高压直流支柱绝缘子和套管伞形结构研究

从积污、人工污秽试验、人工雨闪试验3个方面对高压直流换流站直流支柱绝缘子和套管伞形结构进行研究。分析了换流站、自然积污站和风洞试验中支柱绝缘子和直流设备套管的积污数据，对±500kV直流系统用不同伞形支柱绝缘子进行了全尺寸的人工污秽试验，进行了瓷套管人工淋雨试验，比较了伞形参数对支柱绝缘子和瓷套管污秽性能和淋雨闪络性能的影响。根据研究结果，和大小伞支柱相比，深棱伞绝缘子具有更好的污闪特性，受海拔高度的影响也相对较小。伞间距对雨闪电压的影响很大，增大伞间距可提高瓷套管的雨闪电压。研究结果可为工程设计中支柱绝缘子和瓷套管的伞形结构选择提供依据。     

特高压直流换流站支柱绝缘子设计

特高压直流换流站的外绝缘设计是特高压直流输电工程的关键技术之一，直接影响工程的安全可靠运行，文章主要讨论特高压换流站支柱绝缘子的选型和设计。首先统计了 我国±500 kV换流站外绝缘的运行情况，总结了±500 kV换流站加强外绝缘和防污闪的主要措施，并分析了室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber，RTV)和长效室温硫化硅橡胶涂料的性能特点。然后根据积污站测试结果对特高压换流站站址的污秽水平进行了预测，根据预测的污秽水平和实验室污耐压试验结果推导出其所需的爬电比距。最后，分析了不同型式支柱绝缘子的经济技术特点，以及国内外厂家的制造能力，推荐瓷涂RTV方案作为特高压直流换流站外绝缘的首选方案，并对瓷涂RTV绝缘子使用过程中的相关问题进行了探讨。     

三峡送上海直流500 kV换流站外绝缘污秽水平的研究

准确确定污秽水平对超高压直流换流站的安全经济运行至关重要.围绕三峡右岸士500kV直流工程上海换流站的选址工作,对上海青浦区白鹤、练塘两处集中的候选站址开展污秽调查,并研究和应用大气质量等盐指数的最新方法,监测和提出目前两处站址的基本污秽水平,并根据南桥换流站积污水平和运行经验,研究和提出候选点的外绝缘水平及直流支柱绝缘子ESDD的设计盐密.     

我国北方内陆地区线路与变电站用绝缘子的直、交流自然积污试验结果的比较

文章总结了我国北方内陆地区三个直流自然积污试验站的试验结果,分析了盘形绝缘子和支柱绝缘子的直流自然积污特性及其自清洗性能.指出内陆地区秋末至第二年春季为绝缘子表面污秽迅速增长期,夏季的暴雨可有效地清洗绝缘子.经分析自然积污试验结果知:轻污区盘形绝缘子直、交流积污比为2,支柱绝缘子的为3;常年植被覆盖地区绝缘子的直、交流积污比偏小.指出设计直流外绝缘时需考虑绝缘子伞裙上、下表面污秽的不均匀分布、灰密与盐密的比值、可溶盐的成分以及污秽物的粒度等因素的影响.     

直流自然积污试验站在直流外绝缘污秽评估中的作用及应用前景

总结了在云广工程的禄丰直流自然积污试验站的研究工作。主要研究结果为:确定了附近换流站址的污秽等级;给出了直流深棱型和大小伞型支柱绝缘子表面等值盐密与交流普通型支柱绝缘子表面等值盐密的比例关系;确定了直流深棱绝缘子带电与不带电的积污量(等值盐密和灰密)比值。此外,简要介绍了自主研发的自然积污站成套装置。     

穆家换流站交、直流系统外绝缘积污特性研究

针对±500 kV穆家换流站交、直流系统绝缘子表面积污情况的研究,选取8个测试点进行污秽度测试。得到该站投运1年来交、直流系统的积污特性;直流户内场地积污较轻,直流户外场地积污秽最重,最大可达0.19 mg/cm2(绝缘子表面喷涂PRTV)。交流场地年度盐密0.14 mg/cm2(绝缘子表面喷涂PRTV)。     

±800kV特高压换流站支柱绝缘子自然积污特性

为研究特高压换流站支柱绝缘子的自然积污状况,2014年和2015年在±800 kV哈郑直流中州换流站进行了自然积污试验。结果表明:污秽程度从轻到重依次为不带电设备,交流带电运行的设备,直流带电运行的设备;瓷绝缘子表面污秽程度相差不大,而对于复合和表面喷涂RTV的支柱绝缘子,极II侧(负极)比极I侧(正极)的积污程度严重,极II侧等值盐密平均为极I侧2.4倍,极II侧等值灰密平均为极I侧2.7倍;无论正、负极性,瓷表面绝缘子积污最轻,其次是复合材质,积污最严重为喷涂RTV涂料绝缘子;积污物中阳离子主要为Ca~(2+)和K~+,阴离子主要为NO_3~-和SO_4~(2-);可溶性污秽的主要成分为CaSO_4和各类硝酸盐。     

