试验方式对瓷和玻璃绝缘子交流污闪特性的影响

人工污秽试验是研究污闪特性的重要手段,IEC及我国标准推荐了多种人工污秽试验方法以进行绝缘子闪络特性的试验研究,并提出了几种不同的试验方式,目前常用的有均匀升压法、50%耐受电压法和最大耐受法,但对于不同试验方式下绝缘子污闪特性的差异仍需进行系统研究和比较。为了研究不同试验方式下绝缘子污闪特性的差异,以两种典型的瓷(XP-160)和玻璃(LXY4-160)绝缘子为例,在人工雾室中对3种不同试验方式下绝缘子污闪特性进行了分析和比较。试验结果表明:不同试验方式下绝缘子的闪络特性有一定的差异。不同污秽程度下,均匀升压法得到的污闪电压Uav比50%耐受电压法得到的污闪电压U50%升高了4.27%～12.62%,U50%比最大耐受电压法得到的污闪电压Uws升高了3.94%～13.20%。随着污秽程度的增大,Uav相对U50%提高的百分比和U50%相对于Uws提高的百分比均逐渐增大。     

气压对绝缘子串直流污闪特性影响

低气压下污秽绝缘子的电气性能相对清洁绝缘子将降低,但气压对绝缘子串直流污闪特性的影响,目前仍缺乏系统的研究。本文对7片串XP—160盘形悬式绝缘子和特高压复合绝缘子短样的直流污闪特性进行了研究,分析表明绝缘子串直流污闪放电过程中局部电弧的特性决定气压影响特征指数n,不同型式绝缘子串n值存在差异的原因是放电过程中局部电弧飘弧造成的。     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究,绝缘子染污采用固体层法,试验结果表明,Y型绝缘子串与悬垂串相比,直流污秽闪络电压可提高约9%。在500 kV输电线路上采用Y型绝缘子串时,在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时,可减小杆塔尺寸,降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数,为500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。     

染污方法对瓷绝缘子直流污闪特性的影响

在人工污秽试验中,IEC标准推荐了几种染污方法,但未给出不同方法试验结果差异的相关说明。为此,采用大吨位瓷绝缘子XZP-300为试品,研究了定量涂刷法、浸污法2种染污方法获得的瓷绝缘子试品在不同盐密条件下的直流污闪特性,比较了2种染污方法试验结果的概率分布特性,同时分析了2种试验方法试验结果的差异,并基于污闪平板模型从原理上解释了差异的原因。结果表明,定量涂刷法和浸污法的试验结果均近似呈正态分布,可以采用2种方法均值计算50%耐受电压;定量涂刷法获得的污闪电压高出浸污法的污闪电压约2%～6%;通过基于平板模型的公式推导可证明,均匀染污表面的污闪电压低于不均匀染污表面的,由于浸污法染污绝缘子表面盐密分布比定量涂刷法的更均匀,因此浸污法的污闪电压低于定量涂刷法的。     

布置方式对染污绝缘子污闪电压影响综述

染污绝缘子的放电机理、污闪特性是绝缘子防污闪措施研究的核心因素。目前国内外科研机构及专家学者已进行了大量的试验和理论研究,取得了很多有价值的成果。总结了国内外近30年来关于绝缘子污闪的研究进展,从染污绝缘子表面污层的物理特性、污闪形成机理、染污绝缘子试验方法、污闪特性及其绝缘子布置方式等方面系统地分析总结了染污绝缘子污闪电压的各种影响因素,总结了不同布置方式对绝缘子污闪电压的影响规律,提出了不同环境下外绝缘配置的建议。     

高海拔特高压并联绝缘子的直流污闪特性

为给已建成的±800kV特高压直流输电线路提供运行维护指导,并为拟建设的直流特高压线路的外绝缘设计提供参考,研究了双串并联绝缘子在高海拔特高压条件下的污闪特性。选用大吨位瓷绝缘子XZP-300和1大1中4小复合绝缘子作为试品,重点研究了在实际海拔2 100m条件下的双串并联绝缘子人工污闪试验电压的概率分布特性,分析了双串并联与单串悬挂绝缘子污闪特性的差异,研究了边缘间距对双串并联绝缘子污闪特性的影响。结果表明,在高海拔条件下,采用升降法获得的双串并联悬挂的瓷和复合绝缘子污闪电压值均满足正态分布;当盐密在0.03～0.2mg/cm2范围内时,双串并联瓷绝缘子的单片绝缘子污闪电压范围为19.6～5.8kV,低于单串的20.5～6.9kV;当盐密在0.05～0.2mg/cm2范围内时,双串并联复合绝缘子的单位绝缘子高度污闪电压范围为105.6～38.7kV/m,低于单串的109.9～43.1kV/m,;当边缘间距>20cm时,边缘间距值的变化对双串并联绝缘子污闪电压的影响不显著。     

