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。     

复合绝缘子与瓷质绝缘子自然积污特性研究

为了研究复合绝缘子与瓷质绝缘子积污特性的区别,选取宁夏典型地区的输电杆塔,对积污期为1年的2种绝缘子的等值附盐密度及等值附灰密度进行了测量和对比分析。研究结果表明:复合绝缘子的积污量明显高于瓷质绝缘子,在污秽中含有金属粉尘的环境中,变电站及输电线路在积污严重情况下极有可能发生污闪,对于此类地区,选用复合绝缘子时应慎重考虑。     

不带电条件下复合绝缘子与XP-70绝缘子自然积污特性对比分析

为研究复合绝缘子积污特性及与XP-70绝缘子积污特性的区别,选择深圳31处典型地区的输电杆塔对2种绝缘子不带电挂样进行了观测对比,分别测量了积污期为2a的绝缘子的等值附盐密度(ESDD)、等值附灰密度(NSDD)和2者之比(简称灰盐比,记为rE/N),并对比了复合绝缘子和XP-70绝缘子上表面、下表面与单片均值积污特性的区别。结果表明:1)观测期内,复合绝缘子上表面附盐密度约为XP-70绝缘子的2.2倍,下表面约为0.3倍,彼均值约为0.5倍;2)复合绝缘子上表面等值附灰密度约为XP-70绝缘子的3.6倍,下表面约为0.9倍,片均值约为1.4倍;3)复合绝缘子灰盐比大致分布在10～30范围内,XP-70绝缘子上表面灰盐比主要在5～25范围内,下表面灰盐比和均值灰盐比主要分布在5～10范围内。     

风洞模拟自然横风条件下绝缘子带电积污特性

为研究绝缘子在自然条件下的积污特性,利用风洞实验室模拟自然气候条件,分别研究了复合绝缘子、瓷双伞绝缘子、瓷三伞绝缘子和瓷钟罩绝缘子在不同电压极性和不同电压大小下的积污特性,并进行对比分析。结果表明:在风洞实验条件下,复合绝缘子具有较短的饱和周期;复合绝缘子的平均灰密较大,瓷绝缘子较小;瓷钟罩绝缘子下表面灰密大于上表面灰密,其余均是上表面灰密较大;复合和瓷绝缘子均是背风面灰密略大于相应位置的迎风面灰密;正电压对绝缘子上表面灰密增大作用明显;负电压对绝缘子下表面灰密增大作用明显;绝缘子灰密和带电的大小不是严格的线性关系。     

特殊工业粉尘地区复合绝缘子自然积污特性研究

硅橡胶复合绝缘子具备机械强度高、防污闪性能优异、质量轻、运行维护方便等优点,在电网建设中应用广泛。在部分工业化工区,存在特殊工业粉尘污染,该类地区运行的复合绝缘子表面更容易积污,绝缘子表面在积污后憎水性显著降低,绝缘性能明显减弱。为研究特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子自然积污特性,文中对江苏某工业园区运行的复合绝缘子进行取样,使用污秽度与微观分析结合的方法对积污特性进行研究。结果表明,该地区运行的复合绝缘子普遍表面污秽度较重,污秽可溶物等值盐密(ESDD)数值较高,且污秽中存在的不溶灰分主要元素为碳(C)、氧(O)、硅(Si),含碳粉、二氧化硅(SiO 2)、氧化钙(CaO)等影响绝缘子表面导电性及吸水性的物质。文中所提方法能较好地揭示特殊工业粉尘地区的污秽特性。     

高寒区交流复合绝缘子积污特性

为了探索运行年限及伞型结构对高寒区复合绝缘子伞套表面积污状况的影响,文中采用等值盐密、灰密法对黑龙江地区24支复合绝缘子的积污特性展开测试,测试对象包括绝缘子大、小伞的上下表面和护套表面。结果表明,该地区绝缘子经过3年运行后,积污已经达到饱和状态。对比不同伞型结构绝缘子发现,一大两小结构的绝缘子积污最轻,一大一小结构次之,等径结构绝缘子积污最为严重。通过对每支绝缘子伞套表面不同部位盐密、灰密值进行分析发现,绝缘子伞面积污存在不均匀性,表现为:绝缘子伞裙上伞面的积污状况小于下表面;而在大伞小伞和护套之间,护套表面积污最重,小伞其次,大伞表面的积污最轻。     

