Méthode d'essai pour le degré de pollution des isolateurs d'équipements électriques
1. Éléments de test pour le degré de pollution des isolateurs
La configuration de l'isolation des lignes aériennes est un enjeu important pour les unités de conception, d'exploitation et de maintenance. La configuration de l'isolation ou le nombre d'isolateurs ou la longueur de la chaîne est principalement contrôlé par la tension d'amorçage de la pollution de la chaîne d'isolateurs. Pour les concepteurs, il est nécessaire de connaître le degré de pollution du couloir de ligne lors de la conception, puis ils peuvent décider du type d'isolateur à utiliser, du nombre de pièces d'isolateurs à utiliser ou de la distance de fuite. Pour les services d'exploitation et de maintenance, il faut être régulièrement attentif à l'évolution du degré de pollution autour des équipements, et déterminer à temps si la configuration d'isolation actuelle est suffisante, c'est-à-dire vérifier la ligne de fuite.
Le test du degré de pollution des isolateurs comprend généralement le test de densité de sel équivalente et de densité de gris équivalente, et dans certains cas, des tests supplémentaires de composants ioniques de pollution sont nécessaires.
2. Densité de sel équivalente et densité de dépôt non soluble
2.1. Définition de la densité de sel équivalente et du test de densité grise équivalente
La densité de dépôt de sel équivalente (ESDD) fait référence à la quantité de NaCl (mg/cm2) équivalente à la teneur en substances conductrices de la contamination fixée à la surface de l'isolant par centimètre carré. Il caractérise la conductivité de la surface de l'isolant après la dissolution complète de la contamination. L'augmentation de la densité de sel équivalente réduira considérablement la tension d'amorçage de pollution de l'isolateur.
La densité de dépôt non soluble (NSDD) fait référence à la quantité de dépôt non soluble (mg/cm2) fixé à la surface de l'isolant par centimètre carré. NSDD a une certaine influence sur la tension d'amorçage de pollution de l'isolateur. Lorsque l'ESDD augmente, la tension de contournement de pollution de l'isolant a tendance à diminuer, mais l'influence est beaucoup plus faible que celle de l'ESDD.
2.2. Effet de l'ESDD et du NSDD sur la tension d'amorçage de la pollution
Avec l'augmentation de l'ESDD et du NSDD, la tension de contournement de la pollution de l'isolant diminue avec des exposants négatifs, et la densité du sel est la principale influence. La relation entre la tension d'amorçage de pollution et ESDD et NSDD est indiquée dans la formule suivante.
(1)
Où, a et b sont les indicateurs d'influence de ESDD et NSDD sur la tension d'amorçage de la pollution respectivement.
Fig.1 Relation entre la tension d'amorçage de la pollution et la densité de sel des différents isolants
2.3. Méthodes de test de ESDD et NSDD
Les tests ESDD et NSDD peuvent être divisés en 3 catégories selon différentes opérations :
un. Retirez l'isolant ou simulez la chaîne polluée de la ligne de transmission, et nettoyez-la et mesurez-la sur place ;
un. Retirez l'isolant ou simulez la chaîne polluée de la ligne de transmission et apportez-la à un laboratoire pour la nettoyer et la mesurer ;
c. Utilisez la serviette d'échantillonnage pour essuyer et échantillonner l'isolant directement sur la tour, et rapportez la serviette d'échantillonnage au laboratoire pour le trempage et les tests.
Les deux méthodes a et b sont les méthodes de test les plus couramment utilisées. La méthode c impose des exigences plus élevées à l'opérateur et laisse facilement la contamination, ce qui entraîne un faible rejet du test. Cependant, il présente des avantages non négligeables pour le prélèvement de la pollution des travaux sous tension des isolateurs de poste non démontables sur site, des isolateurs composites et des isolateurs de ligne difficiles à nettoyer.
Pour les deux méthodes a et b, le flux de test de ESDD et NSDD est illustré à la Figure 1.
Figure 2 Flux de test de ESDD et NSDD
Les étapes du test sont brièvement décrites comme suit :
(1) Utilisez une certaine quantité d'eau distillée (10 μS/cm) pour nettoyer toute la saleté sur la surface des parties isolantes de l'isolateur (la plage nettoyée est la surface de toutes les parties isolantes à l'exception des pieds en fer et de la surface de coulage du ciment) ;
(2) Recueillir toute la saleté lavée dans un récipient propre ;
(3) Remuez complètement le liquide sale et, une fois la saleté complètement dissoute, mesurez la conductivité du liquide sale avec un conductimètre et mesurez la température du liquide sale en même temps. La conductivité des eaux usées mesurée par le conductimètre doit être convertie à la valeur à 20diplômeselon la formule suivante, et la densité de sel équivalente doit être calculée en combinaison avec la surface de l'isolant et les paramètres de consommation d'eau ;
(4) Filtrer les eaux usées nettoyées ;
(5) Pesez le papier filtre filtré, soustrayez le poids du papier filtre pour obtenir la masse de cendres à la surface de l'isolant, puis comparez la surface de l'isolant pour obtenir la densité de cendres équivalente de l'isolant.
Où, la formule de conversion de température de la conductivité à l'étape (3) est :
(2)
Où,btest un coefficient dépendant de la température, qui peut être calculé comme suit :
(3)
Les testeurs de densité de sel équivalents d'aujourd'hui ont généralement une fonction de correction automatique de la température qui convertit automatiquement la conductivité en résultat de 20 degrés.
