含人工缺陷复合绝缘子红外特征试验研究

复合绝缘子红外图谱智能自动识别方法是未来复合绝缘子运维的重要发展方向。为获得足够的发热红外图谱样本,制作了含护套-芯棒粘接不良、芯棒-护套内部金属异物和端部金具-护套界面气隙3种人工缺陷的绝缘子。同时针对端部金具-护套界面气隙发热分析了不同空间分辨率红外镜头对红外测试结果的影响。结果表明,220 k V复合绝缘高压端芯棒-护套粘接不良缺陷仅出现轻微温升;通过不同长度金属丝异物构建的220 kV复合绝缘子高压端护套内部存在局放缺陷,温升幅值位于1.5～5.5 K; 500 kV复合绝缘子高压端金具-护套界面气隙可产生7～8 K温升;对于端部金具-护套界面气隙发热,不同空间分辨率红外镜头测得温升幅值偏差平均超过20%,为保证测温精度,现场测试应选用空间分辨率更精细的红外镜头。     

特殊污秽条件下电流互感器复合绝缘外套电蚀损缺陷机理分析

宁夏福祥变220 k V电流互感器因绝缘外套严重电蚀损缺陷而退运。福祥变地区气候干燥,降雨少,雾日少,互感器外套的电蚀损现象无法用常规污闪理论模型解释。从污秽分析、材料分析、电磁场计算3个方面,对互感器复合外套电蚀损缺陷进行了分析,并且在实验室中模拟出了材料表面放电及蚀损现象,验证了原因分析的结论:福祥变地区积污严重,污秽中含可导电颗粒;互感器绝缘外套硅橡胶材料憎水性良好,主要元素含量未发生明显变化;互感器护套低压端伞裙设计存在缺陷,低压端法兰与护套伞裙直接相连导致连接处液体硅橡胶材料运行场强过高诱发放电。特殊污秽条件以及伞裙设计缺陷是互感器外套缺陷的主要原因。     

220kV沿海线路复合绝缘子异常发热问题原因分析

以沿海地区某220 kV运维交流线路出现较大面积复合绝缘子发热为背景,选取6支绝缘子样品进行复合绝缘子芯棒发热原因分析。对发热绝缘子及同塔的其他绝缘子进行了外观检查、试验分析,综合分析了发热原因。结果表明,绝缘子存在批次性芯棒-护套粘接不良,其中绝缘子发热位置芯棒-护套已完全脱离,芯棒-护套界面气隙受潮导致绝缘子发热。针对复合绝缘子产品使用和运维,提出了供相关运行单位参考的建议。     

复合绝缘子断裂机理分析及建议

为了提高复合绝缘子生产及运行维护水平,深入分析复合绝缘子断裂机理。通过进行吸水性、渗水性及加速老化等多种试验,分析了一起500 kV线路复合绝缘子断裂原因。结果表明,该绝缘子断裂原因是其界面区域长期存在局部放电,加剧芯棒和护套的蚀损与老化所致。同时证明了对于微观界面质量差的复合绝缘子,水分会穿过其完好的硅橡胶护套材料进入存在缺陷的交界面,引发绝缘子老化。基于分析结果,提出在生产及运行维护中预防复合绝缘子断裂的建议。     

复合绝缘子伞裙与护套粘接界面的结构及工艺特性分析

介绍并分析了复合绝缘子伞裙与护套粘接界面的结构特点、伞裙与护套的材质性能，找出了与复合绝缘子护套粘接的伞裙的最佳配合尺寸和粘接工艺，并分析和验证了伞裙与护套粘接界面性能的稳定性。     

复合绝缘子断裂原因分析及缺陷评价方法

为了调查南方电网中复合绝缘子在运行过程中发生断裂的原因,对交流500kV线路断裂复合绝缘子进行了外观观测、材料试验和解剖试验3方面的分析研究,结果表明该绝缘子界面粘接质量较差,芯棒与护套界面发生局部放电,造成芯棒与护套的老化与蚀损。在长期局部放电作用下,护套表面形成蚀孔,潮气进入后,加剧芯棒和护套的蚀损与老化,最终发生断裂。为评价芯棒和护套的粘接性,提出了一种新的5等级评价方法,并对该线路同批次6支绝缘子进行了分级评价。通过分级评价,可看出复合绝缘子芯棒与护套之间的粘接性与2个因素有关:绝缘子生产过程中界面的粘接质量和长期的高场强作用。     

