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1、第四讲 新企标与相关标准的区别,青海电力科学研究院张仲秋2014年2月,主要内容,IEC60815的发展历史IEC60815的主要内容及主要变化新企标的侧重点与IEC60815的异同新企标与GB/T 16434-96的主要区别其它重要问题,IEC60815的发展历史,1986年IEC颁布了IEC 815-1986“Guide for the selection of insulators in respect of polluted conditions”（简称IEC815）1997年5月IEC TC36伦敦会议决定对IEC815进行修订，IEC成立了特别工作组（AHWG815），于1997年
2、7月确定了修改IEC815的工作计划草案1998年4月IEC TC36 WG11成立，正式启动修订工作，IEC815的修订在CIGRE的工作基础上进行2000年，工作组收集了国际上污秽绝缘子方面的主要文献，出版了CIGRE brochure 158“Polluted insulators:A review of current knowledge”,IEC60815的发展历史,工作组当初预计2005年底前结束全部修订工作。从1998年至今已经开了22次会议，多次给出了修订的IEC60815CD文件。2002年11月，形成了IEC60815-1:2002（CD）（36/187/CD）文件到目前为
3、止，IEC60815-1最新版本为36/252A/CD2006年9月在柏林召开的TC 36会议上，对第1和第2部分草案进行了讨论，同时也出版了第3部分（交流系统用聚合物绝缘子）草案并征求意见预期还需要进行两次或三次工作组会议；根据各国家委员会意见修改第1和第2部分并完成第3部分。完整的技术规范草案预期2007年下半年可进行投票,IEC815的主要不足,聚合物绝缘子的性能绝缘子的方位和安装角度电压超过交流525kV的适用性的扩展直流应用的设计具有半导电釉的绝缘子避雷器外套，特别是涉及聚合物材料的性能，断路器设备的纵向断口污秽绝缘子的无线电干扰、电视干扰以及噪音海拔高度的影响严重潮湿的影响,IEC
4、60815的发展历史-历次工作组会议,IEC60815的发展历史-国内工作情况,从国内来看，大约从2004年开始关注IEC60815的修订工作，发现该标准已经面目全非2001年东北大面积污闪后，中国电科院开始进行饱和等值盐密及其耐受电压方面的研究工作2006年，中国电科院加入IEC TC36 WG11工作组，力求反应中国的意见并跟踪IEC 60815的最新进展2006年底，在国网公司生产部的领导下，以中国电科院为主完成QGDW152污区划分新企标的制定2007年1月，国网公司生产部开始新企标的宣贯工作,IEC60815-主要目的,识别影响因素了解和识别影响绝缘子污秽性能的系统、应用、设备和现场
5、的参数选择设计方法 了解和选择适当的方法以设计和选取绝缘子的基于可得到的数据、时间和资源的解决办法确定SPS表征一现场污秽的类型并确定该现场的污秽度(SPS)；确定USCD从SPS确定参考的统一爬电比距（USCD）校正考虑该“候选”绝缘子的特性（尤其是绝缘子外形）将其“参考的”USCD对该现场、应用和系统类型进行校正评价确定这些可能的解决办法的相对的优点和缺点；评定“混合的”解决办法或减污的措施的必要性和优点；验证；如有要求，确定验证所选取绝缘子的性能的适当的试验方法和参数,IEC60815的主要变化,鼓励使用现场污秽度测量，最好至少测一年，以便对现场分级以代替先前的定性评定承认在绝缘子上的“
6、固体”污秽具有两个部分，一个是可溶的部分，用ESDD来量化，另一个是不溶部分，用NSDD来量化承认在某些情况下应测量污层电导率来确定现场污秽度使用自然和人工污秽试验结果以帮助确定尺寸,IEC60815的主要变化,承认爬电距离不总是唯一的决定参数；承认其他几何参数的影响并承认按绝缘子的尺寸和类型参数而变化的重要性；承认污秽类型参数变化的重要性：采用校正因数以考虑上述污秽类型和绝缘子参数的影响。,IEC60815的主要内容,IEC 60815分五部分：第1部分：定义、信息和一般原则第2部分：交流系统用瓷和玻璃绝缘子第3部分：交流系统用聚合物绝缘子第4部分：直流系统用瓷和玻璃绝缘子第5部分：直流系统
