基于激光诱导击穿光谱的绝缘子污秽可溶盐定量关系

绝缘子表面污秽影响高压线路运行安全,现有的绝缘子污秽检测方法主要是取样后在实验室测试其等值盐密和灰密,无法进行现场实时测量。该文利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,结合电感耦合等离子体光谱等元素分析技术,研究了人工污秽中若干盐类离子含量与激光光谱特征谱线的定量关系,提出了测量输电线路绝缘子污秽成分及浓度的新方法。结果表明,LIBS技术可检测污秽中绝大部分盐类元素含量。其中,Mg、Ca等元素特征谱线对应的含量与光谱相对强度呈现强线性关系,而Na、Al等元素部分谱线对应的可溶盐元素的含量与光谱相对强度的线性关系不明显,碱金属元素Na特征谱线受基体效应的影响较大。通过主成分分析方法分析了多种元素谱线的强度和浓度,实现了不同人工污秽主成分的聚类分析。     

玻璃绝缘子人工污秽模拟自然污秽试验方法研究

尽管国内外进行了许多研究,绝缘子的自然污秽试验和人工污秽试验的等价性始终没有得到较好的解决,自然污秽试验比人工污闪试验得到的污闪电压略高。文中进行了玻璃绝缘子串的自然污秽试验和人工污秽试验,以污闪电压为等价指标,研究了按盐密、灰密涂污时的不同涂污方式对人工污秽试验模拟自然污秽效果的影响。并在此基础上,研究了按盐成分涂污和按表面电导率涂污2种不同涂污方法对污闪电压的影响,以寻找与自然积污绝缘子污闪电压最接近的涂污方式。试验结果表明,按盐密、灰密涂污时,直接按整体盐灰密涂污最方便,按表面电导率涂污污闪电压最接近自然污秽污闪电压,按盐成分涂污次之。最后,为了分析人工污秽试验与自然污秽试验污闪电压不同的原因,进一步探究了盐成分以及污秽分布对绝缘子污闪电压的影响。     

运行中500 kV输电线路绝缘子串自然积污及污闪特性研究

500 kV输电线路是我国电网的主干网架,运行中一旦发生绝缘子污闪事故将严重威胁电力系统可靠运行,因此了解运行电压下绝缘子的自然积污规律及其污闪特性十分重要.对重庆电网某500kV交流输电线路运行中绝缘子的自然积污情况及污闪特性开展了测试研究,研究结果表明:运行中绝缘子上,下表面累积的盐密,灰密有差异,且下表面的盐密/灰密较上表面的严重;运行中绝缘子表面灰密累积速度大于盐密累积速度;运行中各串绝缘子以及绝缘子串中各片绝缘子的积污均存在差异;自然积污下绝缘子污闪电压比人工染污下绝缘子污闪电压高;污秽成分及绝缘子表面污秽分布的差异是导致运行中绝缘子污闪电压高的主要原因.     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明：绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污染源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明:绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

带电复合绝缘子积污特性的对比观测

复合绝缘带电是否会对绝缘子盐密(ESDD)和灰密(NSDD)值产生影响关系到电力系统污秽复合外绝缘配置,开展带电复合绝缘子与不带电复合绝缘子积污对比观测有助于研究复合绝缘子带电与不带电运行积污规律。为此,选择深圳地区22处代表性的输电杆塔上进行带电与不带电复合绝缘子挂样观测,测量了积污期为2a的复合绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了带电与不带电复合绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:带电与否对复合绝缘子上表面盐密基本无影响,下表面盐密值约增加0.3倍,片均值约增加0.1倍;带电复合绝缘子盐密片均值与不带电复合绝缘子上、下表面盐密值有较好的线性关系;带电运行对复合绝缘子灰密值有影响,带电有利于不溶灰份的积累,上表面灰密增加0.4倍,下表面增加约0.7倍,片均值增加约0.5倍。带电绝缘子的灰密盐密比更大。带电复合绝缘子积污特性的对比观测数据为实验室开展复合绝缘子污闪试验工况及现场外绝缘配置考虑带电因素提供了基础数据。     