高海拔特高压直流换流站外绝缘自然积污状况研究

总结了高海拔禄丰直流自然积污试验站的试验结果,给出了站用直流支柱绝缘子和线路悬式绝缘子的污秽度,着重讨论了直流支柱绝缘子和悬式绝缘子表面的直流积污特性.     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

±800kV特高压宾金直流悬式及支柱绝缘子自然积污特性EI北大核心CSCD

为研究特高压直流输变电设备外绝缘积污特性,利用特高压直流宾金线和金华换流站设置带电、不带电绝缘子污秽测点,经过1a完整积污后,对试验绝缘子上、下表面盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)进行了测试、分析,结果表明,特高压直流电场显著加剧高电位绝缘子积污,宾金线带电绝缘子盐密、灰密分别为不带电绝缘子相应值的1.52、1.86倍;金华换流站被测支柱绝缘子高压端盐密、灰密分别是其中部、低压端均值的1.45、1.27倍;电压极性对悬式、支柱绝缘子积污均无显著影响;与站内复合支柱绝缘子相比,悬式绝缘子上、下表面积污差异更为显著。     

高压直流线路用长棒形瓷绝缘子的绝缘特性

长棒形瓷绝缘子相比于盘型绝缘子具有不可击穿性、良好的自清洁性和耐腐蚀性等优点,其在高压直流线路中的应用值得研究。试验研究了长棒形瓷绝缘子在不同布置方式和积污条件下的直流污闪电压,以及该型绝缘子的操作冲击和雷电冲击放电特性。根据试验研究结果和电力行业标准,给出了长棒形瓷绝缘子应用于高压直流线路的推荐配置方案。     

±500kV换流站吊车施工安全距离研究

现有规程对±500 kV换流站内大型机具使用的安全距离均未做规定,而实际工作中经常需要在换流站内使用吊车、叉车等特种机具。为保证在换流站内使用吊车进行工作时的安全性,通过对母线,直流滤波器,套管,支柱绝缘子等典型设备电场状态的分析,选定最具代表性的设备表面为典型电极,模拟电极开展大量交、直流混合加压试验。实验应用了最严酷的试验条件,即在进行直流叠加操作冲击的复合电压放电特性试验时,对模拟作业间隙施加正极性直流电压叠加正极性操作冲击。在使用统计分析工具对试验数据进行分析的基础上得出每种情况下的最小安全作业间隙,进而推导出吊车在换流站施工的安全距离标准。     

±800kV特高压换流站噪声控制探讨

我国是首个建设±800kV特高压直流输电工程的国家。特高压换流站的噪声问题比高压换流站更为严重,基于以往高压直流工程的噪声治理经验,对特高压换流站各区域的噪声控制方案进行分析和研究,提出了特高压直流换流站噪声控制措施：换流变压器采用可移动的全封闭隔声罩;交、直流滤波电容器采用双塔布置;直流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在直流场周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障;交流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在交流滤波器周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障。     

Effect of insulator profiles on DC flashover voltage under pollutedconditions. A study using a dynamic arc model

From field experience and laboratory tests, it has been observed that the contamination flashover voltage of insulators used on DC lines is more influenced by geometry (diameter and profile) than those used on AC lines. Presented in this paper are the results and analysis of a study of the effect of insulator shapes on the DC contamination flashover voltage. A dynamic arc model is used for this purpose. The salient feature of the model is that it takes into account the geometry of the insulator at every instant of the arc propagation, and thus includes the role of geometry in the contamination flashover process. A variety of porcelain cap and pin insulator geometries that are widely used in practice have been evaluated using this model. Nonuniform pollution distribution on insulators, which is more representative of field conditions, has also been considered, and its effect on the flashover voltage has been evaluated for the various geometries. Results are in good agreement with the experimental findings. Use of the model as a design tool to select type and number of insulators for HVDC transmission lines has been illustrated     

±1100kV特高压直流支柱绝缘子关键技术

为了提高±1 100 kV特高压直流换流站外绝缘的安全性和可靠性,研究了±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子的空气间隙外绝缘、污秽和机械强度等关键技术问题。根据±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子技术参数,结合±800 kV特高压直流支柱绝缘子设计,提出了±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子技术难题的解决方法,以期为±1100 kV直流支柱绝缘子提供设计依据,为工程的建设和运行提供技术支撑。     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流系统接地方式

对舟山多端柔性直流输电系统的接地方式进行了研究,确定了各换流站应采取的接地方式,其中定海和岱山换流站推荐联结变阀侧采用星形电抗＋中性点电阻接地的方式,衢山、洋山和泗礁换流站推荐采用Y/Y型联结变＋阀侧绕组中性点电阻接地方式.在确定各换流站接地方式的基础上,计算确定了换流站设备的过电压和绝缘水平,其中定海和岱山换流站联结变网侧为220 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为950 kV,其他三站联结变网侧为110 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为450 kV;五端换流站联结变阀侧及直流侧的额定电压基本一致,联结变阀侧交流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV,200 kV直流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV.