绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构

在传统电力系统中，如火电、水电或核电，大都采用同步电机，具有较强的机械惯性，传统电力系统具有由旋转电机主导的机电稳态过程，强机电性、弱电磁性是传统电力系统*大的特征。这一点与绿色电力系统恰恰相反，新能源的发输配用环节引入了更多电力电子装备，电力系统向以电力电子装备的电磁暂态过程为主导转变，呈现出弱电机性、强电磁性。

基于我国以煤为主的资源禀赋，过去我国传统电力系统主要由黑色的传统电源、无色的传统电网和随机的负荷三大部分共同组成。“过去，发电侧以煤电为主，因此黑色的传统电源很好理解，但为什么说电网也不是绿色的？其原因在于电网系统中大量使用的GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）一般含六氟化硫，其温室效应高出二氧化碳四个量级，从这个角度而言电网也不是绿色的。”潘垣解释道。另外，从负荷角度分析，电气化率是评价一个国家先进与否的重要指标之一，而我国目前的电气化率仍处于中低水平。

“何谓绿色电力系统？与传统电力系统恰恰相反，绿色电力系统将大大弱化机电特性、强化电磁特性，绿色电力系统将由绿色化电源、绿色化电网、大容量储能、高比例电气化负荷共同构成，同时呈现出智能化的新特征。”潘垣表示。绿色化电源囊括了风电、光伏、光热发电等主力电源，以及绿色化火电、水电、核电等电源；绿色化电网由变压器、变流器、输配电线路、非六氟化硫绝缘型开关/电器组成，呈现出调控能力弱的趋势；大容量储能指分布式抽水蓄能群；高比例电气化和随机性是负荷的两大特点；智能化意味着电力装备、AI芯片和物联网络都将得到广泛应用。

一、产品介绍（WBHD-V绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构）

WBHD-V型绝缘子灰密度测试仪，是本公司根据我国电网防污闪工作的需要，配合电网污秽等级划分的新标准而研发的“灰密”成套测量装置。该装置符合GB/T 16434—2004《污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则》（代替GB/T 16434-1996、GB/T 5582-1993、JB/T 5895-1991）和国家电网公司Q/GDW 152—2006《高压架空线路和变电站环境污区分级及外绝缘选择标准》规定的要求。

WBHD-V绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构是成套测量装置。其中包含精密电子天平、鼓风干燥箱、真空抽滤器及测量附件等组成部分。整套装置操作简单，测量精准。

二、功能特点（WBHD-V绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构）

1、真空��滤装置技术成熟，使用方便、效率高。含有多个抽头，可一次实现多个过滤过程。使用水循环装置代替油循环泵，使用更为方便，故障率低。

2、鼓风干燥采用德国技术，风道先进；风机噪声小，性能稳定。

3、微电脑智能控制，设定温度后，仪表自行判断加热所需功率，并显示加热状态，控温精准稳定。

4、可调式进风口，控制箱内温度和气体的排放。

5、高精度电子分析天平具有数字化多点线性修正、漂移修正、开机自检和去皮等多种功能。

6、附带配套计算软件，计算方便，且结果更为精准。

三、技术指标（WBHD-V绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构）

1、天平精度：0.1mg

2、*大称量：200g

3、控温范围：室温+10℃～250℃

4、温度分辨率：1℃

5、温度波动度：±1℃

6、温度均匀度：±1℃

7、抽滤流量：60L/Min

8、抽滤*大真空度：0.098MPa

9、抽滤单头抽气量：10L/min

10、抽滤抽气头个数：2个

11、电源电压：220±10%

12、环境温度：5—40℃

13、相对湿度： 85%

四、使用说明（WBHD-V绝缘子灰密度检测仪工作原理及结构）

操作步骤大致分为溶解、过滤、干燥、称重和计算五步。

第1步：溶解

1、选取绝缘子

带电绝缘子串应取上数第2片、中间一片、下数第2片三片绝缘子；非带电绝缘子串应取任意位置的三片绝缘子。

提示：每次只测量一片绝缘子，*后用三片的测量结果计算平均值。

2、配置溶剂

建议选用去离子水，或蒸馏水。如果现场条件有限，可以使用引用纯净水或矿泉水。（电导率小于100为宜）

取水量过少时，会造成污秽中的可溶物未能全部溶解。建议取水量参照下面两种方法之一。

方法一：对单片普通型悬式绝缘子，建议用水量按300ml取。当被测绝缘子（包括悬式绝缘子及支柱绝缘子的单元裙段）的表面积与普通型悬式绝缘子不同时，可根据面积大小按比例适当增减用水量，具体用水量如下表：

