵帽與瓷面的縫隙處形成橋接的水滴，該處接觸面較小，因此與該方法情況相似。本發(fā)明的方法作為瓷絕緣子鐵帽 加速電腐蝕試驗的方法，并與現(xiàn)場絕緣子電腐蝕情況進(jìn)行了等效性研究。
4)楚穗直流線路最早發(fā)現(xiàn)11基塔發(fā)生電腐蝕現(xiàn)象，從中選取I基塔的負(fù)極性側(cè) 4串絕緣子進(jìn)行了解剖研究，結(jié)果表明年泄漏電荷量最大的絕緣子為2618C，該量值可以反 映11基塔中電腐蝕較重的情況。國內(nèi)外其他國家和地區(qū)的年泄漏電荷量的對比情況如表I 所示。不同國家和地區(qū)絕緣子電腐蝕年均泄漏電荷量均在1500 3000C之間，大部分介于 2400 3000C之間。本發(fā)明選取的年泄漏電荷量與國內(nèi)外其他國家和地區(qū)的年泄漏電荷 量基本一致。因此可以將2618C作為瓷絕緣子鐵帽電腐蝕問題研究的參考年泄漏電荷量。
5)試驗所需的泄漏電流/=2618 X A/(24X 60 X 60 XB) X 1000，單位為mA，其中A為 試驗?zāi)M絕緣子運行年數(shù)，B為試驗所需的天數(shù)，其值根據(jù)計劃確定，2618為步驟4)所述的 年均泄漏電荷量。因此，在制定好試驗所需的完成時間后，可以通過控制試驗時泄漏電流的 大小，按時完成相應(yīng)計劃。
6)解剖絕緣子鐵帽發(fā)生電腐蝕部位，測量電腐蝕區(qū)域的長度、寬度、深度及腐蝕方 向，其中電腐蝕區(qū)域的長度、寬度、深度及腐蝕方向如圖3所示。圖3中，腐蝕發(fā)生后的絕緣 子鐵帽包括鐵基301，鋅環(huán)302，密封件303，鐵基損失區(qū)域長度LI，鋅環(huán)損失區(qū)域長度L2，鐵 基損失區(qū)域?qū)挾萕l，鋅環(huán)損失區(qū)域?qū)挾萕2和損失區(qū)域深度Hl，滴水檐處為309。
為驗證本發(fā)明試驗方法是否與現(xiàn)場絕緣子電腐蝕情況具有等效性，選取無鋅環(huán)絕 緣子采用實時例中的試驗方法進(jìn)行加速電腐蝕試驗(V型串懸掛，夾角為76° )。試驗結(jié)果 和現(xiàn)場絕緣子電腐蝕情況對比如表2和圖4所示。由此可以看出，加速電腐蝕試驗結(jié)果與 現(xiàn)場電腐蝕情況電腐蝕區(qū)域的長度、寬度和深度相差在10%之內(nèi)，因此試驗結(jié)果與現(xiàn)場情 況具有良好的等效性。
為驗證本發(fā)明試驗方法的可重復(fù)性，兩位不同的試驗者用相同的方法進(jìn)行加速電 腐蝕試驗。試驗結(jié)果如表2所示。不同試驗者試驗結(jié)果電腐蝕區(qū)域長度、寬度和深度的誤 差均在7%之內(nèi)，具有良好的可重復(fù)性。
表I國內(nèi)外不同地區(qū)年均泄漏電荷量
權(quán)利要求
1.一種直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于包括有如下步驟 1)清洗瓷絕緣子表面污垢，放置陰涼處干燥，避免陽光直射； 2)將銅片粘貼至絕緣子表面，短接絕緣子下表面和部分上表面的爬距，銅片電極與鐵帽間應(yīng)有一定的距離； 3)將粘貼有銅片的絕緣子置于液體環(huán)境模擬室內(nèi)，采用滴水法試驗，水滴從絕緣子正上方滴下，在絕緣子下側(cè)的鐵帽和瓷面間隙處匯聚，形成比較集中的液體接觸點； 4)選取年均泄漏電荷量并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行試驗； 5)解剖絕緣子鐵帽發(fā)生電腐蝕部位，測量電腐蝕區(qū)域的長度、寬度、深度及腐蝕方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述步驟2)為了便于鐵帽加速電腐蝕試驗的開展，使用強(qiáng)力膠將銅片貼至絕緣子表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述步驟4)以2618C/年為基準(zhǔn)年泄漏電荷量進(jìn)行試驗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述步驟4)試驗所需的泄漏電流I大小為2618XA/(24X60X60XB)父1000，單位為11^，其中A為試驗?zāi)M絕緣子運行年數(shù)，B為試驗所需的天數(shù)，2618為所述的年均泄漏電荷量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述步驟2)中銅片電極與鐵帽間距離為5 8cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述銅片電極上涂覆密封膠，防止銅片電極在水流的浸潤下脫離絕緣子表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法，其特征在于上述步驟3)中水流速度為5 10L/h。
全文摘要
本發(fā)明是一種直流瓷絕緣子鐵帽加速電腐蝕試驗方法。包括如下步驟1)清洗瓷絕緣子表面污垢，放置陰涼處干燥，避免陽光直射；2)將銅片粘貼至絕緣子表面，短接絕緣子下表面和部分上表面的爬距，銅片電極與鐵帽間應(yīng)有一定的距離；3)將粘貼有銅片的絕緣子置于液體環(huán)境模擬室內(nèi)，采用滴水法試驗，水滴從絕緣子正上方滴下，在絕緣子下側(cè)的鐵帽和瓷面間隙處匯聚，形成比較集中的液體接觸點；4)選取年均泄漏電荷量并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行試驗；5)解剖絕緣子鐵帽發(fā)生電腐蝕部位，測量電腐蝕區(qū)域的長度、寬度、深度及腐蝕方向。本發(fā)明試驗步驟嚴(yán)謹(jǐn)、實用性強(qiáng)，試驗結(jié)果與現(xiàn)場絕緣子的電腐蝕情況具有較好的等效性，可廣泛應(yīng)用于直流瓷絕緣子鐵帽電腐蝕問題的試驗研究。
文檔編號G01N17/00GK103048260SQ201210587698
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者張福增, 宋磊, 羅凌, 李銳海, 王黎明 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)深圳研究生院