浙江电网架空输电线路绝缘子串的自然积污特性

掌握自然积污绝缘子的积污特性是绘制污秽区域分布图的重要依据。因此,以浙江电网架空输电线路绝缘子串为对象,对自然积污绝缘子的积污特点进行了试验研究。采用数量统计方法分析了上、下表面的等值灰密(NSDD)、等值盐密(ESDD)积污比KNSDD、KESDD以及2者比值KNSDD/ESDD的分布规律,并对不同污染源下绝缘子表面污秽物化学成分进行了分析。结果表明:不同结构型式自然积污绝缘子上、下表面污秽分布的不均匀特性存在差异;自然积污绝缘子KNSDD/ESDD的平均值为4.66,整片绝缘子KNSDD/ESDD平均值的变化趋势与下表面KNSDD/ESDD的变化趋势基本一致;绝缘子表面污秽物中,Ca2+占全部阳离子的摩尔分数最高,SO42-占全部阴离子的摩尔分数最高;同一片绝缘子,上、下表面污秽中各种离子的摩尔分数存在一定差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑这些积污特点。     

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。     

站用支柱绝缘子自然积污特性

以某地区11个变电站35 kV、110 kV和500 kV支柱绝缘子为研究对象,对其表面积污进行了现场测试,根据测试结果定义了6种不均匀系数k,系统分析其高压组、接地端与中部、上表面与下表面、灰密和盐密的不均匀积污特性,得到该地区支柱绝缘子的污秽度和不均匀度数值的频数分布。     

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。     

不带电绝缘子和带电绝缘子积污程度的对比实验

在开展防止污闪的工作中，对污秽区的绝缘子表面的污秽程度进行预测，以达到污闪前的报警作用，这是运行维护部门十分关心的问题。现论述了不带电绝子与带电绝缘子的对比的积污方法，以及通过大量的试验数据分析了两者积污比值的关系，最后得出；带电绝缘子的积程度是不带电绝缘子的１．１倍关系，进而阐述了利用不带绝绝子来监测带电运行绝缘子的可行性。     

自然积污绝缘子表面污秽分布特性研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,文章通过实验方法,重点研究分析了玻璃,瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布规律,所选择的这三种绝缘子为河北保定地区输电线路上已运行多年的悬垂绝缘子,利用盐密(Equivalent Salt Deposit Density,ESDD)与灰密(Non Soluble Deposit Density,NSDD)实验测量了绝缘子串中不同片的绝缘子及同一片绝缘子的不同表面的盐密、灰密,将数据以表、图的形式进行了处理分析,得到该地区绝缘子的污秽分布规律,最后以玻璃绝缘子及瓷绝缘子为研究对象,运用ANSYS对其在不同盐密分布下的电场及电流密度进行了仿真分析。     

±800 kV楚穗特高压直流线路复合绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流线路复合绝缘子积污特性以指导线路外绝缘配置,于2013—2014年采集了±800 k V楚穗特高压直流线路复合绝缘子表面污秽,分析其污秽等值盐密等级分布,研究线路整体积污程度,以及直流极性、沿串部位分布等造成的积污差异。数据表明:832个污秽样本中,等值盐密最大值为0.192 9 mg/cm2,最小值为0.000 7 mg/cm~2,76%样本等值盐密0.025 mg/cm~2;相同积污条件下,直流极性不影响复合绝缘子整体积污程度;大部分复合绝缘子表面污秽呈两端重、中间轻的分布规律;大小伞裙交叉布置时,小伞裙等值盐密明显大于大伞裙;54.8%的伞裙上表面污秽盐密值大于或等于下表面,与玻璃或陶瓷绝缘子规律不同。±800 k V楚穗特高压直流线路整体污秽较轻,现有的复合绝缘子配置合理。     

高海拔地区±800kV特高压直流输电系统绝缘子带电自然积污特性

为了研究特高压直流绝缘子的自然带电积污特性,进行了全电压全尺寸特高压直流绝缘子积污特性试验。测定了绝缘子的等值盐密(ESDD)、等值灰密(NSDD),分析了不同材质(复合硅橡胶、玻璃、瓷)的绝缘子串,不同串型(I悬垂,V悬垂,耐张)的绝缘子串,不同伞形结构(复合伞裙、钟罩、三伞、瓷长棒)的绝缘子串,以及绝缘子伞裙上下表面和沿绝缘子串不同位置(高压侧、地侧、中间)的积污状况。初步结果表明:不同材质绝缘子串中瓷绝缘子积污最轻;不同串型的绝缘子串中耐张串积污最轻;不同伞形结构绝缘子串中瓷长棒绝缘子是最小积污伞型;伞裙上下表面污秽状况差异巨大,绝缘子杆塔侧积污最重。研究结果可为我国高海拔地区(特别是昆明地区)特高压直流输电工程的外绝缘提供重要的参考。     

