雾室环境下污秽度和湿度对瓷质绝缘子放电特性的影响

人工模拟绝缘子污秽试验时雾室是必不可少的部分,因此本文结合仿真与试验研究了雾室环境下污秽度和湿度对瓷质绝缘子放电特性的影响.首先用Comsol Multiphysics软件仿真了110 kV输电线路中洁净和污秽绝缘子在有无雾室时电场的分布.其次,提出了通过降低有雾室时的试验电压使有无雾室时绝缘子高压端附近电场近似的方案,并用仿真中求得的电压做试验.结果 表明:与无雾室时洁净绝缘子周围的电场相比,有雾室时洁净绝缘子周围的电场在高压端变大,低压端变小;雾室中绝缘子周围的电场随污秽度的增大而变大.试验结果验证了仿真结果,绝缘子污秽度越大,湿度越大,放电光子数越多.本研究提出通过降低人工雾室中试验电压的方法来优化绝缘子污秽放电试验的方案,试验效果更贴合实际现场应用现状.     

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。     

较低湿度下含糖污秽绝缘子放电特性

部分地区外绝缘表面污秽含有大量有机物,影响绝缘性能。本文通过化学分析、模拟试验、污闪试验及分子动力学与量子化学计算,研究了较低湿度下葡萄糖污秽对绝缘子放电的影响,弄清了某变电站在较低湿度下由葡萄糖污秽引起的外绝缘大面积放电的特性。结果表明:由于葡萄糖吸湿性强,当污秽物中葡萄糖含量超过0.10mg/cm~2时,污层泄漏电流远大于常规污秽。电流热效应使含葡萄糖污秽的绝缘子表面电位分布更不均匀,显著降低污秽绝缘子起始放电电压;同时葡萄糖具备较活泼化学性质,在强电场中或强烈放电时,电能使葡萄糖断键,生成带电荷的自由基,加快绝缘子表面的电子转移速率,增加放电强度。葡萄糖的物理和化学特性是造成较低湿度下外绝缘沿面放电现象的原因。     

LXY-120型绝缘子在不同湿度下泄漏电流特性的研究

空气湿度直接影响绝缘子表面污层的润湿情况,从而影响泄漏电流的特性.研究LXY-120型玻璃绝缘子不同湿度下泄漏电流特性的试验装置和试验步骤,对泄漏电流最大值随湿度变化规律和泄漏电流脉冲规律进行了详细分析,建立了泄漏电流、湿度和污秽度之间的对应关系,研究结果为LXY-120型绝缘子泄漏电流监测系统的预警和专家系统的分析奠定了基础.     

不同湿度和观测距离下酥朽复合绝缘子的温升特性研究

针对500 kV酥朽劣化复合绝缘子在干燥、55%、75%、95%环境湿度以及3、5、7 m观测距离下开展红外温升试验,研究不同湿度和观测距离下酥朽复合绝缘子的温升特性。结果表明：酥朽复合绝缘子的温升随环境湿度的增大整体上呈增大趋势,相较于在干燥环境下,在湿度为95%环境下其温升提高了22%～40%,且在湿度一定的情况下,温升随观测距离的增大而减小。通过酥朽复合绝缘子轴线上的温升分布曲线特征可以判断芯棒酥朽劣化段长度,实现酥朽绝缘子酥朽段长度的无损检测。     

瓷质悬式绝缘子的检测

对运行中的瓷质悬式绝缘子的检测一般都采用测量电压分布的方法 ,其试验设备为 :电压分布测量仪 ;火花间隙检测装置。由于绝缘子串中每片绝缘子承受的电压不一且相差较大 ,检测很不方便 ,而且可能漏判 ;为了正确、方便地判断瓷质悬式绝缘子 ,本文对所研制、开发的“劣化绝缘子判定仪”作一简单介绍     

不同湿度下空气的流注放电特性

目前流注放电过程的相关研究主要是针对氮气和空气流注放电过程进行的数值模拟研究。实际的输变电工程间隙的空气中不可避免含有一定量水分子,为研究湿度对空气中的流注放电过程的影响,采用流体模型仿真了干燥空气和分别含80 Pa、400 Pa、1 867 Pa水蒸气的空气的双向流注传播过程,光电离作为源项加在流体模型上。水蒸气对光电离的影响主要有2方面:一是吸收函数;二是发射光强。仿真结果表明:不同空气湿度下正、负流注头部电子数密度均为1.6×1014 cm-3和0.7×1014 cm-3,平均传播速度均约为1.5×108 cm/s,流注头部半径约为0.4 mm;不同空气湿度下,若光电离强度均达到1021 cm-3·s-1量级能够提供足够多的种子电子,则湿度对流注传播特性影响不大,其主要原因是不同湿度下的电子输运系数和反应系数差别很小。     