Ensuite, la densité de sel équivalente à la surface de l'isolant peut être obtenue selon la formule suivante :
(3)
Où, ESDD est la densité de sel équivalente, mg/cm2;Aest la surface isolante de l'isolant, cm2;Vest le volume de liquide sale filtré pour le nettoyage des isolateurs, cm3;Saest la salinité du liquide sale, kg/m3. Les descriptifs deSaets20sont représentés dans la formule (4).
(4)
Pour la méthode d'échantillonnage à l'aide d'une serviette d'échantillonnage, il suffit de tremper la serviette d'échantillonnage dans de l'eau distillée, de bien mélanger, puis d'utiliser la même méthode que ci-dessus pour mesurer la conductivité, la densité de sel équivalente, le poids des cendres et la densité des cendres.
Il convient de noter que la teneur en sel de l'eau d'essai doit être déduite lors de l'essai. Bien que la conductivité de l'eau de test soit extrêmement faible, l'influence de la conductivité de l'eau de test sur les résultats ne peut être ignorée lorsque le test de degré de pollution est effectué dans certaines zones propres.
Cet article donne le tableau d'essai de la densité de sel équivalente et de la densité grise équivalente sans l'influence de l'eau d'essai. Le tableau contient des formules écrites. La qualité des entrées et des cendres peut obtenir automatiquement les résultats ESDD et NSDD.
2.4 Points d'essai
Avis pour la densité de sel équivalente et la densité de dépôt non soluble
(1) Soyez prudent lors du démontage de l'isolateur de mesure de pollution pour éviter la perte de pollution causée par une collision ;
(2) Les isolateurs de mesure de la contamination doivent être emballés lorsqu'ils sont ramenés au laboratoire, et la contamination contenue dans l'emballage doit être versée dans le liquide de contamination lors des essais ultérieurs ;
(3) Lors de l'échantillonnage avec des serviettes d'échantillonnage, essayez d'utiliser autant de serviettes d'échantillonnage que possible et essuyez soigneusement toutes les parties de l'isolateur pour minimiser la contamination laissée sur l'isolateur.
(4) Faites attention à la qualité du papier filtre lors du test de la densité des cendres. Le papier filtre doit être pesé après avoir été complètement séché.
3. Test de composition ionique
3.1. Objectif du test de composition ionique
La composition de la contamination à la surface de l'isolant est complexe et la détermination de la composition ionique a les fonctions suivantes :
(1) Préciser le type de pollution de l'isolant.
Les composants de pollution des isolateurs varient considérablement dans différents environnements naturels et différentes sources de pollution industrielle. L'obtention des composants ioniques peut aider à juger du type et de la source de pollution autour de l'isolant. Si la quantité de Ca2 plusdans la crasse est bien plus que Naplus, cela signifie que l'environnement est à l'intérieur des terres ; par exemple, NON3-dans l'anion ] représente l'essentiel, indiquant qu'il s'agit ici d'une pollution de type gaz d'échappement automobile ; CL-représente une proportion plus élevée, indiquant que l'isolant est en milieu côtier.
Figure 3 Composants de pollution des isolateurs typiques de ligne de bord de mer
(2) Déterminer la tension d'amorçage de la pollution
Différents composants de la pollution ont une solubilité différente. Par exemple, CaSO4est une substance légèrement soluble, tandis que les sels de Na sont des substances facilement solubles. Si le contenu de CaSO4est élevée, la tension d'amorçage de la pollution de l'isolant correspondra Comme le montre la figure ci-dessous, K4est le multiple de la tension d'amorçage de la pollution qui augmente avec l'augmentation de CaSO4contenu.
Fig.4 Effet de CaSO4contenu sur l'augmentation de la tension d'amorçage de la pollution
3.2. Méthode d'essai de la composition ionique
Les objets de composition ionique mesurés comprennent :
(1) Cation : Ca2 plus, mg2 plus, N / Aplus, Kplus, NH4plus;
(2) Anion : SO42-, Cl-, NON3-, bon de commande43-;
Le test est généralement effectué par un chromatographe ionique, et le résultat du test est la concentration massique, en mg/L, ou mg/kg, c'est-à-dire la masse de l'ion contenu dans l'unité volume/masse.
Le test est divisé en cation et anion, respectivement. Les étapes du test cationique sont les suivantes et les étapes du test anionique sont similaires :
(1) Préparez l'instrument, configurez la colonne d'échange d'ions et le détecteur de conductivité en fonction des ions mesurés et déboguez l'instrument jusqu'à ce que la ligne de base du système soit stable.
(2) Pour préparer une solution intermédiaire, prenez une certaine quantité de solution mère standard d'ion unique et ajoutez de l'eau désionisée pour former une solution intermédiaire, puis configurez des solutions de travail standard mixtes de différentes concentrations.
(3) Tracez la courbe standard, analysez l'échantillon et déterminez la concentration de chaque ion en fonction de la hauteur du pic ou de la surface du pic de l'ion mesuré.
En plus des ions ci-dessus, la pollution des isolants contient souvent une petite quantité de F-, NON2-, Cu2 plusdes ions inorganiques et des substances organiques telles que le xylose et le galactose. Étant donné que ces ions représentent une très faible proportion, ils ne sont généralement pas pris en compte lors de la caractérisation des ions contaminants.