GB/T 26218.2-2010 污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定第2部分 （完整版）
1 范圍和目的
1 范圍和目的
GB／T 26218的本部分適用于污穢條件下交流系統(tǒng)用瓷和玻璃絕緣子的選擇和尺寸確定。本部分規(guī)定了所設(shè)定絕緣子在一定污穢環(huán)境下得出其可能性能的判斷方法的特定導(dǎo)則和原理。
GB／T 26218.1適用于本部分。本部分的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及方法在GB／T 26218.1有詳細(xì)的說(shuō)明。
本部分提供給使用者的目的在于：
● 從現(xiàn)場(chǎng)污穢度(SPS)等級(jí)確定參考統(tǒng)一爬電比距(USCD)；
● 評(píng)定各種絕緣子外形的適宜性；
● 對(duì)RUSCD就絕緣子形狀、尺寸和位置等實(shí)施校正以確定必需的USCD；
● 如有要求，確定驗(yàn)證所選取絕緣子性能的適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法和參數(shù)。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)GB／T 26218的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。
GB／T 2900.8 電工術(shù)語(yǔ) 絕緣子(GB／T 2900.8―2009，IEC 60050-471：2007，IDT)
GB／T 4585 交流系統(tǒng)用高壓絕緣子的人工污穢試驗(yàn)(GB／T 4585一2004，IEC 60507：1991，IDT)
GB／T 26218.1 污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定 第1部分：定義、信息和一般原則(GB／T 26218.1一2010，IEC／TS 60815-1：2008，MOD)
3 術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)
3.2 縮略語(yǔ)
CF 爬電因數(shù)
ESDD 等值附鹽密度
NSDD 不溶沉積物密度
SDD 附鹽密度
SES 現(xiàn)場(chǎng)等值鹽度
SPS 現(xiàn)場(chǎng)污穢度
USCD 統(tǒng)一爬電比距
RUSCD 參考統(tǒng)一爬電比距
4 原理
4 原理
絕緣選擇和尺寸確定的全部過(guò)程摘要于下：
首先，使用GB／T 26218.1：
● 根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)、時(shí)間和資源確定所適用的方法1、方法2或方法3；
● 收集必要的輸入數(shù)據(jù)，特別要注意系統(tǒng)電壓、所使用的絕緣的類型(線路、支柱、套管等)；
● 收集必要的環(huán)境數(shù)據(jù)，特別要注意現(xiàn)場(chǎng)污穢度和等級(jí)。
在這個(gè)階段可初步選擇適合于應(yīng)用和環(huán)境的合理的候選絕緣了。
然后，使用本部分：
● 進(jìn)一步選擇適合于該環(huán)境的合理的候選瓷或玻璃絕緣子；
● 使用本部分中的指出的方法或者在方法1情況下根據(jù)運(yùn)行或試驗(yàn)站經(jīng)驗(yàn)，對(duì)絕緣子類型和材料確定RUSCD(第7章)；
● 對(duì)于環(huán)境類型選取適宜的外形(第8章)；
● 檢驗(yàn)該外形是否滿足一定的參數(shù)，按偏差程度進(jìn)行校正或計(jì)算(第9章)；
● 當(dāng)必要時(shí)(方法2和方法3)使用取決于候選絕緣子的尺寸、外形和方向等因數(shù)修改該RUSCD(第10章和11章)；
● 檢驗(yàn)這樣產(chǎn)生的候選絕緣子是否滿足系統(tǒng)和線路的其他要求，例如GB／T 26218.1中表2的要求(例如所必須的幾何、尺寸、經(jīng)濟(jì)特性)；
● 在方法2情況下，如有要求時(shí)用試驗(yàn)室試驗(yàn)檢驗(yàn)其尺寸確定(見第12章)。
注：沒(méi)有足夠的時(shí)間和資源(即使用方法3)時(shí)，必要的USCD的確定將具有較小的準(zhǔn)確度。
5 材料
5 材料
本部分適用于瓷和玻璃絕緣子。作為指導(dǎo)，本部分在這里假定絕緣子是標(biāo)準(zhǔn)制造的，沒(méi)有任何表面改進(jìn)或處理。