瓷质绝缘子表面激光辐射温度和应力特性研究

利用高能激光清除输电线路缠绕异物的方法取得了较好的使用效果,但激光清除异物也会使得激光照射到绝缘子上,时间过长可能会损伤绝缘子。为了研究在使用激光辐照瓷质绝缘子时的温度、应力损伤特性,文中对激光辐照不同材料瓷绝缘子不同部位的情况进行了建模、计算,重点分析了瓷绝缘子在使用普通瓷、氧化铝瓷、氧化锆瓷、堇青石瓷4种材料下的损伤特性,以及激光辐照瓷绝缘子钢帽时温度、应力的情况。结果认为,激光辐照瓷绝缘子瓷件时,氧化铝瓷绝缘子表面的辐射点中心相比其他3种材质瓷绝缘子温度最低,瓷件表面温度从光斑中心向光斑边缘急剧降低,应力在瓷绝缘子表面呈现双驼峰分布。使用激光辐照绝缘子钢帽60 s时,其表面温度较低,绝缘子不会因热冲击产生损伤,但在钢帽处产生的热应力达821 MPa,使得绝缘子存在被破坏的风险。     

高湿度地区交流复合绝缘子发热机理及控制措施研究

复合绝缘子端部发热是一类较为常见的绝缘子缺陷。对中国南方高湿度区域内某500 kV交流线路复合绝缘子大面积发热事故进行详细调查,对绝缘子的发热机理及影响发热的因素进行了研究,给出了绝缘子大面积发热的机理以及老化过程,证明了极性分子的转向极化在发热中扮演的重要角色。同时利用有限元建模分析方法以及热对流试验,研究了环境因素与绝缘子红外测温结果之间的关系,并根据老化机理,对绝缘子端部场强进行了进一步的优化,比较了改变屏蔽深度、改变管径、加挂大容量绝缘子、采用大小均压环结构4种方法对场强的改善作用,并结合实际情况,为线路的改造提供了意见与建议。     

高电导率雾对悬式瓷质绝缘子交流闪络特性的影响

为研究高电导率雾对染污绝缘子交流闪络特性的影响,在人工气候室内采用高压微雾加湿法和固体涂层法模拟XP10-160型悬式瓷质绝缘子串污秽湿润过程,并通过人工污秽试验获得了绝缘子闪络电压与盐密、雾水电导率的关系曲线。研究结果表明:绝缘子污秽闪络电压随雾水电导率的增大而降低,且当原有绝缘子表面盐密值较小时,雾水电导率对其闪络特性的影响更为突出,并可以将雾水电导率对绝缘子闪络特性的影响归结为附加盐密系数。文中利用Comsol Multiphysics软件仿真计算了不同电导率雾下绝缘子的空间电场分布规律,得出高电导率雾主要通过改变绝缘子表面污秽度影响绝缘子的污闪电压。     

高压瓷质绝缘子红外检测盲区分析

针对实际检测中存在绝缘子串中劣化绝缘子漏报问题,提出一种基于戴维南等效电路法的红外检测盲区计算方法。在分析盘型悬式绝缘子电压分布的基础上,着重考虑绝缘子红外检测盲区的范围并进行定量的分析。结果表明:电压分布和温度差范围是影响盲区范围大小的两大核心因素,并得到盲区范围和2者的变化曲线。根据检测盲区变化规律,提出绝缘子串分段处理,温度范围差异选择等一系列减小红外检测盲区的方法。检测盲区的确定对红外检测技术的应用有巨大的促进作用;检测盲区的减少,对发现严重劣化绝缘子,提高红外检测的准确率和减少电网故障有重要指导意义。     

不同污秽质量下GIS绝缘子模态特性仿真

气体绝缘全封闭组合电器（简称GIS）已广泛应用于世界各地,其安全运行对于整个电网的安全运行至关重要。运行过程中导致GIS盆式绝缘子闪络的主要原因就是其表面污秽的存在。本文采用有限元分析软件COMSOL进行仿真模态分析,对于污秽质量对盆子模态的影响进行了相关研究,得到了添加污秽后每一阶固有频率均会上升并且污秽质量越大固有频率数值越高等结论,对于提高GIS设备运行可靠性具有重要的实际和科学意义。     

特高压交流瓷质绝缘子智能检测仪的设计

特高压输电技术是我国自主研发的国际领先技术,是我国未来电网技术发展的重要方向,推进特高压输电线路的智能化巡检设备的研究与工程应用,对国家未来电网建设和智能电网的战略具有重要的意义。针对特高压输电线路的状态检修,设计了以ARM Cortex-M4处理器为核心的特高压交流瓷质绝缘子智能检测仪。检测仪主要由微控制器、绝缘子电阻测量模块、绝缘子视频检测模块、人机接口、存储系统及PMS系统接口组成,主要完成瓷质绝缘子的低值与零值检测。检测仪参照特高压电力线路杆塔现场工作人员的具体操作要求而研制,根据绝缘子的阻抗进行低零值绝缘子的判断。该检测仪可以满足特高压输电线路绝缘子低零值的测量需要,且测量误差3%,优于现有超高压绝缘子测量仪5%~10%的测量精度。     