±660kV银东线绝缘子串的自然积污特性研究

为分析±660 k V银东线绝缘子的自然积污规律,在山东德州设置污秽测量点,进行为期一年的自然积污试验。测量了绝缘子的等值盐密(ESDD)和等值灰密(NSDD),对比研究了瓷绝缘子和复合绝缘子表面污秽不均匀度、绝缘子串不同位置积污规律及灰盐比。结果表明:瓷钟罩绝缘子表面污秽不均匀度远高于复合绝缘子;绝缘子串高压端和接地端均比中间部分积污严重;复合绝缘子的伞裙直径越小,积污越严重;瓷绝缘子、复合绝缘子的灰盐比均值分别为12.44、5.86,下表面的灰盐比均大于上表面的灰盐比。     

复合绝缘子积污腐蚀表面泄漏电流分析

为了研究复合绝缘子积污腐蚀表面与泄漏电流的关系,以人工污秽试验的方法制备试样,采用泄漏电流测量装置分别按积污时间、盐密、灰密、pH值为变量对试样的泄漏电流进行测量,并分析了上述变量对泄漏电流的影响。结果表明,复合绝缘子表面泄漏电流随着试样腐蚀时间的增加而增加,且酸性环境对其影响大于碱性环境;相较于灰密对积污腐蚀表面泄漏电流的影响,盐密的变化对泄漏电流的影响更明显;泄漏电流分别随着电压的提高和加压时间的增加而增大。     

涂覆RTV对瓷绝缘子盐密和灰密影响的对比观测

绝缘子盐密和灰密值是污区分级和外绝缘配置的基础,各地污区分级观测绝缘子往往以XP-70瓷绝缘子为观测绝缘子,涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)涂料对绝缘子积污特性的影响是一个值得关心的问题。因而选择深圳地区54处代表性的输电杆塔进行涂覆RTV与未涂覆RTV的XP-70绝缘子不带电挂样观测对比,测量了积污期为2a的绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了涂覆RTV与未涂覆RTV线路绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:涂覆RTV的绝缘子与未涂RTV的XP-70绝缘子相比,上表面盐密值增加约1倍,下表面盐密值、单片盐密均值增加约2倍,上表面灰密值增加约2倍,下表面灰密值、单片灰密均值增加约3倍,涂覆RTV的XP-70绝缘子灰密盐密比大于未涂覆RTV绝缘子的灰密盐密比。污秽外绝缘配置时在注意到涂覆RTV对绝缘子污闪电压大幅提高的同时,也应注意到涂覆RTV对绝缘子积污特性的影响。     

雾霾期间绝缘子的积污特性研究

积污会使输电线路绝缘子发生污闪的风险增加。近年来雾霾天气频发,开展雾霾条件下绝缘子积污特性研究具有重要意义。针对雾霾期间绝缘子的积污特性,文中开展了不同类型绝缘子及试片在雾霾天气下的自然积污试验,测量了绝缘子在雾霾期间等值盐密的变化,并获得了绝缘子表面污秽微观形貌、粒径分布、无机元素组分及热重曲线等理化特性。结果表明,雾霾期间绝缘子表面等值盐密增速大于空气质量良好时的等值盐密增速;但是雾霾期间的高PM2.5浓度对绝缘子积污的影响有限;就粒径分布与无机元素组分而言,雾霾期积污污秽与长期自然积污污秽差异不大;试片表面光泽度随积污时间增加而下降,光泽度可用于短期少量积污的表征。     

深圳地区支柱绝缘子自然积污特性

为研究变电站支柱绝缘子自然积污特性,在深圳地区选取了37处有代表性的变电站自然积污观测点,测量了观测点处模拟防污型、模拟普通型和带电支柱绝缘子的等值附盐密度和附灰密度,对比了支柱绝缘子积污规律的差别。结果表明:模拟防污型支柱绝缘子盐密值和灰密值都大于模拟普通型支柱绝缘子,2者上表面盐密值之比约为2.4,下表面盐密值之比约为1.2,2支绝缘子盐密均值之比约为2;2者上表面灰密值之比约为3.5,下表面灰密值都较小,2支绝缘子灰密均值之比约为2.7;支柱绝缘子上表面积污普遍重于下表面,防污型上下表面灰密比10倍、盐密比约为4;普通型上下表面灰密比约为3.5、盐密值比约为2;防污支柱绝缘子带电下的盐密和灰密明显大于模拟情况下,2者盐密之比和灰密之比均约为1.9。因此,污秽外绝缘配置选择防污型支柱绝缘子时应注意到积污特性与普通支柱绝缘子的明显差异,及是否带电对积污特性的影响。     

