基于微波辐射理论的绝缘子污秽等值盐密/灰密检测模型

用微波辐射计测量绝缘子污秽表面亮度温度,从而可获得污秽的辐射能量特性。提出用亮度温度计算绝缘子污秽等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)、等值附灰密度(non-soluble deposit density,NSDD)的检测模型以及盐密和灰密乘积形式的检测模型。在不同测量角度下,研究干燥(相对湿度20%)和湿润(表面形成水膜)条件下,ESDD和NSDD与天线温度的关系,同时研究天线温度与环境温度及湿度的关系,并分析湿度对模型参数的影响。结果表明:ESDD和NSDD对天线温度的影响是独立的,通过测量天线温度可以同时测定ESDD和NSDD。     

110kV绝缘子串泄漏电流随户外环境变化的规律

户外运行绝缘子串的泄漏电流监测需要考虑环境温湿度及污秽度的影响。在绝缘子户外试验场进行了大量人工污秽试验,连续观测了110kV XP-160绝缘子串在一个或多个自然日的泄漏电流幅值变化规律。研究了不同灰密（NSDD）、盐密（ESDD）对绝缘子串泄漏电流幅值的影响及其与相对湿度、环境温度的关系,得到了泄漏电流幅值与相对湿度及污秽度的定量关系。研究结果表明：在相对湿度较小的情况下,随着污秽度的增加,泄漏电流会缓慢增加,但增长幅度并不明显;当相对湿度较大时,随着污秽度的增加,泄漏电流幅值会明显增大。     

污秽瓷绝缘子泄漏电流的估算方法

泄漏电流的检测和分析作为污秽绝缘子在线监测的一种方法近年来引起大量关注。国内外研究表明,泄漏电流受作用电压和环境因素等的影响,但探索绝缘子泄漏电流与各影响因素之间的本质联系较少。为此,以单片的普通悬式绝缘子XP-70为试品,在人工雾室中进行了大量的人工污秽试验,利用最小二乘原理分析得到了作用电压U、盐密ρESDD和相对湿度RH与泄漏电流的具体关系式。结果表明:人工污秽试验中,绝缘子的泄漏电流幅值Ih与作用电压U、盐密ρESDD和湿度RH均有关,盐密、湿度影响较明显;随着ρESDD的增加,Ih按幂函数规律增加,特征指数为0.413;随着U和RH的增加,Ih均按指数函数规律增加,特征指数分别为0.044和9.815。研究结果对于工程中建立基于绝缘子泄漏电流的污秽度评估系统有一定的参考价值。     

基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽度表征方法研究

针对电力系统运行中悬式绝缘子污秽度实时监测困难,预测方法准确性不高。文中在多因子环境试验箱内对XP-70绝缘子进行大量人工污秽试验,在非饱和湿度范围内控制湿度缓慢变化,得到绝缘子泄漏电流与施加电压间的相位差(θ)变化规律及其与环境湿度(R_H)、盐密(ESDD)和灰密(NSDD)间的定量关系。指出θ与RH呈现显著的负相关性,特别是RH65%后,θ随R_H变化更为明显同时对污秽度变化较为敏感,可作为反映绝缘子润湿程度和表面污秽度的表征。提出相位差与湿度变化范围的比值(k)可作为表征污秽度等级的参量,测量R_H、θ后可通过k值与污秽度的关系式计算出绝缘子表面的污秽等级,此方法可作为现场污秽度实时监测的有效手段。     

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。     

汕头地区变电站支柱绝缘子自然积污特性研究

为研究变电站支柱绝缘子自然积污特性,对广东省汕头供电局辖区内13个变电站进行了4年的自然积污试验,试验所用支柱绝缘子型号为GW4-110,取样时间选择每年10月至次年4月少雨季节,分别测量各个支柱绝缘子的每一个伞裙,然后取整串绝缘子等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)和灰密(non-soluble deposit density,NSDD)的平均值作为该测量点的污秽,结果表明各测点的测试结果存在差异,同一测量点每年污秽增长不同,ESDD和NSDD相比差距较大。经过分析,得到结论:绝缘子积污与地理位置、积污时间段有关,不同积污时间段、不同测量点所测得的污秽度各有差异;不同积污期间,支柱绝缘子表面ESDD的变化波动小,比较均匀,而NSDD变化分散性大;绝缘子表面NSDD累积速度大于ESDD累积速度;汕头供电辖区变电站污秽等级主要为b级和c级;运行中应关注各测量点的污秽变化情况,随时对个别重污秽区采取应对措施。     