目前存在一些改善這樣的絕緣子在污穢條件下性能的技術(shù)，如：半導(dǎo)電釉和憎水性覆蓋層。在目前還不可能給出用這些技術(shù)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)和耐久性的具體信息。
對(duì)于瓷和玻璃絕緣子在污穢條件的相對(duì)性能來(lái)說(shuō)，這些材料間的一致性沒(méi)有顯著的差別；因此玻璃或陶瓷材料的選取完全取決于其他因素(例如老化、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、維護(hù)方法)，而這超出了本部分的范圍。
6 現(xiàn)場(chǎng)污穢度的測(cè)定
6 現(xiàn)場(chǎng)污穢度的測(cè)定
為了標(biāo)準(zhǔn)化的目的，在GB／T 26218.1中定性地定義了從很輕污穢到很重污穢的表征現(xiàn)場(chǎng)污穢度的5個(gè)污穢等級(jí)如下：
a——很輕；
b——輕；
c——中等；
d——重；
e——很重。
注：這些字母等級(jí)與先前有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)字等級(jí)不能直接相對(duì)應(yīng)。
現(xiàn)場(chǎng)的SPS等級(jí)是按GB／T 26218.1確定的，并用來(lái)確定玻璃和瓷絕緣子的RUSCD。
7 參考統(tǒng)一爬電比距(RUSCD)的確定
7 參考統(tǒng)一爬電比距(RUSCD)的確定
圖1示出了玻璃和瓷絕緣子的SPS等級(jí)和RUSCD間的關(guān)系。直方形代表了每一等級(jí)最低要求的優(yōu)先選用值并供GB／T 26218.1中所陳述的方法3使用。如果SPS等級(jí)估計(jì)趨向鄰近的較高的等級(jí)，那么可能要沿著曲線選用。
如果得到了確切的SPS測(cè)量值(方法1或方法2)，推薦取對(duì)應(yīng)于圖1所示曲線上該等級(jí)SPS測(cè)量值位置的RUSCD。
在等級(jí)e(見GB／T 26218.1)或超出等級(jí)e的異常高的SPS情況下，該最小RUSCD可能不夠。取決于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及／或試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果，可以使用較高的USCD；在某些情況下減污措施可能是有用的(見GB／T 26218.1)。
注：可以設(shè)想，后面給出的對(duì)RUSCD的校正產(chǎn)生的最終的USCD將不會(huì)與由樣本絕緣子得到的爬電距離準(zhǔn)確地相適應(yīng)。因此，最好是先得到準(zhǔn)確的數(shù)值并在校正過(guò)程的最后歸整到一個(gè)適當(dāng)?shù)闹怠?/p>
8 外形的選擇
8.1 對(duì)瓷和玻璃的外形的一般推薦
下面用表1簡(jiǎn)要說(shuō)明了主要的外形型式相對(duì)于污穢性能的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
標(biāo)準(zhǔn)的外形見圖2。
注：在長(zhǎng)棒形、支柱和空心絕緣子情況下，典型的標(biāo)準(zhǔn)外形的傘傾角是，傘的上表面的傘傾角a為14°～24°，傘的下表面的傘傾角β是8°～16°(示于圖2b))。通常，較小的角度考慮作為空氣動(dòng)力學(xué)形，較大的角度考慮作為防霧型。
表1 主要外形型式的主要優(yōu)點(diǎn)(＋)和缺點(diǎn)(－)
表1 (續(xù))
空氣動(dòng)力學(xué)型或開放式外形示于圖3，防霧型外形示于圖4。
定義于本部分用途的交替?zhèn)悴贾?，傘伸出的最小差至少?5mm，見圖5和9.4。
典型的針式絕緣子傘外形示于圖6。通常，針式絕緣子外形可以歸為防霧型，因此下而不再單獨(dú)涉及它。
雙層傘和三層傘盤形懸式外形示于圖7。
8.2 外形的適用性
表2和表3給出了絕緣子外形的簡(jiǎn)單指標(biāo)值。在各個(gè)情況下每種外形在特定地區(qū)的使用相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外形的指標(biāo)值給出于下：
＋＋ 適宜，最好選用
＋ 適宜
0 中間的，沒(méi)有特別的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
——不適宜，但可以使用
——不適宜，如果可能的話應(yīng)避免選用