表1  绝缘子表面积与盐密测量用水量的关系

方法二：按每平方厘米表面积用水0.2ml计算总用水量。

将上述溶剂装入洁净的烧杯中。

3、擦拭表面污秽和溶解

建议使用洁净滤纸、棉球或纱布等对绝缘子表面进行擦拭。擦拭之前需要称其重量，用笔或电脑记录结果。

以纱布和蒸馏水为例，擦拭步骤如下：

称量干纱布的重量，并记录结果。

将纱布浸入烧杯中，再用洁净镊子（或戴上配置的一次性手套）把水挤干后取出。

使用湿纱布擦拭绝缘子，直至绝缘子表面基本洁净。

擦拭和溶解步骤完毕，准备将烧杯中的溶液过滤。

注意：

1、使用镊子把湿纱巾的水挤干时，以湿纱巾取出时不滴水为宜，保证在擦拭时溶液不流失，否则测试结果会有偏差。

2、尽可能只使用一片纱布，因为使用多片纱布会引起测量误差增大，而且在*后称重时可能超过天平量程。

第2步：过滤

过滤方式有两种，一种为常规过滤，另一种使用真空抽滤机过滤。

常规过滤

准备器材：实验架、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。

过滤步骤和注意事项参照化学实验教材。

此种过滤方式的优点：器材易得、操作简便。缺点：过滤时间长；滤纸和灰中会残留一定量的可溶物，将使结果偏大。

真空抽滤机过滤

准备器材：真空抽滤机、漏斗、导管、抽滤瓶。

过滤步骤参照真空抽滤机使用说明（详见附录D）。

此种过滤方式的优点：过滤时间短，可溶物残留微小，也缩短了干燥时间。缺点：器材成本高。

第3步：干燥

将过滤后的滤纸顺对折成90°后平放在干燥箱的搁板上，关好箱门。打开电源开关，仪器开始加热工作，温控仪表开始显示工作室的温度。

干燥箱出厂时设置的温度为130℃，干燥时长为30-50分钟。可以根据实际情况重新设置温度和时长，建议温度不要超过150℃，否则可能引起滤纸燃烧。（详见附录C）

工作完毕后，关闭电源开关即可。

第4步：称重

将干燥后的滤纸和灰一同称重。（天平的使用详见附录E）

a)调水平：天平开机前，应观察天平后部水平仪内的水泡是否位于圆环的中央，否则通过天平的地脚螺栓调节，左转升高，右转下降。

b)打开电源，按〔ON/OFF〕键，开启天平，预热30分钟。

c)天平校准，先按“去皮”，再放入砝码，然后取下砝码，如果显示值不为0，则再次按“去皮”。

f)置入滤纸和灰，待g出现后，即是滤纸和灰的重量。

g)称量完毕，按〔ON/OFF〕键关机。

第五步：计算

使用以下公式计算。

绝缘子表面附灰密度NSDD=1000（Ms-Mf）/S。

NSDD的单位为mg/ cm2  ，毫克每平方厘米。

Ms表示滤纸和灰一起称重的质量，单位为g。

Mf表示过滤前滤纸和擦拭用纱巾质量，单位为g。

S表示绝缘子的表面积，单位为cm2。

潘垣建议筹建产、学、研联盟的“绿色电力新研发中心”，集合国内优势高校和核心龙头企业、高校和研究院所，通过整合国内绿色电力相关领域的人才和技术资源，瞄准“绿色电力的发电、输电、储能、控制、负荷”五大方向，开展全产业链的绿色技术与装备研究和成果转化，服务于国家和地方新能源发展战略。

潘垣认为，此举正是我国电气工程界贯彻落实党的二十大中特别强调的实施“新型举国体制”，发扬“两弹一星”精神的社会主义集中力量办大事的优良传统。

“总之，能源绿色化是‘双碳’目标实现的必由之路，实现新型电力系统需要攻克上述几大技术问题，分布式山顶抽水蓄能电站、快速响应容量、长距离输电走廊、智能化调度、全方位综合高效电气化+等是构建绿色电力系统的关键技术，未来要加强国内绿色电力相关领域的人才和技术资源的整合，开展全产业链的绿色电力技术与装备研究和成果转化，服务于国家与地方新能源发展战略。”

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