严重污秽条件下复合绝缘子运行特性分析

报道了在水泥厂附近运行了 2 5年的 110kV单伞套装工艺与整体注射工艺复合绝缘子的运行积污情况和检查性试验结果 ,发现都不同程度存在蚀损和憎水性下降现象 ,单伞灌封套装的电蚀损比整体注射成型的严重。伞裙护套配方和成型工艺对复合绝缘子在严重水泥污秽状况下的运行特性有影响。     

交流500kV复合绝缘子内部缺陷对轴向电场分布的影响

复合绝缘子的芯棒和护套间的胶接界面贯通于绝缘子两端,是内绝缘的组成部分。一旦芯棒和护套粘接不紧密,在界面形成的间隙将畸变周围电场分布,高场强的长期作用将对芯棒机械性能造成影响。为了研究界面缺陷对电场分布的影响,以南方电网某交流500kV线路复合绝缘子断裂事故为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS建立了该断裂复合绝缘子的整体模型和子模型,计算了芯棒表面存在缺陷时的电场分布。结果表明:气隙处电场强度增大,但不足以引发局部放电。水分渗入后,缺陷尺寸足够大时电场强度将会超过空气的击穿场强,导致局部放电,进一步加速界面粘接性的劣化;护套破损后内部芯棒暴露,芯棒蚀损使得机械性能降低,最终将引发断裂掉串。     

鸟啄复合绝缘子护套场强电位分布研究

通过有限元软件对鸟啄复合绝缘子不同位置处护套进行建模,并对场强电位分布进行理论性分析,结果表明:被啄护套位置处于高、低第1-2片伞裙之间时,损坏护套处场强数值发生严重畸变,同时导致损坏伞裙的相邻几片绝缘子片场强剧增,为闪络、击穿埋下隐患;复合绝缘子护套鸟啄后,复合绝缘子的爬电距离明显减小,过电压或污秽作用下容易引起绝缘子串闪络.因此,当护套被鸟啄后,建议立即实施计划性停电,更换复合绝缘子串.     

芯棒快速老化导致的500 kV输电线路复合绝缘子芯棒断裂故障分析

为了分析一起运行12年的500 kV输电线路复合绝缘子断裂故障,对故障绝缘子和同塔非故障绝缘子进行试验分析,解剖检查整支绝缘子,开展伞裙憎水性分级、硬度试验和芯棒应力腐蚀、染料渗透试验、带护套水扩散试验,并对芯棒材料进行了显微形貌观察和微区成分分析。故障相绝缘子高压端护套穿孔开裂、芯棒材料严重老化,伞裙试验表明,虽然硅橡胶表面存在粉化老化现象,但憎水性和硬度仍符合运行标准,应力腐蚀试验显示故障相和非故障相芯棒均为耐酸芯棒,染料渗透验、带护套水扩散试验表明故障相绝缘子高压端存在芯棒材料劣化和界面粘接失效,进一步的显微形貌分析显示芯棒材料中的环氧树脂基体分解、玻璃纤维老化受损严重,芯棒材料存在明显快速老化现象。护套与芯棒间界面失效是导致芯棒材料快速老化的主要原因,高压端局部放电导致环氧树脂基体加速劣化,失去对玻璃纤维包裹保护作用,劣化通道沿芯棒玻璃纤维和环氧树脂基体的薄弱界面发展,造成护套击穿,加速芯棒材料的老化,最终导致芯棒断裂故障。研究成果为今后类似绝缘子故障的诊断分析提供参考依据。     

复合绝缘子局部微间隙对电场分布影响的有限元数值模拟及分析

由于高压复合绝缘子受模压、材料热胀冷缩特性、密封加工工艺等因素的影响,在金具、芯棒和伞裙护套之间容易产生局部微间隙,从而造成局部放电,导致复合绝缘子的耐老化性能降低。将复合绝缘子的静电场无界域问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域电场问题,建立三维复合绝缘子模型,采用有限元方法对存在局部微间隙的复合绝缘子的电气性能进行分析,研究局部微间隙不同尺寸及位置对局部和整体电位、电场强度分布的影响规律。结果表明:局部微间隙邻近的3片伞裙的电场强度发生明显畸变,而对其余伞裙的影响可以忽略;局部微间隙尺寸增大将导致相应伞裙的电压承担率增加,球形微间隙表面的场强最大值也逐渐升高,导致微间隙内部区域放电几率增大。     