复合绝缘子端部发热伞套理化特性研究

对因端部发热而退出运行的复合绝缘子进行温升试验,确定其热源在高压端护套表层。进一步结合憎水性、盐密、灰密测试和电子探针显微分析,研究复合绝缘子伞套理化特性。结果表明,高压端伞套老化最为严重,老化主要集中发生在浅表层,与温升试验结果一致。     

复合绝缘子端部发热伞套理化特性研究

对因端部发热而退出运行的复合绝缘子进行温升试验,确定其热源在高压端护套表层.进一步结合憎水性、盐密、灰密测试和电子探针显微分析,研究复合绝缘子伞套理化特性.结果表明,高压端伞套老化最为严重,老化主要集中发生在浅表层,与温升试验结果一致。     

基于不同发热特征的复合绝缘子老化原因分析

红外温升检测是筛查故障复合绝缘子的有效手段,但导致复合绝缘子异常发热的原因多种多样,并不是所有原因都会演变为恶性故障,因此区分不同原因引起的异常发热对电网安全稳定经济运行尤为重要。本文对两支存在不同发热特征的220 kV退运复合绝缘子进行扫描电镜、傅里叶红外光谱等理化特性研究,同时对其介电性能进行分析。结果表明：造成不同异常温升现象的原因不同,其中发热部位集中在高压端端部、温升值低于5℃的复合绝缘子,其发热处芯棒的环氧树脂无明显降解现象,介电常数和介质损耗因数也无明显增加,而其护套出现孔洞和较浅的微裂纹,介电常数和介质损耗因数随湿度的增加而增加;发热部位延伸至多片伞裙、温升值达到40℃的复合绝缘子,其芯棒的环氧树脂有明显降解现象,介电常数和介质损耗因数分别为正常部位的3.67倍和79.4倍。     

不同服役年限下动车组绝缘子表面憎水特性研究

选取不同运行年限的动车组车顶绝缘子为研究对象,分别对其进行憎水性分析(接触角法)、傅里叶红外分析和扫描电镜分析。结果表明:随着服役时间的增加,绝缘子的憎水性下降迅速,但下降趋势逐年减缓,顶部伞裙的憎水性普遍低于中部伞裙与底部伞裙,这与FTIR分析的绝缘子中Si-CH3含量变化趋势吻合。随着服役年限的增加,绝缘子表面形貌变化明显,服役6年的动车组绝缘子已与110 kV输电网中服役15～19年的绝缘子微观形貌相似,这是动车组绝缘子憎水性老化速度快于输电网绝缘子的重要原因之一。     

低值瓷绝缘子红外检测温差阈值研究

依据目前的带电设备红外诊断技术应用导则,正温升1 K是低值瓷绝缘子的判别条件。但根据实际运行情况,该温差阈值较大,易造成红外检测漏检率偏高,为此,对某省电科院瓷绝缘子红外检测数据进行归纳梳理与统计分析。首先对低值温差样本进行分布函数拟合,再利用对数似然值、KS准则及赤池信息准则(AIC)对模型进行拟合优度检验,继而提出了一种基于逆高斯分布的低值绝缘子温差数学模型,并利用极大似然估计法求出模型参数,最终得到了红外检测低值瓷绝缘子的精确温差阈值模型。研究表明,逆高斯分布能够很好地拟合低值温差数据,由此得出的温差阈值模型能够提高低值瓷绝缘子红外检测准确度,可以为低值瓷绝缘子检测温差阈值的合理优化设定提供重要参考依据。     

带电更换220 kV低值绝缘子串的方法

根据220kV线路绝缘子老化率较高的情况，分析了线路绝缘结构特点，再结合低值绝缘子串(6／14即14片有6片零值绝缘子)的情况，采取作业点屏蔽和保护间隙限压转移电位的特殊措施，成功地进行了低值绝缘子串的带电更换。     

广东地区高温发热线路棒形复合绝缘子劣化特性

为了揭示高温发热的线路棒形复合绝缘子的劣化特性,文中对广东电网江门供电局某220 kV故障绝缘子开展了研究。观察了该支绝缘子的外观形貌,在带电状态下进行红外、紫外检测。之后进行解剖观察,采用现代材料测试方法(SEM、XPS)对比了芯棒劣化处与正常处的材料特性,使用宽频介电谱仪对比测试了劣化处与正常处芯棒短样的电气参数。试验和解剖结果发现,该绝缘子护套表面有击穿孔,加压温升严重、外部有微弱放电。内部交界面处芯棒表面劣化已经从高压端延伸至中部。材料分析表明界面处芯棒受到了严重的放电破坏,环氧树脂发生裂解,玻璃纤维有断裂和蚀损现象,存在氧化分解、酸性液体侵蚀等劣化过程。此外,劣化处芯棒的介电常数、介损角正切、电导率都有了明显的上升,造成电场进一步产生畸变,局部放电过程增强。研究表明,该类高温发热的线路棒形复合绝缘子芯棒劣化严重,并且局部放电等劣化过程较为剧烈,断裂风险极大。