支柱绝缘子表面电场分布特性研究

为研究支柱绝缘子表面电场分布特性,经理论分析建立其有限元计算模型,获得了工程设计中所关心部位的电场强度分布。计算了3种典型支柱绝缘子理想情况下表面电场强度分布,并与增爬裙计算结果进行比较分析,结果表明,绝缘子两端电场强度较大,中间部位较低;增爬裙对其电场强度分布的改善没有明显的作用,电力线走向发生一定改变。     

工厂复合化绝缘子电场分布特性及防污闪涂层参数优化计算

为研究工厂复合化直流绝缘子在不同涂层厚度及涂覆工艺下的电场分布特性，利用传导电流场进行有限元仿真，分别对无涂覆涂层绝缘子、全涂覆涂层绝缘子、局部涂覆涂层绝缘子、不同涂层厚度下的绝缘子电场分布情况进行计算。计算分析表明，工厂复合化瓷和玻璃绝缘子，在厚度不低于0.3 mm的RTV涂层全覆盖绝缘体表面时，钢脚边缘（涂层边缘）的最大电场强度不超过空气中的电晕起始场强；当RTV涂层在钢脚附近存在留空时，钢脚边缘的电场强度均较高。研究结果为工厂复合化绝缘子的防污闪涂层的参数优化设置提供了指导。     

RTV涂层对220kV绝缘子表面电场分布的影响研究

为了预防电力系统污闪事故,重污秽地区的输电线路绝缘子表面通常喷涂室温硫化硅橡胶防污闪涂料,以提高输变电设备的外绝缘性能。带电运行的玻璃或瓷绝缘子串表面电场成"U型"分布,两端电场强度高、中间区域低。为了解RTV涂料对绝缘子表面电场分布的影响,本文利用电磁场仿真工具对未涂覆RTV涂层的绝缘子串、新涂覆RTV涂层的绝缘子串以及使用一段时间出现老化状况的绝缘子串进行仿真计算;并在实验室条件下实测了沿串电压分布,对仿真结果加以验证。仿真与试验结果表明,RTV涂料对绝缘子串的片电压分布影响很小。相同条件下RTV涂层的老化状态并不影响其沿串电压分布情况。绝缘子表面电场分布受绝缘子表面状态的影响不大,主要还是受绝缘子自身电容分布的影响。     

基于有限元法的染污直流支柱复合绝缘子伞裙参数优化

直流支柱绝缘子污闪问题比交流支柱绝缘子要严重,通过伞裙优化能够明显改善其污闪特性。该文借鉴人工污秽试验研究伞裙优化的成果,利用有限元法对染污直流支柱绝缘子建模,研究伞间距、大伞伸出和大小伞伸出差对绝缘子沿面电场分布的影响。提出以爬电距离和电场强度作为伞裙参数优化的判断依据,研究表明,电场强度分布随着伞裙参数的变化呈有规律变化：随着伞间距的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐减小;随着大伞伸出的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐增大;随大小伞伸出差增加,爬电系数单调减小,沿面平均电场强度呈振荡减小的趋势。通过比较分析得出支柱绝缘子伞裙较优的参数范围,为进行伞裙优化试验研究提出试品伞裙的建议参数。     

局部破损RTV涂层盘型悬式绝缘子的污闪特性研究

RTV涂层长期运行在高温、高湿和强紫外线照射的环境中局部区域涂层会出现粉化甚至脱落现象,文中针对此现象,对不同类型局部破损RTV涂层盘型悬式绝缘子的污闪特性进行了研究。制作不同类型局部破损RTV涂层的玻璃试片,利用人工污闪试验研究局部破损情况对污闪特性的影响,并通过盘式悬式绝缘子的人工污闪试验对以上结果进行了验证;利用有限元软件研究RTV涂层局部破损情况对绝缘子表面电场分布的影响。研究结果表明:绝缘子表面RTV涂层局部破损对盘型悬式绝缘子污闪特性有着重要影响,破损区域沿爬电距离方向距离越长,对其防污闪性能影响越大;局部破损发生的位置不同对污闪电压影响大小也不同,破损位置发生在高压端钢脚附近对污闪电压的影响较小;局部区域RTV涂层的破损会导致其他未破损区域的压降和电场畸变增大,容易产生电晕放电,加速劣化未破损区域RTV涂层的憎水性及憎水迁移性。     

装设增爬伞裙改善陶瓷绝缘子表面电场分布的仿真研究

针对当前沿海陶瓷绝缘子重污染区污闪问题和生产实践中对陶瓷绝缘子装设增爬伞裙以提高其抗闪络性能的技术手段,采用有限元仿真方法分析３５kV 绝缘子装设增爬伞裙前后的表面电场分布规律.基于绝缘子伞裙表面电场强度从内到外单调递减的仿真结果,提出用绝缘子各层伞裙边缘场强最大值表征绝缘子抗闪络能力的观点,并比较了伞裙装设位置和装设数量对提高抗污闪性能的效果,找出最优安装方式,对生产实践起到直接指导作用。     

