污秽瓷绝缘子污闪过程及其电弧特性研究

输配电外绝缘污秽闪络仍然是威胁电网安全运行的重要隐患,目前国内外对于污闪机理的研究仍在开展。通过人工污秽试验研究了瓷绝缘子交流闪络特性,根据拍摄到的闪络过程,研究了绝缘子表面电弧发展规律。继而开展了瓷材料平板模型沿面闪络试验,获取了电弧延伸过程,测得了伏安特性并且计算电弧常数。研究结果表明,交流电压下瓷绝缘子表面电弧发展具有随机性,除了明显延伸的局部电弧之外,其表面还有多处火花放电;导电物种类对瓷表面电弧发展过程有影响,氯化钠下污秽瓷表面的局部电弧伏安特性可用U=112.8 I-0.54表示,而硫酸钙下污秽瓷表面为U=163I-0.39;根据临界闪络理论,瓷绝缘子闪络的污秽影响特征指数与沿面电弧常数之间存在数学关系,且该关系与所得的试验结果基本一致。     

气压参数对瓷和玻璃绝缘子直流污闪特性影响研究

污秽绝缘子表面在低气压下容易出现飘弧现象,并在闪络过程中形成空气间隙电弧.绝缘子表面电弧和空气间隙电弧的U-I特性差异较大,而现有模型大多只是简单的用剩余污层表面电导率来计算表面电弧,无法准确低气压下的直流闪络特性.基于Obenaus模型,从理论上表面电弧和空气间隙电弧的差异,并利用这种差异性来作为判断直流污闪标准不同...     

染污情况下硅橡胶表面直流电弧特性研究

复合绝缘子的硅橡胶表面在防污闪方面具有优越的性能,但是污秽硅橡胶表面的闪络特性以及机理尚未达到共识。为了研究污秽硅橡胶表面局部电弧的特性,以硅橡胶三角平板模型为研究对象,对其在高压直流电场中的电弧特性进行了研究。研究发现:染污硅橡胶表面局部电弧的伏安特性呈现下降型的趋势,其电弧常数A值为65.7,更接近于空气电离下A=60~80的情况;染污硅橡胶表面局部电弧产生机制与瓷、玻璃表面有本质上的差异,其在较大程度上可能是由空气电离产生;电弧长度不同时,电弧的场强分布及其E-I特性有差异;硅橡胶材质表面电弧特性会因憎水迁移性的变化而发生明显改变,需关注绝缘子表面憎水性迁移情况,从而更准确地指导防污闪措施的实施。     

基于RGB特征的污秽复合绝缘子放电过程分析

绝缘子放电的可见光数字图像中包含丰富的色度信息,利用数字图像处理技术处理了在人工雾室中复合绝缘子污闪试验拍摄的放电图像。先将绝缘子放电图像分离为三基色分量图,然后将红(R)绿(G)和蓝(B)分量图转换为灰度图,提取各分量的灰度值并计算各分量占比。分析结果表明:沿着电弧发展路径上,R、G、B三分量的灰度值先增大后减小,能够反映绝缘子放电集中在绝缘子中间位置。随绝缘子放电过程进行,三个色度分量灰度值较大且出现集中时间段,期间还包含相对平稳且较小时间段,这反映了绝缘子表面局部起弧息弧的过程;电压继续升高,R、G、B分量灰度值较之前大了一个数量级,这表明了绝缘子表面电弧越来越粗,电弧放电量达到最大;在绝缘子临闪时,各分量灰度值迅速增大;三个分量的占比变化曲线,可以反映放电加剧变化情况,可用于放电严重程度的判断。上述绝缘子放电电弧图像R、G、B分量灰度值变化规律可以定量反映绝缘子放电剧烈程度与放电过程,为复合绝缘子污闪预警提供了可靠依据。     

基于图像处理技术的绝缘子放电电弧面积提取

研究绝缘子放电机理需实现对放电电弧发生发展过程的定量化分析,本文利用高速摄影仪对瓷绝缘子表面局部电弧的发生发展过程进行拍摄并存储,噪声、反光、边缘模糊的问题会极大影响电弧面积的提取。采用中值滤波、直方图均衡化、大津法有效消除噪声、增强电弧、分离电弧,分离后的图像边缘会出现不连续的问题。采用Canny改进算子和膨胀腐蚀处理使电弧边缘连续化,并使用种子填充算法将电弧图像填充成清晰的二值图像,最后对放电电弧面积进行提取,提取的面积可为绝缘子放电电弧定量化研究提供基础。     