7、用聚合物绝缘子,IEC608151的主要内容,前言1 范围和目的2 规范性引用文件3 定义4 缩写5 对绝缘子选择和尺寸确定所建议的方法6 对绝缘子选择和尺寸确定的输入参数7 系统要求,IEC608151的主要内容,8 环境条件8.1 污秽类型的识别8.1.1 类型A污秽8.1.2 类型B污秽8.2 环境的一般类型8.3 污秽度,IEC608151的主要内容,9 现场污秽度（SPS）的评定-9.1 现场污秽度9.2 现场污秽度的评定方法9.3 现场污秽度（SPS）等级10 绝缘的选择和尺寸确定10.1 过程的一般叙述10.2 对材料的一般指导10.3 对外形的一般指导10.4 对爬电距离和绝缘
8、子长度的考虑10.5 对异常的或特殊的应用或环境的考虑,IEC608152的主要内容,前言1 范围和目的2 规范性引用文件3 定义4 缩写5 原则6 材料7 现场污秽度确定8 参考的USCD的确定,IEC608152的主要内容,9 外形的选择9.1瓷和玻璃外形的一般推荐9.2外形的适用性10 外形参数的核对10.1伞伸出10.2高度相对于伞伸出10.3伞间最小距离10.4 爬电距离相对于间隙10.5伞的角度10.6爬电因数,11参考USCD的校正11.1海拔的校正Ka11.2绝缘子直径的校正Kad12 最终的最小爬电距离的确定13 试验验证13.1长持续时间耐受电压的确定13.2标准污秽耐受试
9、验类型的选择13.3人工污秽试验参数13.4验证准则,IEC608152的主要内容,IEC608153的主要内容,前言1 范围和目的2 规范性引用文件3 定义4 缩写5 原则,IEC608153的主要内容,6 材料6.1 关于通用的聚合物外套材料的一般信息6.2 聚合物外套材料在污秽条件下的特殊问题7 现场污秽度确定8 参考的USCD的确定9 聚合物外形的一般推荐,IEC608153的主要内容,10 外形参数的核对10.1伞伸出10.2高度相对于伞伸出10.3伞间最小距离10.4 爬电距离相对于间距10.5伞的角度10.5爬电因数,11参考USCD的校正11.1海拔的校正Ka11.2绝缘子直径
10、的校正Kad12 最终的最小爬电距离的确定13 试验验证,IEC608153的主要内容,IEC60815的主要内容-绝缘选择和尺寸确定的全部过程,确定适用的方法A、B或C与可得到的认识、时间以及资源的关系 收集必需的输入数据，值得注意的有，是带交流电还是直流电，系统电压，应用绝缘型式（线路，支柱，套管等）收集必需的环境数据，值得注意的有现场污秽度和等级；在这个阶段可初步选取可能适宜于使用和环境的候选绝缘子（见10.210.4）。,使用本出版物相关部分25中的指示，或者在方法A情况下根据来自运行或试验站的经验对该型式和材料的绝缘子确定参考统一爬电比距；如果有必要的话，根据取决于候选绝缘子的尺寸、
11、外形、方位等的因数修改该参考USCD；核实所产生的候选绝缘子是否满足其它系统和线路要求（例如所外加的几何形状、尺寸、经济），如果不能得到满意的候选者，则应改变解决办法或改变要求；在方法B情况下根据实验室试验验证该尺寸确定。,IEC60815的主要内容-绝缘选择和尺寸确定的全部过程,了解和识别影响绝缘子污秽性能的系统、应用、设备和现场的参数了解和选择适当的方法以设计和选取绝缘子的基于可得到的数据、时间和资源的解决办法；表征一现场污秽的类型并确定该现场的污秽度(SPS)；从SPS确定参考的统一爬电比距（USCD）；考虑该“候选”绝缘子的特性（尤其是绝缘子外形）将其“参考的”USCD对该现场、应用和
12、系统类型进行校正；确定这些可能的解决办法的相对的优点和缺点；评定“混合的”解决办法或减污的措施的必要性和优点；如有要求，确定验证所选取绝缘子的性能的适当的试验方法和参数,IEC60815的主要内容-绝缘选择和尺寸确定的全部过程,IEC608151的主要内容,IEC608151的主要内容,IEC608151的主要内容,新企标、IEC60815的主要变化-覆盖范围变宽,所有电压所有绝缘子类型,ESDDESDDNSDD,新企标、IEC60815的主要变化-污秽度表征,ESDDESDDNSDD,新企标、IEC60815的主要变化-污秽度表征,新企标、IEC60815的主要变化-污区划分,IEC815只