高海拔下特高压直流绝缘子的污闪特性

为了研究高海拔条件下±800kV直流输电线路用绝缘子的污闪特性,对不同类型的大吨位大盘径瓷和玻璃绝缘子,在不同污秽、不同气压条件下进行了系列的人工污秽试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,随着海拔高度的升高,污秽绝缘子的闪络电压会有规律地降低。根据对不同绝缘子在常压以及高海拔条件下耐污闪性能的比较,提出了±800kV直流线路绝缘子选型建议。     

超、特高压直流线路瓷和玻璃绝缘子污闪特性研究

根据直流人工污秽试验,笔者分析和比较了6种型式瓷和玻璃绝缘子污闪特性。试验结果表明:不同型式绝缘子的污秽闪络性能不同,盐密影响特征指数α与绝缘子的结构和材质有关.其值在0.32～0.55间。同样污秽下,玻璃绝缘子的污闪电压梯度高于相同结构的瓷绝缘子,外伞型绝缘子的污闪电压梯度低于钟罩型绝缘子。绝缘子的有效爬电系数与其型式和污秽程度有关,可表示为K=M×(SDD)~m。在试验的五种非标准绝缘子中,玻璃钟罩型绝缘子较好的利用了其爬电距离,而双伞型瓷绝缘子的有效爬电系数最低。     

复合绝缘子伞裙参数对直流污闪电压的影响

为研究伞裙结构对复合绝缘子污闪特性的影响规律,并给超特高压复合绝缘子的选型和设计提供参考,在1970 m实际高海拔条件下,以31种不同伞裙结构参数的复合绝缘子为试品,采用恒压升降法,在雾室中进行了大量的人工污秽试验研究。试验结果表明:复合绝缘子的伞伸出和伞间距的参数不同时,其爬电距离的大小和爬电距离的利用率不同,因此对污闪电压影响较大;随着伞伸出或伞间距的增大,复合绝缘子的直流污闪电压均存在最大值;伞间距的变化对一大一小复合绝缘子的污闪电压影响相对较大,大伞伞伸出的变化对一大两小复合绝缘子的污闪电压影响相对较大。     

高海拔地区玻璃绝缘子的直流污闪特性

为了解决特高压直流输电线路中的外绝缘问题,清华大学深圳研究生院和云南省电力试验研究院合作,通过对两种大吨位玻璃绝缘子在不同盐密、不同灰密、不同染污情况和不同悬挂方式下进行直流污闪特性试验,对其污闪特性作了深入研究。试验表明,玻璃绝缘子和瓷绝缘子直流污闪特性相似;高海拔条件下,由于飘弧现象严重,爬电距离并不能得到有效的利用,故不是影响污闪特性的唯一重要因素;结构高度和绝缘子形状结构在很大程度上可影响飘弧和电弧桥接,因而对污闪特性的影响很大,在一定程度上大于爬电距离对污闪特性的影响;同时分析了非均匀染污情况和不同悬挂方式下的污闪特性及其差异原因。     

复合绝缘子与瓷和玻璃绝缘子直流污闪特性比较

为满足我国特高压直流工程建设的需要，该文通过人工污秽试验，对3种超、特高压直流复合绝缘子短样及4种不同型式瓷和玻璃绝缘子的直流污闪特性进行了比较分析。结果表明：复合绝缘子的污秽影响特征指数a为0.267~ 0.291，小于瓷和玻璃绝缘子；其沿面50%闪络电压梯度和爬电距离有效系数均高于瓷和玻璃绝缘子；复合绝缘子耐污性能优于瓷和玻璃绝缘子，污秽越严重，其耐污性能越明显；绝缘子伞裙结构和型式对其污闪特性有重要影响。     

染污方式对覆冰瓷和玻璃绝缘子直流闪络特性的影响

绝缘子覆冰是一种特殊形式的污秽,一般来说覆冰前绝缘子表面存在污秽才会导致绝缘子在运行电压下发生冰闪。如何模拟和表征污秽对绝缘子冰闪电压的影响是防冰抗冰设计的基础,因此根据多功能人工气候室的试验结果探讨了染污方式,即固体涂层法染污或覆冰水电导率染污对瓷和玻璃绝缘子覆冰直流电压的影响,分析了人工覆冰绝缘子两种染污方式之间的关系。研究结果表明:在对冰闪电压的影响上,两种染污方式存在等价性;染污方式对覆冰绝缘子的放电路径有影响,固体涂层法染污的瓷和玻璃绝缘子冰闪路径沿着绝缘子表面,覆冰水电导率模拟污秽时,放电沿着冰层外表面;覆冰水电导率法试验结果的分散性较小,试验简便且易于控制。因此,建议试验时可采用覆冰水电导率法模拟污秽。     