分离水珠对支柱绝缘子电场分布的影响

憎水性时表面的分离水珠对电场有畸变作用,容易导致局部放电。为此,基于有限元法建立了110kV瓷支柱绝缘子的真实模型和模拟的复合支柱绝缘子模型,基于准静态拟谐性场分析了分离水珠存在时表面电场/电位的分布情况并与不存在水珠的情况进行了比较,获得了容易发生局部放电的区域和水珠畸变场强的影响范围。同时分析了接触角、水珠间距、电导率对电场的影响,结果表明:水珠的存在畸变了其附近的电场,但对电场的整体分布和电位影响很小;上下金具附近、伞裙上表面与柱体相交处是电场集中区域;电场仅在大伞裙外侧以内小范围内发生畸变;复合支柱绝缘子沿面电场略小于同样形状的瓷支柱绝缘子;随着水珠接触角的增加/间距的减少电场畸变更严重;实际情况中水的电导率对场强几乎没有影响。     

覆沙对110 kV瓷绝缘子沿面电场和电位分布规律的影响

为了研究瓷绝缘子伞裙处覆沙对其沿面电场和电位分布的影响，基于有限元法建立了XP-70型瓷质悬式绝缘子的二维对称静电场模型，并分析了在不同覆沙情况下绝缘子的沿面电场和电位分布。结果表明：瓷绝缘子的沿面电场整体呈“U”形分布，且电场与电位受瓷绝缘子几何形状与媒介材质的影响，在每片绝缘子的伞裙上下表面与金具的交界处，电场强度出现局部峰值；当绝缘子伞裙表面覆盖沙尘时，对其沿面电位的影响十分微弱，但伞裙覆沙处的场强会减小，靠近高压侧与低压侧的绝缘子场强减小幅度较大，且减小幅度与沙层厚度无关，随着绝缘子表面覆盖沙层厚度的增加，每片绝缘子伞裙上表面与金具交界处的场强都会先大幅增大然后减小到一个稳定值；当沙层中出现无沙带时，无沙带处的场强会增大，且增幅与沙层的厚度和无沙带的宽度相关。     

分域迭代法计算特高压线路绝缘子电场分布

为提高计算精度针对特高压输电线路中杆塔—导线—绝缘子这种包含复杂局部结构的无界电场问题提出了一种电场分域迭代计算方法,即将分域和迭代计算的思想引入有限元电场模型的计算中。利用分域思想将结构复杂的绝缘子及其表面空间作为细剖分区域,杆塔、导线及外部空间部分作为辅助计算区域,对细剖分区域和辅助计算区域进行迭代计算得到最终的电场分布。这种方法克服了大型有限元模型剖分难度大以及计算时间长的缺点,且具有更高的计算精度。对800kV复合绝缘子电场分布的计算表明,绝缘子伞裙结构影响其表面电场分布,伞裙表面的电场比其附近杆部表面的电场高50%～60%。     

湿润复合绝缘子表面的电场分析

为了研究不同湿润条件下复合绝缘子周围的电场分布特性,笔者根据复合绝缘子上下表面不同憎水性等级时的湿润状态,建立了简化的三维计算模型,应用电场有限元计算软件ElecNet计算,比较了不同憎水性等级(水滴的形状参数不同以及分布状态不同)对复合绝缘子表面电场特性的影响,得出:复合绝缘子表面的电场与表面憎水性以及水滴分布状态有关;表面受潮形成的水滴或水带使水滴周围的电场急剧增大;伞裙下表面水滴周围的最大电场强度高于上表面;护套表面水滴对电场的增强程度远高于伞裙表面水滴对电场的增强程度。     

高海拔地区750kV线路防污闪、防雨闪措施研究

我国第1条750kV输电线路不仅处于高海拔地区，而且该地区气候条件恶劣，环境染污问题严重。根据750kV输电线路所在的高海拔地区的气候环境特点，分析了外绝缘设备在高海拔地区的污闪问题，并通过试验证实了复合绝缘子和RTV涂料技术在高海拔低气压条件下的防污闪能力，分析了高海拔地区可能出现的气象条件对硅橡胶材料憎水性的影响，发现低温和高湿度对硅橡胶憎水性的影响比低气压的影响更显著。讨论了750kV变电设备上可能出现的雨闪问题，提出了提高相关设备防雨闪能力的建议措施。     