13、是定性的确认污秽程度，分四级。IEC 60815在引入ESDD和NSDD表征污秽度后，参照绝缘子表面的ESDD和NSDD将污区划分为了a、b、c、d和e五级污区不再由ESDD单一确定，变成了NSDD和ESDD共同确定引入SPS概念,新企标、IEC60815的主要变化-SPS测量用不带电的参考绝缘子,需要带电不带电修正不带电绝缘子污秽还缺少了电场力对污秽的影响，尤其是绝缘子下表面，尤其是钟罩型下表面。电场力不仅影响直接的积污，还影响放电，而放电又影响到积污（主要是下表面）。因此，不带电绝缘子上下表面积污比例与实际绝缘子会有些差别，需要进行绝缘子形状修正采用参考绝缘子测量污秽还缺少了绝缘子形状对污
14、秽的影响，需要进行绝缘子形状修正。尤其在我国常用双伞型绝缘子，用参考绝缘子污秽划分污区后，是进行双伞绝缘子修正，还是用双伞绝缘子划分污区都需要认真考虑。另外，对复合绝缘子又该如何修正，也需要认真考虑。,新企标、IEC60815的主要变化-SPS由多年污秽确定,有利于绝缘配置一次到位IEC 60815明确由参考绝缘子的多年污秽来确定污秽度，更符合实际情况，对于我国目前推行多年污秽度有利一般来讲，多年污秽总比一年污秽要重，因此在数值上某地区的污秽度会比以前大。按照新标准在引入灰密，同一地区污秽分级可能更高。多年污秽度引入有助于绝缘配置一次到位用饱和等值盐密替代年度等值盐密灰密的取值污秽物理化分析,
15、新企标、IEC60815的主要变化-污秽细分、环境描述更具有操作性,污秽类型的识别类型A、B现场污秽度的描述现场污秽度（SPS）是按本技术规范上给出的方法测得的在相当长的时间内，以一定测量时间间隔记录到的ESDD和NSDD或SES或DDGIS和DDGIN的最大值。环境描述为5种类型“沙漠”型环境“沿海”型环境“工业”型环境“农业”型环境“内陆”型环境,新企标、IEC60815的主要变化-污秽细分、环境描述更具有操作性,现场污秽度评估污秽度的评定如下，其置信度递减：来自现场的测量；来自在现场或接近该现场已经运行的线路或变电所绝缘子性能的信息；来自根据气候和其它环境参数模拟算得的污秽水平如果没有其
16、它可能性，可以从表1给出的指示定性地确定,现场测量方法 对类型A污秽现场，为参考绝缘子表面上的ESDD和NSDD 对类型B污秽现场，来自参考绝缘子或一监视器的现场泄漏电流或电导测量的SES对类型A或B污秽现场，由DDDG法（见附录E）收集到的污秽物的DDGIS，DDGIN。不同长度绝缘子的闪络总次数；样品绝缘子的泄漏电流。,新企标、IEC60815的主要变化-污秽细分、环境描述更具有操作性,新企标、IEC60815的主要变化-关于模拟计算,收集的资料包括站址半径40km范围内污源的所有烟囱高度、SO2排放量、烟尘排放量、燃煤量、烟囱口径等（排放量为小时值或年排放量值）。规划中的点源（环评报告书
17、中的排放部分及日期）、城市SO2面源排放量（燃煤、燃气、燃油）能源消耗量、增长预测。资料收集的全面与否将会直接影响到模式计算结果的好坏，但将所有工业源的所有排放都考虑入模式中是不现实的，也是不必要的。一是许多小排放源的数据难于获取，二是其排放量也不大，占总排放量比率很小，影响距离仅数百米，可忽略不计（距离站址很近的小污源除外）。本次计算按以上原则通过仔细筛选、反复核对。,新企标、IEC60815的主要变化-关于模拟计算,新企标、IEC60815的主要变化-关于模拟计算,XP-70绝缘子下表面的沉积量计算公式为：,新企标、IEC60815的主要变化-提出USCD的概念,以前由爬距除以线电压计算爬
18、电比距，现在改为由爬电距离除以绝缘子两端的电压。交流、直流绝缘子以及相间间隔棒等绝缘子采用同样的爬距计算方法。统一爬电比距反映了沿面电压梯度。由于交流多用线电压描述，对于大量的交流设备来说并不直观，需要时间适应。,新企标、IEC60815的主要变化-污区划分的变化,引入ESDD与NSDD后的污区划分IEC60815中最为重要的变化是在引入ESDD和NSDD表征污秽度后，参照绝缘子表面的ESDD和NSDD将污区划分为了a、b、c、d和e五级。ESDD与NSDD对污闪电压的影响实际上，绝缘子串的污耐受电压可以写成：其中k为常数。对于某一给定的污耐受电压U0，可得到NSDD与SDD之间的关系为：其中