污穢常常不是用來(lái)選擇絕緣子外形的唯一參數(shù)。絕緣子材料、設(shè)計(jì)、制造工藝或應(yīng)用可能會(huì)排除某些外形。因此，對(duì)絕緣子――污穢類型組合的最佳外形可能不會(huì)使用。因此不能排除某一不太適宜的外形的選擇或使用。
如果選用了不適宜的外形，那么推薦從圖1選取該RUSCD時(shí)應(yīng)朝向SPS等級(jí)的上端或者是甚至選用下一個(gè)較高的等級(jí)，除非這種變化可能會(huì)引起或加劇在第9章中外形參數(shù)的偏差。如果選用了不適宜的外形并且其在外形參數(shù)上也具有較小偏差，則建議將該外形視為在外形參數(shù)有較大偏差來(lái)對(duì)待(見第9章)。
表2 假定每個(gè)元件或串有相同爬電距離的瓷和玻璃絕緣子外形相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外形的適宜性
表2 (續(xù))
表3 假定有相同絕緣長(zhǎng)度時(shí)瓷和玻璃絕緣子外形相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外形的適宜性
表3 (續(xù))
9 外形參數(shù)的核對(duì)
9.1 緒言
注：下面條款所用的外形參數(shù)依據(jù)絕緣子詳細(xì)圖樣中圖形的公稱尺寸。這些參數(shù)并不打算在特定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的正常接收試驗(yàn)中用于檢驗(yàn)。
下面表明了外形參數(shù)的正常(白色的)范圍、可能會(huì)降低性能(較小偏差)的灰色范圍和可能會(huì)對(duì)污穢條件下性能有嚴(yán)重負(fù)效應(yīng)(較大偏差)的黑色范圍。每一參數(shù)都應(yīng)按下而計(jì)算和核查，允許一個(gè)參數(shù)偏移到灰色的范圍，即具有較小偏差。在較小偏差情況下推薦從圖1選取RUSCD時(shí)應(yīng)朝向SPS等級(jí)的上端或者是甚至選用下一個(gè)較高的等級(jí)，除非這種變化可能會(huì)進(jìn)一步加劇這個(gè)偏差。如果有多于一個(gè)參數(shù)是在灰色范圍或者有任一參數(shù)是在黑色范圍內(nèi)則這應(yīng)考慮作為一個(gè)較大偏差，并建議進(jìn)行下列工作之一：
——參考來(lái)自運(yùn)行的數(shù)據(jù)或試驗(yàn)站經(jīng)驗(yàn)以確認(rèn)此外形的性能；
——尋找一個(gè)可替代的外形或絕緣子技術(shù)；
——由試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證外形的性能(見12章)。
9.2 交替?zhèn)愫蛡闵斐?/strong>
9.3 傘間距與傘伸出之比
9.4 傘間最小距離
9.5 爬電距離與間距之比
9.6 傘的角度
9.7 爬電因數(shù)
CF等于l／S，其中：
l是絕緣子的總爬電距離
S是絕緣子的電弧距離
對(duì)于盤形懸式絕緣子，CF由5個(gè)絕緣子或更多絕緣子組成的串確定。
爬電因數(shù)是爬電距離的總的密度的一個(gè)整體的校核，如果滿足了9.3、9.4和9.5的要求，通常會(huì)自動(dòng)地滿足爬電因數(shù)的要求。
10 RUSCD的校正
10.1 緒言
當(dāng)適用時(shí)，對(duì)按以上的第9章分析后確定的RUSCD用下式校正。所有的因數(shù)都足相乘的，如下所示：
校正后的USCD＝RUSCD×Ka×Kad
10.2 海拔的校正Ka
海拔對(duì)沖擊耐受電壓的影響通常比對(duì)污穢耐受性能的影響大。通常，在較高海拔地區(qū)因?yàn)闆_擊電壓所需要的絕緣長(zhǎng)度的增大會(huì)導(dǎo)致足夠大的爬電距離。這意味著，若購(gòu)方?jīng)]有清楚聲明有其他要求，通常規(guī)定Ka＝1。如果仍需要校正,要注意海拔超過(guò)1500m的情況，那里先前經(jīng)驗(yàn)很少，因而校正可以使用基于[2]的方法。
10.3 對(duì)絕緣子直徑的校正Kad
長(zhǎng)棒形、支柱以及空心絕緣子對(duì)平均直徑Da的校正：
Kad＝1， 當(dāng)Da＜300mm時(shí)；
Kad——0.0005Da＋0.85， 當(dāng)Da≥300mm時(shí)。
平均直徑由下式給出：
式中D(x)是離一端電極爬電距離為x處的直徑值，l是絕緣子的總爬電距離。
上式一般可簡(jiǎn)化為近似關(guān)系式：
對(duì)于復(fù)雜的傘的重復(fù)，每次分子上加上額外的直徑時(shí)，分母上也要加上2。
在有矛盾或有疑問(wèn)時(shí)，不應(yīng)使用此近似關(guān)系式。