基于泄漏电流基波阻性分量的绝缘子污秽度表示方法的研究

绝缘子污秽状态判断对电网安全工作意义重大。基于污秽绝缘子串等效电路的理论分析,建立了绝缘子串泄漏电流试验回路,对洁净及不同污秽情况下的绝缘子串泄漏电流进行了测量,并利用FFT变换分析绝缘子泄漏电流频谱,提取了泄漏电流基波阻性分量,研究了泄漏电流基波阻性分量同污秽度及相对湿度间的关系。结果表明,污秽干燥情况下,绝缘子泄漏电流较小且主要为容性电流;与洁净时相比,绝缘子串染污时总的泄漏电流及其基波分量的变化并不明显,而泄漏电流基波阻性分量同污秽盐密及相对湿度呈非线性关系,低湿度情况下变化更显著,可以通过泄漏电流基波阻性分量来表示绝缘子的污秽程度,这比利用总泄漏电流进行判断更有效;高湿度情况下泄漏电流基波阻性分量法已不适合判断绝缘子污秽度。且该方法无需对绝缘子串安装集流环,保证了系统安全性。     

水泥污秽对复合绝缘子污秽闪络特性的影响研究

针对电力系统复合绝缘子污秽闪络产生的危害问题,提出了开展污秽闪络特性研究的重要性,研究了NaCl（盐密ESDD）一定的情况下,不同水泥污秽（灰密NSDD）对复合绝缘子污秽闪络特性的影响,研究结果表明：灰密对绝缘子人工污秽闪络电压也是有影响的,闪络电压与灰密成幂函数关系,并且灰密对闪络电压的影响是独立的。     

气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响

泄漏电流信号中包含了丰富的能够体现绝缘子运行状态的信息量。为此,以XP-70型瓷绝缘子为研究对象,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的人工雾室里进行了大量的交流人工污秽试验,分别研究了3种盐密、4种气压和5种不均匀度对绝缘子泄漏电流幅值的影响。试验结果表明:绝缘子整体平均盐密与上下表面污秽分布不均匀度和气压三者对绝缘子泄漏电流幅值的影响是相互独立的,泄漏电流幅值随着盐密的增加和气压的降低而均呈上升趋势,并且随着绝缘子上下表面污秽分布不均匀度的减小而呈下降趋势。还主要分析了绝缘子上下表面污秽分布不均匀度和气压对绝缘子泄漏电流幅值的影响机理。最后,利用最小二乘原理对试验结果进行拟合,得到了考虑盐密(ρESDD)、不均匀度(K)和气压(p)后的泄漏电流幅值的表达式,利用表达式可以估计绝缘子表面的污秽程度和分布特点。研究结果对于建立基于泄漏电流表征线路绝缘子的运行状态系统具有一定的参考价值。     

PM_(10)与绝缘子积污特性的关系研究

为研究PM10与绝缘子积污特性之间的关系、掌握绝缘子表面积污特性,笔者将PM10、污秽(盐密、灰密)及微气象在线监测技术应用于输电线路中。开展对现场运行中PM10、绝缘子污秽(盐密、灰密)及环境温湿度在线监测数据的分析研究,建立了PM10、绝缘子表面污秽度(盐密、灰密)和环境温湿度等因素之间的相互关系模型,提出了PM10与绝缘子污秽度(盐密/灰密)之间存在明显的线性对比关系模型。研究结果表明,笔者设计的PM10、盐密、灰密在线监测装置,能够准确地反应现场绝缘子的污秽状况,能够为线路清扫提供准确判据,对逐步实现电网状态检修具有积极意义。     

污秽绝缘子泄漏电流与湿度及盐密关系综述

介绍了污秽绝缘子泄漏电流形成的原因、对它与盐密、湿度的关系进行分析。     

直流电压下复合绝缘子的自然积污试验

利用自建的自然污秽试验站,对自然条件下带直流电压运行2个积污季节的复合绝缘子的积污特点进行了试验研究,分析了直流绝缘子的伞裙表面积污规律、降水对积污(等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)和不溶性污秽物质密度(non-soluble deposit density,NSDD))的影响,表面污秽不均匀度、表面灰盐比、ESDD和NSDD的直交比等。研究表明：并不是所有降水都会对绝缘子表面污秽产生明显的清洗效果;降水量和雨强均为清洗效率的重要影响因素;复合绝缘子最大污秽度出现在夏季多雨季节来临前。建议直流外绝缘设计中充分考虑这些积污特点。     