蒙西电网典型污秽地区复合绝缘子老化性能研究

选取蒙西电网某220 kV输电线路上的单支复合绝缘子为研究对象,通过外观检查、X射线数字成像、扫描电子显微镜微观形貌观察、能谱分析、静态接触角测量及傅立叶红外光谱分析等试验方法对其老化性能进行研究。结果表明:较差的运行环境使复合绝缘子在短期运行后表面积污严重,高压侧金具镀锌层锈蚀严重;由于黏合工艺不规范,部分伞裙与护套的胶结面有孔隙及裂纹等缺陷;复合绝缘子伞裙的老化特征与朝向及位置有关,与低压侧和中段位置相比,高压侧伞裙表面形成的微裂纹宽度最大,朝南侧的伞裙中Si(CH3)2、Si-CH3、CH等有机官能团数量较低。静态接触角的测试结果表明,不同位置伞裙的憎水性能良好,均达到了HC1—HC2级。提出加强输电线路在役复合绝缘子监督工作、定期对其性能进行检测等建议。     

一起500 kV罗百Ⅰ线合成绝缘子串断裂原因分析

为了改善合成绝缘子生产及其运行维护,通过多种试验分析一起500 kV罗百Ⅰ线合成绝缘子断裂原因,结果表明,该绝缘子并非脆断,而是界面区域长期局部放电加剧芯棒和护套的蚀损与老化所致。基于分析结果,对如何做好复合绝缘子运行工作提出了建议和意见。     

运行复合绝缘子界面问题分析

为研究运行复合绝缘子界面问题,抽检了广东、广西和河北地区37、68和48支不同运行年限的复合绝缘子,检测其芯棒与护套界面、金具与芯棒及护套材料结合处界面及伞裙与护套界面的性能。采用统计分析法,发现大约有50%早期运行的复合绝缘子存在护套与芯棒间粘接不良;端部金具及密封胶出现不同形式的失效;广东地区83.8%的样品金具内腔和芯棒端头密封失效,河北及广西地区78%的样品劣化。采用挤包穿伞工艺的复合绝缘子伞裙与护套之间粘接均不牢靠,用手可轻易剥离,粘合胶没有弹性、较脆。针对目前标准中检测复合绝缘子界面性能方法不够灵敏的缺陷,根据实际检测需要,提出了测量水煮前后试品泄漏电流,通过泄漏电流变化来判断界面性能的方法。     

高湿热地区高温发热复合绝缘子分析

为查明高湿热地区一批复合绝缘子高温发热的原因,对缺陷绝缘子样品开展了材料检测、电气试验分析,对绝缘子电场分布进行计算。实验和仿真结果表明,该批高温发热绝缘子的高压端芯棒表面蚀损严重,电气参数发生变化,导致电场强度增大进而加剧局部放电过程。综合材料、电气实验分析指出,该批绝缘子界面粘接性能较差,水分入侵导致界面化学键水解,从而产生脱粘缺陷是该批次绝缘子出现缺陷的主要原因。     