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。     

不同憎水性绝缘子串覆冰电场仿真分析

已有研究表明,通过涂覆憎水性材料可减少绝缘子覆冰量,并提高其覆冰闪络电压。目前使用较为广泛的为RTV涂料,但近年来,国内外一些研究人员研制出了仿荷叶超疏水涂料,其静态接触角超过160°,将其涂覆于绝缘子表面,取得了良好的防覆冰效果。根据普通玻璃绝缘子、涂覆RTV涂料绝缘子以及涂覆有超疏水涂料绝缘子的实际覆冰形态,建立了覆冰绝缘子串电场仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,在相同外施电压下,超疏水绝缘子串模型的最大表面电场与电场不均匀系数均低于RTV绝缘子串模型以及无涂层玻璃绝缘子串模型。研究成果对于防止绝缘子串覆冰闪络事故具有积极的指导意义。     

硅橡胶防污增爬裙防污性能试验研究

硅橡胶防污闪新技术是变电站防污改造行之有效的办法。对于变电站的防污闪工作,由于受到调整爬距限制,除了清扫、采用有机绝缘材料外,还可以加增爬裙(防污伞裙)。介绍了硅橡胶防污增爬裙的防污机理和试验研究情况,分析了增爬裙安装数量以及安装位置对防污性能的影响。     

混合编程法及其在绝缘子电场和电位分析中的应用

室温硫化硅橡胶防污闪涂料在电力系统外绝缘中有着广泛的应用,有必要分析它对电场和电位分布的影响。分析不同厚度情况下硅橡胶涂层的电阻率和相对介电常数对绝缘子附近最大强场、沿面电场和电位的影响。采用Matlab与ANSYS混合编程的方法实现了绝缘子的自动建模,采用C++Builder(BCB)与ANSYS混合编程的方法实现了自动导出lis文件,节省了工作量和后续处理时间,同时使用Matlab对lis文件处理获得沿面的场强和电位。研究结果表明:瓷支柱绝缘子喷涂硅橡胶后无论是最大场强还是局部细节场强均未见明显变化;随涂层厚度、相对介电常数增加最大场强略有减少,但变化程度非常小,沿面平均场强略有增加;随电阻率的变化最大场强和沿面平均场强基本不变。电阻率、介电常数和厚度正常的取值范围内时硅橡胶涂层对绝缘子及附近电场畸变造成的影响可以忽略。     

室温硫化硅橡胶涂料老化失效问题与对策

室温硫化硅橡胶的优异憎水性和憎水迁移性可显著提高绝缘子的污闪电压,但是,室温硫化硅橡胶涂料绝缘子运行多年后,就会老化,从而使得室温硫化硅橡胶涂料失效。提出了室温硫化硅橡胶涂层老化及寿命的判断,以及对老化后室温硫化硅橡胶涂料的处理方法。为室温硫化硅橡胶涂料在电力系统的广泛应用及管理提供了理论依据。     

Loss and recovery of hydrophobicity on RTV coating surfaces. Lossof hydrophobicity [comment and reply]

For original paper see ibid., vol. 1, no. 4, p. 601-4 (1994). Discusses the optimal contamination layer to be allowed on an RTV coated insulator. Is there at all such an optimal quantity? Does such an optimal contamination layer depend on the thickness of the RTV coating? The question of differences in silicone rubber properties to embed surface pollutants as well as to recover hydrophobicity has been analysed at length. Do the original authors have data which indicate the diffusion of the low molecular weight (LMW) fraction from thinner and thicker RTV coatings? A reply by the authors is appended     

憎水迁移性是RTV涂料在电瓷防污闪中的关键特性

通过对电气设备绝缘子污闪原因分析及防污工作的实践,从RTV涂料组成出发,论述其防污闪作用原理,提出憎水迁移性是RTV涂料在电瓷防污闪中的关键特性。     

纳米TiO2对RTV硅橡胶涂膜导电的影响

为了解纳米二氧化钛(TiO2)对室温硫化(RTV)硅橡胶涂膜半导体导电行为影响的规律,采用电位-电容法结合Mott-Schottky分析技术研究了在硫酸钠的质量分数w(Na2SO4)=5%的硫酸钠溶液中纳米二氧化钛对RTV硅橡胶涂膜的导电行为的影响。研究发现,添加纳米二氧化钛粉体后,RTV硅橡胶涂膜的空间电荷层电容Csc减小,该涂膜的空间电荷层厚度增加。随着浸泡时间的延长,涂膜的空间电荷层电容Csc逐渐增加,表明涂膜的空间电荷层厚度随浸泡时间延长而有逐渐减小的趋势。添加纳米二氧化钛粉体,可促进RTV硅橡胶涂膜的导电行为由n型半导体导电特征转变为p型半导体导电特征,当所添加的纳米二氧化钛的质量分数w(TiO2)=2%时,RTV硅橡胶涂膜转变为绝缘态。