覆冰程度对瓷和玻璃绝缘子直流覆冰闪络特性的影响

在人工气候室内模拟覆冰气象条件,对2种同吨位的瓷绝缘子XZP-210和玻璃绝缘子LXZP-210进行了覆冰直流闪络实验研究。分析实验结果得出2种绝缘子在不同覆冰程度和不同污秽下覆冰直流闪络特性,即最低冰闪电压值Ufmin随覆冰厚度的增加而呈幂函数下降关系,与覆冰质量m呈负指数函数关系,与电导率γ20呈负幂函数关系;导出旋转监测铜管覆冰厚度d和绝缘子串覆冰质量m两种表征覆冰程度参量的等价性关系式d=De-gW;最后提出了绝缘子串直流最低冰闪电压Ufmin的一般式Ufmin=Eγ2-0md-be-fW。     

瓷和玻璃绝缘子人工污秽交流闪络特性比较

人工污秽绝缘子的闪络电压、污闪电压梯度和有效爬电系数均与其材质和型式有关,国内虽对污闪特性研究较多,但对不同绝缘子的有效爬电系数研究不多。为此在人工雾室中对5种典型结构的瓷和玻璃绝缘子的污闪特性进行了试验研究,根据试验结果分析和计算了5种典型绝缘子的闪络电压、闪络电压梯度、有效爬电系数。结果表明:在人工污秽试验条件下,不同型式绝缘子的污闪电压有较大差异,盐密对不同型式绝缘子的闪络电压的影响程度也有差异;三伞型绝缘子和玻璃绝缘子具有较高的闪络电压;不同绝缘子的有效爬电系数与其结构型式和材质有关,玻璃绝缘子的有效爬电系数高于瓷绝缘子,且玻璃绝缘子的有效爬电系数随污秽程度的增加而增加,而瓷绝缘子的有效爬电系数随污秽程度的增加而减小。     

强降雨条件下试验方式对瓷和玻璃绝缘子串交流闪络特性的影响

伴随着全球变暖和极端恶劣天气增多的影响,强降雨已严重危害电力设备外绝缘的安全运行,而目前对于强降雨条件下试验方法对瓷和玻璃绝缘子串交流雨闪电压的影响还缺乏系统的研究。文中以3片串XP-160瓷绝缘子和LXY4-160玻璃绝缘子为试品,研究了强降雨条件下电气试验方法对绝缘子串交流闪络特性的影响,分析比较了不同试验方法的差异。结果表明,试验方法对绝缘子的交流雨闪电压有影响,不同试验方法得到的试验结果之间存在差异。强降雨条件下绝缘子串在相同雨水电导率的试验条件下,采用均匀升压法获得的平均闪络电压Uave最高、恒压升降法获得的50%闪络电压U50%次之,最大耐受电压法获得的最大耐受电压Umv最低。对于同种类型的绝缘子,不同电气试验方法下得到的交流雨闪电压Uf与雨水电导率γ20均满足负幂指数关系。不同的试验方法获得的试验结果存在内在联系,可以根据试验的具体情况,选择适当的试验方法。     

芯棒涂覆H-PRTV长棒形瓷绝缘子直流污闪特性

外形结构和材料对绝缘子的污秽闪络特性有较大影响。为此,采用恒压升降法,在高海拔地区进行了大吨位长棒形瓷绝缘子的直流人工污秽试验,通过测量泄漏电流和污闪电压,拍摄电弧发展照片,对比研究了芯棒涂覆强疏水型长效防污闪涂料H-PRTV对长棒形瓷绝缘子直流污闪特性的影响。结果表明,芯棒涂覆H-PRTV后,长棒形瓷绝缘子直流污闪电压明显提高,电弧发展过程明显缩短,临闪前大幅值泄漏电流脉冲减少,整个污秽闪络过程有延缓的趋势。     

试验方法对复合绝缘子污秽闪络特性的影响

IEC及中国相关标准推荐了几种绝缘子污秽的试验方法,但不同试验方法对复合绝缘子污闪特性的影响并不明确。以复合绝缘子为例,分别采用恒压升降法、均匀升压法、最大耐受法试验研究了复合绝缘子的交流污秽闪络特性。结果表明:试验方法对污秽影响特征指数a值的影响不明显;在标准偏差取7.0%时,采用均匀升压法得到的50%闪络电压比采用恒压升降法得到的50%耐受电压高0.5个标准偏差,采用最大耐受法得到的最大耐受电压Umw等于采用恒压升降法得到的闪络概率为10%的污闪电压;不同的试验方法得到的试验结果存在内在联系,可以根据试验的具体情况,选择适当试验方法。