摘要：喷水分级法是复合绝缘子老化状态的最主要检测手段，但其判定结果受天气因素影响。本文搭建了模拟试验平台，研究不同风速对喷水装置雾化中心偏移和喷水面积的影响，减少自然风给喷水分级法测定结果带来的误差，提高测量准确率。
关键词：风；复合绝缘子；憎水性
Abstract:Water spraying classification is the most important method to detect the aging state of composite insulator, but its determination results are affected by weather factors. In this paper, a simulation test platform is set up to study the influence of different wind speeds on the migration of atomizing center and spraying area of the water spraying device, to reduce the error caused by natural wind to the measuring results of the water spraying classification method, and to improve the measurement accuracy.
Keywords: wind;composite insulator;hydrophobicity detection
1 引言
随着运行时间增加及受电晕、闪络、污秽、温度、雨雪等综合因素影响，复合绝缘子表面耐压水平、憎水性会出现下降甚至完全丧失。因此，准确评估复合绝缘子老化状态，对及时发现排除缺陷，避免由此带来的输电线路事故，保障电力系统的安全运行至关重要[1-2]。
目前国内外针对硅橡胶复合绝缘子伞裙老化的检测方法主要有喷水分级法、泄漏电流法、接触角法、热刺激电流法等[3-6]。其中，接触角法和热刺激电流法结果较为精确可靠，但对测试环境要求很高，一般用于实验室条件下的离线测量，操作复杂，是一种有损检测方法；泄露电流法中影响测量电流大小的因素复杂，随机性大，结果不可靠。目前，以喷水分级法为核心的憎水性试验是复合绝缘子老化状态的最主要检测手段，也是唯一符合国家标准和安全规范的工程现场测量方法。
2 喷水分级法
喷水分级法是用喷壶对试品表面喷洒水雾，观察水珠分布情况，然后对比分级判据和标准图片，得出绝缘子表面的憎水性状况。根据我国电力行业标准（DL/T 376-2010）,进行喷水分级法测量时，需要每隔1秒喷水一次，连续喷水25次后进行憎水性评估。但是考虑到实际工作情况，需针对复合绝缘子的类型和状态采用不同的喷水频率和次数[7]。
在现场使用喷水分级法检测憎水性工作中，测量结果会因天气不同可能会得到有显著不同的结果[8]。
3 风速对喷水分级法测量的影响
在进行复合绝缘子憎水性检测过程中，喷水所能形成的水雾质量是影响复合绝缘子憎水性等级判定的重要因素。在不同的天气因素中，自然风对设备的喷水效果有着较大的影响，能否在不同风力条件下达到良好雾状喷水效果，对评判复合绝缘子憎水性等级正确有着重要意义。
3.1模拟测试平台
测试平台由自动喷水装置、检测面板、风机、风速仪（量程：0.8-30m/s，精度：0.01m/s）四大部分组成，如图1所示。喷水装置分别使用防风喷头和普通喷头两种进行对比试验，同时为方便观察，在水箱中滴入若干红墨水，使得喷射印记更加明显。
图1 模拟试验
3.2测试方案
1）将喷水装置固定好，调节木板与喷嘴之间的距离以及木板放置的倾斜角度，满足两者的垂直距离为25cm。
2）将相应尺寸的白纸固定在木板上，选用防风可调雾状喷头进行实验。在白纸上标记出喷嘴到白纸的垂直距离，设为初始位置。
3）调节风扇距离使得风速仪检测喷头处风速为0 m/s、2 m/s、4 m/s、6m/s、8m/s；接通电源喷水，通过手动控制电源开关实现一秒一次喷水，连续喷水25次，分组进行实验。
4）根据喷射出的墨迹，画出其大致轮廓，标出中心并测量其半径、面积以及中心与初始位置的偏移距离。
5）换用无防风可调雾状喷头，重复实验。
3.3测试结果
实验分为四组进行，分别对应防风可调喷头最大喷雾半径、防风可调喷头最小喷雾半径、普通可调喷头最大喷雾半径、普通可调喷头最小喷雾半径，其最大最小喷雾半径通过喷头上的旋钮进行调节。每组实验分布进行了0 m/s、2 m/s、4 m/s、6m/s、8m/s五次测量。测量结果如图2所示。
图2 测试结果
从试验结果可以看出：
1）风速对雾化中心偏移距离影响明显，随着风速增大，偏移距离增大；
2）普通可调喷头在调节至最大喷射半径下，受风速影响最大；
3）风速一定，喷射半径与偏移距离基本呈正相关关系了；
4）防风喷头相对普通喷头有良好的抗风性能。
由于设备及环境所限，本次试验受到其他偶然因素以及外部条件的影响，试验结果存在一定误差，误差原因主要来源以下几方面：
1）由于木板为倾斜放置，喷射后流下的部分墨迹影响了对最终结果轮廓的拟合与测量。
2）防风型可调雾状喷头喷射压力较大，其冲击力对于喷射角度造成一定的偏差。
3）风扇的风速并不恒定，显示在实验中风速仪上为数据的实时变化，因此只能取风速近似值进行喷水实验。
总体来说，在不同风力条件下，试验装置能够维持一个相对稳定的喷水效果，即喷水面积、偏移距离在误差接受范围之内。
4 结论
本文针对喷水分级法现场作业环境影响因素，搭建测试平台，通过分组试验研究风速对雾状喷水效果影响。试验结果表明，在8m/s风速内的不同风力条件下，现场试验装置能够维持一个相对稳定的喷水效果，同时，防风喷头相对普通喷头有良好的抗风性能，更有利于提高憎水性等级准确性。
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作者简介：
叶堂柱（1971-），男，汉，广东东莞人，工程师，大学，研究方向为电气工程；
项目名称：输电线路复合绝缘子憎水性带电无损远程自动化检测成套装置研究
项目编号：031900KK52180110
论文作者:叶堂柱,韦海坤,梁兆丰,郭能
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：绝缘子论文; 喷头论文; 风速论文; 水性论文; 可调论文; 半径论文; 测量论文; 《电力设备》2018年第28期论文;