57 m/s风洞中动车组车顶环氧树脂绝缘子伞裙边缘蚀损分析

兰新线风沙环境中沙粒同环氧树脂绝缘子伞裙边缘碰撞后可造成伞裙边缘蚀损,蚀损后的绝缘子爬电距离减小,爬距减小会增加绝缘子闪络故障概率。为获取沙粒粒径对动车组车顶环氧树脂绝缘子伞裙边缘蚀损情况,将与来流方向平行的伞裙直径所通过的伞裙边缘定义为0°和180°,与来流方向垂直的伞裙直径在伞裙边缘的2个点定义为90°和270°,在闭式风洞内将风速设定为57 m/s,试验时长设定为160 h,单次沙粒质量为20 kg,试验获取0.5 mm及以下、0.25 mm及以下和0.1 mm及以下等3种沙粒粒径对伞裙不同位置处的半径减小值。试验结果表明:逆时针方向旋转,90°～270°之间的伞裙边缘无蚀损,蚀损部位均位于0°～90°、270°～360°之间;沙粒粒径0.25 mm或0.1 mm时,伞裙半径减小值均0.5 mm;沙粒粒径为0.25～0.50 mm时,伞裙40°～60°之间蚀损最严重,且7号伞裙蚀损量最大。粒径影响伞裙边缘蚀损程度的原因是碰撞前动能不同,小粒子跟随性好,大粒径粒子跟随性差所致;40°～60°之间蚀损最严重,该结果同基于Finnie微切削理论和计算流体力学理论获得的仿真计算分析结果相符。该研究结果可为不具备试验条件工况下采用仿真手段评估风沙环境中绝缘子伞裙蚀损程度及其结构优化设计提供参考依据。     

基于太赫兹波的复合绝缘子界面检测研究

复合绝缘子的交界面缺陷问题严重威胁着电网的安全运行。为了有效评估复合绝缘子的界面性能,研究基于太赫兹波的无损检测方法。首先理论分析了太赫兹反射波在不同性能界面中的传播过程。测试界面气隙、蚀损缺陷情形的太赫兹反射波,分析太赫兹波在含缺陷界面中的反射传播特性。针对气隙缺陷,提出通过太赫兹波形特征比对的定量检测方法;针对蚀损缺陷,提出基于波形差值的成像检测方法。根据太赫兹波形特征信息,可对界面气隙和蚀损缺陷进行分类诊断。对实际缺陷的测试表明,太赫兹时域反射波在复合绝缘子界面缺陷检测中具有较高的应用价值。     

鸟啄损伤对复合绝缘子运行性能的影响研究

复合绝缘子因其性能优越得以在电网领域广泛应用,目前由于鸟类数量增加,鸟啄复合绝缘子的情况日益严重,鸟啄后绝缘子结构遭到破坏,会造成电网线路故障,因此本文研究鸟啄损伤对复合绝缘子性能的影响,为电网运维管理提供参考。首先通过试验对复合绝缘子鸟啄后机电性能进行分析;然后通过人工模拟鸟啄伞裙损伤来研究不同受损占比、不同受损数量对复合绝缘子沿面电场强度与污闪电压的影响;最后开展复合绝缘子护套电蚀损实验、酸浸实验、热老化试验,评估护套损伤对复合绝缘子性能的影响规律。结果表明：鸟啄后复合绝缘子结构遭到破坏,其电气性能、力学性能和防污性能都受到影响,同时护套损伤后,在局部场强、水分、酸、放电产热、机械应力等诸多因素共同作用下,芯棒材料劣化降解,芯棒力学性能下降,存在复合绝缘子异常断裂的风险。     

复合绝缘子界面缺陷对电场分布特性影响的仿真研究

复合绝缘子的芯棒与护套粘接界面常常出现缺陷,畸变周围电场,影响绝缘子的电气和机械性能。为了研究不同缺陷形态下的绝缘子电场特性,文中以110 kV复合绝缘子为考察对象,应用有限元分析软件COMSOL搭建了绝缘子三维模型,对电场分布进行了仿真计算,研究了界面出现气隙、水汽等缺陷对局部电场及绝缘子整体轴向电场分布特性的影响。结果表明:气隙处电场强度相比正常情况下显著增大,场强最大值与气隙跨度、厚度正相关,与气隙长度负相关,并基于气隙等效弧柱体模型给出了理论分析,修正了等效圆柱模型的不足;水分渗入能降低气隙场强,但同时严重畸变绝缘子轴向电场;护套受潮增重会使场强线性增加,超过一定程度会引发电晕放电,导致沿面闪络等事故。     

复合绝缘子护套-芯棒界面异常老化特征及原因分析

护套-芯棒界面是复合绝缘子内绝缘的重要组成部分,与复合绝缘子的异常运行缺陷、故障密切相关。本文针对一起发热的500kV运行复合绝缘子进行深入分析,结合多种表征技术对护套-芯棒界面老化特征进行了研究。结果表明：界面处护套的老化受其所在位置电场强度的影响显著。有异常温升或放电处的硅橡胶护套和环氧玻纤芯棒粘接良好,但界面处都...