海盐污秽下悬式绝缘子闪络电压特性试验研究

污秽闪络特性是输变电设备外绝缘选择的重要依据之一,国内外对等值盐密(ESDD)和灰密(NSDD)对绝缘子污闪特性的影响进行了大量的研究,但对沿海地区普遍存在的海盐污秽这一快速积污过程对绝缘子交流污闪特性的影响研究较少.通过研究涂污的XP-70绝缘子在盐雾条件下的人工污秽试验,研究了在粉尘污染源较少且靠近海的地区,海盐污秽单独对表面洁净绝缘子的闪络特性的影响,以及在粉尘污染源较多且靠近海的地区,粉尘污秽和海盐污秽共同对绝缘子的闪络特性的影响.试验结果表明:在人工污秽试验中,盐雾盐度越大,绝缘子的交流闪络电压越低.基于沿海地区环境情况,最后给出了海盐污染地区绝缘子选型的一些建议.     

城市和典型工业区大气污染扩散对绝缘子污染影响的现场监测研究

通过对典型工业城市大气环境污染物和电网绝缘子污秽度连续两年监测,分析受城市和工业污染区的影响,各类污染物污染度的变化规律及之间的相关性,测试结果表明,绝缘子表面污秽物的化学元素成份与自然降尘中的相似,其污染元素主要以S元素为主;在离地面10m以上,大气TSP浓度的垂直梯度为负值,绝缘子表面盐密和大气硫酸盐化速率的垂直梯度为正值,绝缘子表面盐密可用10m高处大气TSP浓度的回归方程估算;根据测试结果还推算出绝缘子表面盐密的日均积污增长率和雨水清洗率,用积污增长率和雨水清洗率估算绝缘子年积污量与实测值相吻合,偏差仅为10.5％。此研究可为电网绝缘子盐密估算以及新建、扩建地区污秽度估算提供依据。     

基于激光诱导击穿光谱的绝缘子污秽度分析

污秽闪络是威胁电力系统安全的主要因素之一,为了预防污闪事故的发生,需要定期对绝缘子表面的污秽度进行检测,但传统的停电取样检测周期长、耗费大量人力物力。本论文提出了一种利用激光诱导击穿光谱技术对绝缘子表面的污秽度进行分析的方法与策略。试验以10个带有不同盐密、灰密值自然污秽的玻璃绝缘子为主要研究对象,将其上表面分为内、中、外环三个区域,研究不同测试策略下定标模型的相关系数,采用Na 589.592nm、Al 396.192nm作为特征谱线,发现对于盐密的检测定标模型,采用内、中环联合区域的测试策略,相关系数可达0.9481,检测相对误差在5%以内;对于灰密的检测定标模型,采用中环独立区域的测试策略,相关系数可达0.9383,检测相对误差在15%以内。该分析手段能实现现场快速分析绝缘子表面污秽度,提升输电线路运行安全维护作业能力,具有重要的工程应用价值。#$NL关键词：等值盐密;等值灰密;激光诱导击穿光谱;自然污秽;定标模型#$NL中图分类号：TM85     

重污少雨环境下长棒形瓷绝缘子积污特性

长棒形瓷绝缘子在重污秽、少降雨环境下积污严重,存在污闪隐患。为此选取长棒形瓷绝缘子用量较大、年平均降雨较少的徐州市,在岱姚5667线d级污区悬挂长棒形瓷绝缘子和盘型瓷绝缘子,对比少雨积污期内的自然积污差异;采用人工积污试验和积污仿真模型,研究长棒形瓷绝缘子的积污特性。结果表明:2016年2—4月的自然少雨环境中,长棒形瓷绝缘子各月平均积污量都大于盘型瓷绝缘子,两者的等值盐密比约为3.4:1;风洞模拟的积污环境下,长棒形瓷绝缘子LP75、LP85的等值盐密、灰密均大于盘型瓷绝缘,芯棒直径较小的长棒形瓷绝缘子积污更多;仿真结果表明,受开放伞型结构的影响,污秽颗粒在气流作用下更易与长棒形瓷绝缘子表面发生碰撞。在重污少雨环境下,长棒形瓷绝缘子自洁性难以体现,应及时清扫。     