覆冰绝缘子闪络机理的研究与发展

综述了国内外覆冰绝缘子闪络机理的研究现状,介绍了覆冰绝缘子的闪络静态、动态模型,归纳电弧重燃条件,梳理电弧速度模型及电弧发展判断标准,总结Farzaneh等人提出的闪络动态模型,并认为该模型计算结果与试验结果相比有一致性;覆冰绝缘子的最低闪络电压比湿闪电压大约低30%,绝缘子覆冰与污秽的区别主要表现在V-I特性曲线、电弧恢复条件、电弧发展路径等方面;试验标准的确定、覆冰绝缘子模型各种参数和标准的探索为今后研究重点。     

基于K两端聚类的污秽绝缘子放电状态评估

沿面放电是绝缘子污秽程度及运行状态的重要体现,实时掌握绝缘子的污秽放电状态对污闪的预防具有重大意义.根据污秽绝缘子在放电过程中泄漏电流的波形变化以及放电区段的划分特点,提出了一种基于K两端聚类的动态划分方法.分析污秽绝缘子在运行中受潮、形成干燥带及局部电弧、局部电弧发展至极端闪络的全过程,并依据绝缘子运行中工作电压和泄...     

高压直流绝缘子外形的研究——直流闪络特性

介绍了各种几何形状的绝缘子试样,在直流电场下闪络试验的结果。用尺寸参数来描写绝缘子外形对闪络特性的影响。研究了表面污秽程度和几何形状对电弧分布特性的影响。表明绝缘子试样在直流电场下的闪络电压受绝缘子下棱的宽度和深度的影响很大。同时也表明直流电场下的电弧通路是几何形状和表面污秽分布的函数。     

直流覆冰绝缘子电气特性及伞裙结构抗冰性能优化研究

根据绝缘子局部放电机理对动态直流局部电弧数学模型进行了改进,并基于此数学模型,计算了在不同电压下覆冰绝缘子表面局部电弧状态及其泄漏电流,电弧温度等参数.并结合实验,对覆冰绝缘子在不同等级电压作用下的电气特性进行了分析.在此基础上,对FXBW4110/100型绝缘子的伞裙结构进行改进,计算了其在改进后相同覆冰情况下的闪络...     

玻璃绝缘子耐雷击闪络和工频电弧性能试验研究

测试结果表明,遭受雷击闪络的220kV线路上玻璃绝缘子的机电性能仍可以达到技术标准的要求;在330kV和500kV线路上的玻璃绝缘子也表现出优良的抗雷击特性。历年来,国内外工频电弧试验表明,玻璃绝缘子具有优良的耐电弧性能,可以不采取防弧措施。指出玻璃绝缘子的非晶态材质结构、钢化处理工艺及严格的工频电弧试验条件是玻璃绝缘子具有优良的耐电弧性能的保证。     

污秽绝缘子闪络的动态模型探讨

提出了计算污秽绝缘子污闪电压的分析动态模型,该模型主要针对局部放电电弧的发展。并从绝缘子的结构、电弧动态电阻和电弧传播速度等方面,对其原理进行较为详细地解释和分析,最后进行了讨论。     

在有盐雾的情况下高温硫化硅橡胶的表面电阻和憎水性

在严重污秽和潮湿的条件下,用硅橡胶制做的绝缘子能提供长期的、令人满意的性能,而这归因子硅橡胶表面长期的憎水性。这种表面憎水性抑制了在绝缘子表面形成连续的水膜及沿面泄漏电流的生成。从而减小了由闪络的干电弧的发生过程。在目前的研究中,高温硫化硅橡胶棒需经盐雾和浸入盐溶液中加速湿润。通过对样品施加直流电压来测量其表面电阻,并研究影响表面电阻的各种参数。这些参数包括：1．在没有电场情况下,将样品持久放置于盐雾中;2．样品长期置于盐雾和电场作用下;3．样品的长度。同时,也测量了与表面电阻相关联的接触角和表面粗糙度。     

1998年6月7—10日在美国弗吉尼亚州阿林顿市1998IEEE电气绝缘国际专题会议报告：交流电弧在覆冰表面的传播

电弧传播速度是研究空气闪络击穿的重要参数之一，采用高速镜头摄影及三棱冰试品，在覆冰表面研究电弧的传播。发现交流电弧传播过程分两步：1．相对的慢速；2．当达临界距离时为相对的高速，而且交流电弧传播速度可与DC＋及DC－时冰表面情况相比较，获得大量重要的结果揭示了覆冰状态下工业绝缘子在AC及DC下的闪络机理。     