注：校正考慮到了大直徑絕緣子耐受性能的降低和積污減少的綜合影響。圖8中的虛線則表示在同樣情況下不考慮積污影響時(shí)的校正，例如人工污穢試驗(yàn)時(shí)。
11 需求的最小公稱爬電距離的確定
11 需求的最小公稱爬電距離的確定
在按第10章校正RUSCD后，在限定條件(系統(tǒng)的，尺寸等)下按其型式將候選絕緣子化整到最接近的爬電距離，就確定了最終的最小爬電距離。
例如，對(duì)一確定的候選盤形懸式懸式絕緣子求得的最終USCD為36.5mm／kV。這個(gè)系統(tǒng)的最高相對(duì)地電壓為228kV，因而要求的最小爬電距離為228×36.5＝8322mm。每一個(gè)盤形懸式絕緣子的元件的爬電距離為380mm，要求21.9個(gè)元件，因而最終的最小爬電距離將為22×380＝8360mm。
12 試驗(yàn)驗(yàn)證
12.1 緒言
對(duì)絕緣子選擇和尺寸確定使用試驗(yàn)室試驗(yàn)的一般原理敘述在GB／T 26218.1。試驗(yàn)室試驗(yàn)用長(zhǎng)持續(xù)耐受電壓和要求的污穢度耐受水平來(lái)表示。
12.2 長(zhǎng)持續(xù)耐受電壓的確定
在試驗(yàn)室要施加的長(zhǎng)持續(xù)耐受電壓等于運(yùn)行時(shí)絕緣子上可能出現(xiàn)的最大交流運(yùn)行電壓。
注1：對(duì)于可能出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間暫時(shí)過(guò)電壓的系統(tǒng)即沒(méi)有接地故障清除的系統(tǒng)，在選取長(zhǎng)持續(xù)耐受電壓時(shí)應(yīng)考慮預(yù)期的暫時(shí)過(guò)電壓水平。
在下列條件下試驗(yàn)可以在較短的部分絕緣子上進(jìn)行：
● 長(zhǎng)持續(xù)耐受電壓應(yīng)調(diào)整到使得絕緣子每單位絕緣長(zhǎng)度上至少具有相同的電壓應(yīng)力；
● 多元件絕緣子組件應(yīng)在由多于一個(gè)絕緣子元件構(gòu)成的一個(gè)組件上試驗(yàn)；
● 盤形懸式絕緣子串應(yīng)至少由3個(gè)絕緣子元件構(gòu)成。
注2：絕緣長(zhǎng)度指的是帶電端金屬附件和接地端金屬附件間的最短距離，忽略去任何均壓環(huán)的存在，但包括沿絕緣子長(zhǎng)度的中間金屬部件。
12.3 標(biāo)準(zhǔn)污穢耐受試驗(yàn)類型的選取
所使用的相關(guān)試驗(yàn)方法按現(xiàn)場(chǎng)的污穢類型、絕緣子型式以及帶電類型來(lái)選取。在GB／T 4585中給出的試驗(yàn)是直接適用于交流系統(tǒng)用瓷和玻璃絕緣子的。
作為一個(gè)通常的規(guī)則，固體層試驗(yàn)是推薦用于A類污穢的，而鹽霧試驗(yàn)是用于B類污穢的。
所要求的污穢度耐受水平對(duì)一特定現(xiàn)場(chǎng)的適用性是：
● 取決于認(rèn)為所使用的試驗(yàn)方法對(duì)預(yù)期的環(huán)境是否有明顯的代表性，并且
● 受到所選取的試驗(yàn)室試驗(yàn)方法的近似性以及固有的局限性的限制。
如果所關(guān)心的現(xiàn)場(chǎng)不能由標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室試驗(yàn)方法所充分地代表可以考慮非標(biāo)準(zhǔn)的或特定的試驗(yàn)室污穢試驗(yàn)方法。那樣一些方法的更多的細(xì)節(jié)可以在CIGRE 158[2]中找到。
12.4 人工污穢試驗(yàn)參數(shù)
污穢試驗(yàn)嚴(yán)酷度的確定由測(cè)定其絕緣遭受到該設(shè)備的最高電壓時(shí)能滿足其性能準(zhǔn)則的耐受污穢度構(gòu)成。
下面的表4給出了非隨機(jī)法的污穢試驗(yàn)嚴(yán)酷度或是統(tǒng)計(jì)方法所需要的性能數(shù)據(jù)。
表 4 用于試驗(yàn)驗(yàn)證的人工污穢試驗(yàn)參數(shù)
12.5 驗(yàn)證準(zhǔn)則
如果絕緣子在要求的污穢度或更高污穢度下通過(guò)了該耐受試驗(yàn)，則認(rèn)為它的尺寸確定對(duì)所設(shè)想的應(yīng)用和條件是合適的。
附 錄 A
附 錄 A
(資料性附錄)
本部分與IEC／TS 60815-2：2008的技術(shù)差異及其原因
本部分與IEC／TS 60815-2：2008的技術(shù)差異及其原因見表A.1。
表A.1 本部分與IEC／TS 608 15-2：2008的技術(shù)差異及其原因