复合绝缘子积污特性的数值模拟研究

为研究棒形悬式复合绝缘子的积污特性,利用COMSOL对其在笔者所在学校风洞条件下的积污特性进行了数值模拟,并将模拟结果与华北电力大学风洞试验结果进行了对比分析。结果表明:两者积污量数量级相同,整体上随直流电压的变化趋势一致且呈"V"形分布,验证了该模拟方法的合理性。藉此,对复合绝缘子自然积污特性进行了模拟研究,分析了污秽质量分数和电压类型对其自然积污特性的影响。结果表明:绝缘子表面积污量随污秽质量分数的增大而增大;污秽质量分数较小时,积污量的增加速度较大,质量分数较大时,反之。在相同条件下,绝缘子表面积污量无论是整体上还是沿各伞裙分布均在施加直流电压时最大,交流电压与无电压情况相似;直流电与无电压情况下各伞裙积污量的差值近似呈"W"形分布。     

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。     

珠三角地区架空线路绝缘子的自然积污特性

绝缘子自然积污特性研究对架空输电线路的外绝缘配置具有重要意义。在一条架空输电线路上安装不同伞形、材质的绝缘子串,测量绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和附灰密度(NSDD),分析比较绝缘子自然积污受各种因素的影响程度。研究表明:降雨、风速对绝缘子表面积污有很大影响;绝缘子带电积污量远大于不带电积污量;外伞形绝缘子自洁性能较好,钟罩形次之,深棱形最差;结构高度高的绝缘子,自然积污相对较低;相同条件下,瓷质绝缘子自然积污比玻璃绝缘子低;附灰密度与等值附盐密度具有普遍的正相关趋势。     

人工模拟自然横风条件下绝缘子快速积污特性

为研究风对绝缘子积污特性的影响,该文利用直流风洞研究了风速和风向对瓷钟罩绝缘子和瓷双伞绝缘子积污特性的影响,并利用Fluent软件建立了绝缘子三维CFD仿真模型,对其周围的空气流场特性进行了分析。结果表明:空气流场对绝缘子积污状况的影响主要表现在风速和风向两个方面,风速和风向对绝缘子上下表面积污量和积污分布均有影响,风速在2.2~4.5 m/s之间时,绝缘子的上下表面污秽度是逐渐增大的,在风速4.5m/s附近的时候达到峰值。随着风速的继续增大,绝缘子表面的污秽度呈下降趋势,当风速大于6.0m/s左右时,绝缘子上下表面污秽度下降趋于平缓;不同风向对下表面有环形伞棱的绝缘子影响较小,对下表面无伞棱结构的绝缘子影响较大。该文研究成果可为污秽外绝缘的设计优化提供理论依据和数据支持。     

浙西地区输电线路绝缘子串自然积污特性

选取浙西地区输电线路挂网运行的自然积污悬式绝缘子串,对自然条件下带电运行绝缘子的积污特点进行了试验研究,采用数量统计方法分析了等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD)以及灰密与等值盐密比值的分布规律。结果表明:浙西地区线路绝缘子ESDD大部分在0.05mg/cm2以下;NSDD大部分在0.10mg/cm2以下;自然积污绝缘子灰密与等值盐密比值近似服从正态分布,期望值为2.812,其95%置信区间为[2.5806,3.0435]。研究结果可为污区图修订和外绝缘选择提供参考。     

绝缘子自然积污性能的比较

对于不同污秽地区的输电线路,如何选择不同型号的绝缘子,既达到合理延长清扫周期,又有效地防止污闪事故的发生,是十分重要的。为了摸清不同悬式绝缘子在浙江沿海地区和浙江内地工业污秽地区的耐污性能,省电力试验研究所和宁波、金华电力局协作,在宁波沿海地区的110kV大碶变,静德变及金华局110kV寿昌变内,建立了三个