一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障分析

分析了一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障的原因。对故障杆塔及其相邻塔绝缘子进行实验室检测,开展了电气、机械、材料、污秽成分等多项试验,分析认为事故的主要原因是重金属粉尘环境中复合绝缘子表面受潮时易产生局部放电,绝缘子耐电弧能力不足导致硅橡胶材料加速老化,运行不到两年即出现伞裙烧蚀穿洞、护套大面积蚀损等问题,防污闪性能丧失,在雨水天气下发生闪络。针对此次复合绝缘子闪络故障原因,提出如下建议:加强对重金属粉尘污染源地区挂网复合绝缘子的巡视力度;对于重金属粉尘污染源地区建议慎用复合绝缘子,可采用玻璃或瓷绝缘子并喷涂RTV涂料、增大绝缘配置;增加重金属粉尘污染源地区运行线路污秽监测布点数量。     

基于Mayer电弧模型固相气流对电弧熄灭的有效性分析

电网系统在经受雷击过电压后,过电压波传递至绝缘子侧,会造成绝缘子与接地端的击穿放电,从而形成电弧,造成电力系统的工频短路故障。固相气流灭弧防雷器是一种在并联间隙的基础上,利用雷电脉冲触发灭弧弹丸产生高速气流吹灭电弧的灭弧防雷装置,由于固相气流的瞬时触发形成了建弧与灭弧同步性,灭弧弹丸产生的高速气流使得灭弧能量远大于建弧能量,使得在工频电弧的暂态初期熄灭电弧,因此可采用Mayer模型分析计算电弧形成及熄灭时的相关状态参数。本文首先分析了电弧在相气流灭弧防雷器的全空气介质中的能量耗散,从而求得Mayer电弧模型的时间常数,通过MATLAB的Simulink/SPS中的元件建立了电弧模型,从而通过外部雷电脉冲触发分析了固相气流灭弧装置对工频电弧的有效熄灭。最终通过试验验证了理论分析结果计算的有效性。     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

绝缘子电荷对充气高压直流装置绝缘结构电气强度的影响

<正> 在气体绝缘直流高电压紧凑电器中,支柱绝缘子的应用是非常有前途的,起决定作用的是有关环氧支柱绝缘子与主要气体间隙之间的绝缘配合问题。由于各种不同物理因素在绝缘子表面上可能形成不连贯的电荷,使电场分布异变,最严重情况下使绝缘子表面击穿。详细介绍了实验的方法,并列出了对支柱绝缘子表面产生不连贯电荷过程的研究结果。研究是在     

防雷间隙大电流快速灭弧试验研究及应用

雷击绝缘子闪络后,产生的工频电弧会烧灼绝缘子串及导线,严重时可能导致绝缘子串烧毁和架空导线断线事故。为了改善绝缘子串缺乏主动快速灭弧的能力,设计出一种能够快速熄灭工频电弧的防雷灭弧装置。并进行了大电流灭弧试验。电弧熄灭的过程是借助高速摄像及示波器监测。结果表明,该装置以"以快治强"的方法干预早期电弧,能在试验回路的继电保护动作之前熄灭1 k A、10.8 k A的工频电弧且熄灭电弧时间短于8 ms。该间隙已应用于35 kV、110 kV、220 kV电压等级的输电线路上,验证了该装置的实用性。     

基于复合绝缘子污闪模型的闪络特性分析

利用Obenaus模型对复合绝缘子的闪络特性进行分析,以现场运行年限不同的试品在不同喷水电导率下进行闪络试验,试验结果表明:同一试品闪络电压随着喷水电导率的增加呈指数规律下降,但憎水性差的试品变化规律不够明显。通过试验及模型计算,得出电弧总的阴阳极压降和憎水性存在一定关系,其数值大小随着憎水性能的减弱而减小。研究结果表明:憎水性是影响复合绝缘子闪络电压的主要因素,它是通过决定电弧总的阴阳极压降的大小来影响闪络电压的数值;闪络电压还受水带电导率的影响,电导率取决于绝缘子表面的积污程度。     

湿污表面直流局部电弧的演变过程

飘弧和弧道在湿污表面沿泄漏距离的延伸是局部电弧演变的主要环节。利用高速摄像机观测了不同极性直流局部电弧在湿污表面的演变过程,并从气体放电理论分析和解释了出现上述现象的原因。观测结果表明,负极性电弧比正极性电弧飘弧更严重,且负极性电弧延伸速率高于正极性电弧;电弧延伸过程中,正极性电弧更容易出现分叉和并列弧道的现象,负极性电弧更易出现尖状的头部。负极性电弧更易飘弧是由于电弧与污层之间的流注更易发展,使负极性电弧和污层之间更易保持良好的导电通道,所以飘弧更易维持,也更严重;正极性电弧端部紧贴污层表面,使流注难以发展,电弧延伸困难,而负极性电弧端部和污层之间的距离则保证了起始于电弧端部的负流注迅速向前发展并形成新的电弧,使负极性电弧向前跃进式延伸。