基于泄漏电流的绝缘子污秽状态预警方法的研究

随着大气污秽程度的增加和超高压和特高压电网的建设和运行,污闪事故严重威胁电力系统的安全运行。为了实时地监测绝缘子表面的污秽程度,科学地预测和评判污闪的潜在威胁,文中通过对ZS-35绝缘支柱加压,在相同盐密和湿度下采集泄漏电流,提取泄漏电流幅值、有效值、等效脉冲以及环境参量相对湿度作为的输入参量,建立了基于径向基神经网络的污秽绝缘子的污秽等级评定模型和污闪预警模型,结果用实验室测得的数据对模型进行了验证,证明了该模型的准确性。     

盐密和灰密对110kV复合绝缘子闪络电压的影响

合成绝缘子具有很好的防污闪特性,但也会发生污秽闪络,这与常规的人工污秽试验仅考虑盐密的影响不无关系。文中选择110kV合成绝缘子为试品,在人工雾室中研究了灰密(NSDD)和盐密(ESDD)对合成绝缘子污闪特性的影响,分析了NSDD影响的原因,并采用2种方法对试验数据进行了分析和拟合。结果表明:人工污秽试验中,合成绝缘子污闪电压Uf与ESDD和NSDD均有关,但二者的影响是彼此独立的;随着ESDD或NSDD的增加,其Uf均按幂函数规律降低;ESDD和NSDD对Uf影响的特征指数分别为0.106、0.140,即对于合成绝缘子,灰密的影响大于盐密,这与瓷绝缘子相反;灰密对污闪电压影响的原因之一是吸收更多的水分,二是破坏合成绝缘子的憎水性。     

±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。     

±800kV特高压宾金直流悬式及支柱绝缘子自然积污特性

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。     

交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究

为研究特高压支柱瓷绝缘子的自然积污规律,重点对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污检测。测量了盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non soluble deposit density,NSDD)及污秽成分,对比分析了伞裙上表面与下表面、迎风面与背风面、平均直径、连续积污等对支柱绝缘子自然积污特性的影响规律。结果表明,1 a的积污期条件下(2010年4月至2011年4月):1)单个1000k V支柱瓷绝缘子整柱污秽分布较不均匀,高压端与其他部位的ESDD平均比值为3.4,NSDD平均比值为2.3。2)绝缘子伞裙上表面污秽度普遍高于下表面。上下表面ESDD不均匀积污比平均为1.8,上下表面NSDD不均匀积污比平均为1.6。3)绝缘子伞裙背风面污秽度普遍高于迎风面。ESDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.64,NSDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.55。4)饱和ESDD与连续积污时间不成正比关系,而NSDD基本与连续积污时间成正比关系。5)ESDD和NSDD随平均直径的增大呈下降趋势。6)绝缘子表面污秽物中CaS O4含量平均为68%。研究结果可为我国特高压工程外绝缘设计、产品制造和运行检修提供参考。     

基于4G通信的接触网绝缘子在线监测装置研制

为提高接触网运行的安全性和稳定性,需有效预估接触网绝缘子的表面污秽程度,而监测绝缘子表面泄漏电流是其最直接、最有效,也便于连续实时监测的方法。设计一套基于ARM操作系统的接触网绝缘子监测装置。利用高精度泄漏电流传感器并考虑环境温湿度来预估绝缘子污秽程度,以此作为判断绝缘子是否需要清洗的依据。该装置最终通过人工污秽实验室进行污秽实验,得到湿度与泄漏电流的耦合关系以及较准确的污秽等级评价体系,为预估绝缘子性能提供了有效的参考依据。     

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。     

人工污秽试验中绝缘子泄漏电流的统计特性

为了建立有效的污闪绝缘子在线监测系统,须确定合理的检测信号和检测方法。基于恒压净雾人工污秽试验数据,利用统计分析理论,分析了泄漏电流Ileak的特性,讨论了在人工污秽试验过程中,显著影响Ileak的因素,计算了各因素影响因子的大小,得到了电流的回归方程。结果表明,Ileak和环境相对湿度(RH)以及加湿持续时间关系密切,加湿时间和RH变化对Ileak影响严重;但Ileak和环境温度θ相关性很弱,θ主要是通过影响RH来间接影响Ileak。