500 kV输电线路自然积污特性统计分析

绝缘子污秽闪络严重影响电网安全运行,而绝缘子自然积污影响因素多,难以分析其规律。以某地区500 kV线路绝缘子污秽样本为对象,采用统计方式分析其盐密、灰密、灰盐比、污秽成分等,结果表明所检测样本线路整体处于轻污秽等级,盐密、灰密、灰盐比、积污比的50%中值分别为0.0091 mg/cm²、0.067 mg/cm²、7.3、0.79;绝缘子的污秽成分取决于地域及污染源,最后提出了线路精细化防污措施。     

雾霾影响下直流瓷绝缘子自然积污物的理化性质测定与分析

为了进一步深入认识雾霾环境影响下绝缘子的积污和污闪规律,基于大量采样数据,对雾霾污区线路的积污绝缘子表面污秽的理化性质进行了测定,并分析研究了其盐密、灰密(NSDD)、pH值、粒度和元素碳与有机碳质量之比k等特征。研究结果表明:绝缘子积污物组分与大气雾霾组分在主要离子和元素含量上有较大差异;绝缘子表面污秽中总碳量水平在5%左右,远小于采样地区大气颗粒物中碳含量;水溶性成分中Ca元素、SO_4~(2-)占绝大部分,水不溶成分以SiO_2为主,Al元素和Fe元素受人为污染源影响程度较高;绝缘子上表面水样略呈碱性,下表面和灰样均在中性附近;水样中污秽粒径基本上在10μm左右,灰样粒径普遍较水样偏大,原因可能是由于较干燥的灰样发生了团聚的作用。论文的研究工作可为电网防污工作提供理论指导。     

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。     

绝缘子表面自然污秽物性与污染源关系研究

不同污染源影响绝缘子积污量,对污秽的理化性质也有较大影响。文中选取江苏盐城各县市不同污染源附近的6个绝缘子悬挂点,通过取样分析悬挂点绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和等值附灰密度(NSDD)及其污秽可溶物、不溶物中阴阳离子体积分数和上、下表面污秽颗粒粒径的变化,研究分析了不同污染源附近绝缘子自然积污规律。结果表明:连续积污两年后,各污染源附近绝缘子下表面的盐密和灰密高于上表面;水泥厂、热电厂、镍厂和工业园区附近绝缘子的污秽度要大于农田公路区和化肥厂,平均灰盐比以水泥厂附近绝缘子3.28为最高,化工园区1.75为最低;不同污染源绝缘子表面污秽物的理化性质存在很大差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑上述积污特点。     

考虑CaSO_4的盘形悬式绝缘子串交流污耐压修正研究

为解决输电线路绝缘子自然污秽中Ca SO4等微溶盐导致相同测量盐密下人工污秽与自然污秽试验绝缘子污耐压存在差异的问题,考虑绝缘子表面污层饱和附水量,从电导率等价角度出发,研究了人工污秽(Na Cl)等值盐密与自然污秽(Na Cl和Ca SO4混合盐)等值盐密的等价性,建立了混合盐表观盐密的计算公式;结合Ca SO4饱和溶解度建立了考虑盐密、灰密、不同Ca SO4质量分数的绝缘子污耐压修正公式,并与7片XWP2—160绝缘子串污耐压试验数据进行了对比。研究结果表明:在一定的盐质量浓度下,溶液的电导率随着混合盐中Ca SO4质量分数的增大而逐渐降低,污耐压修正公式修正数据与试验数据误差在7.2%以内。研究结果可为线路绝缘子污耐压修正、外绝缘设计和运行维护提供参考。