19、。就是说log(NSDD)和log(SDD)之间是一条斜率为-n/m的直线。根据相关研究成果，直线斜率在应在-2.0,新企标、IEC60815的主要变化-污区划分的变化双伞绝缘子,新企标、IEC60815的主要变化-定义和术语,新企标、IEC60815的主要变化-定义和术语,新企标、IEC60815的主要变化-定义和术语,新企标、IEC60815的主要变化-环境条件和污秽严重程度的评估,电力系统污区分布图的绘制,五、关于污秽等级的划分,本标准与GB/T 16434-96版、IEC 60815:1CD文件的主要差别表现在绝缘子等值盐密/灰密和现场污秽度相互关系的描述上;本标准在使用爬电比距法选择
20、外绝缘的同时，还给出了根据饱和污秽度下的耐受电压获得的110kV750kV电压下线路绝缘子的配置，以利于输电线路外绝缘的设计与调整。,IEC 60815:1 CD文件与GB/T 16434-96版中关于污秽等级划分的比较 本标准与IEC 60815:1 CD文件中的参照盘形绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图本标准参照绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图的使用关于使用污耐受电压法选择绝缘子片数,关于污秽等级的具体讨论内容,IEC 60815:1CD文件中标准盘形绝缘子等值盐密及灰密和现场污秽度的相互关系,1、IEC 60815:1 CD文件与GB/T 16434-96版中关于污秽等级划分的
21、比较,IEC 60815:2CD文件中统一爬电比距和现场污秽度的相互关系,IEC 60815:2CD文件中统一爬电比距和现场污秽度的相互关系,2、本标准与IEC 60815:1 CD文件中的参照盘形绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图,规整后的普通盘形绝缘子等值盐密及灰密和现场污秽度的相互关系,规整后的双伞型绝缘子等值盐密及灰密和现场污秽度的相互关系,本标准在参照绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图的使用上可遵循如下原则：,测试现场污秽度的绝缘子可使用与XP-160型瓷绝缘子爬距相近的XP-70瓷绝缘子和LXP-70、LXP-160玻璃绝缘子。现场污秽度用上述绝缘子全表面等值盐密和灰密的平
22、均值表示；当使用不带电串的积污数据时，应乘以带电修正系数。,新企标参照绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图的使用,灰密对等值盐密之比为210的区域是我们关注的对象；考虑污秽趋于饱和时，灰密对等值盐密的比值将增加，我们应更加关注图2-4（本标准图1）中灰密对等值盐密之比为510的区域 本标准新的污区分级与GB/T 16434-96版不同之处：一是采用饱和等值盐密，而非以往所惯用的年度最大等值盐密；二是污秽趋于饱和时，灰密对等值盐密比增大（灰密为等值盐密510倍），加入灰密参数后，原清洁区和轻污区的比距取值要有所提高（约12%）。,新企标参照绝缘子现场污秽度与污秽等级的相互关系图的使用,美国的选
23、择与表示方法,4、关于使用污耐受电压法选择绝缘子片数,本标准根据饱和污秽度直接选择绝缘子片数，这就要求进行长串绝缘子的人工污秽试验，特别是轻污秽和中等污秽条件下的污秽试验。为使设计取得最优的性能与价格之比（包括调爬时不改变原塔头尺寸），进行人工污秽试验时应充分考虑所用绝缘子的自然污秽特性。,我国的110750kV线路绝缘子的选择,根据本标准提出的设计程序（见附件E第E2(2)条）和美国EPRI提出的表示方法（见表2.7注1），普通标准型（XP型）、双伞型（XWP型）绝缘子和复合绝缘子的选择建议见本标准表2。其中有关V型串片数的选择，其长期积污按I型串的3/4计，V型串与I型串污闪特性的比较参照了美国EPRI的研究结果（有待今后试验验证）。,谢谢,
