1000kV特高压绝缘子运行特性研究方向

介绍了晋东南-南阳-荆门1000kV交流试验示范工程中线路用盘形悬式瓷、玻璃和复合绝缘子的使用情况。分析研究了特高压绝缘子运行的积污、电气、机械和劣化等性能方面的情况,认为:应加强对特高压绝缘子积污特性、绝缘子直径对雨闪特性的影响,串形对绝缘子的机械特性影响,绝缘子运行的可靠性和劣化特性及机械振动特性的研究。建议待建特高压工程支柱绝缘子采用双柱并列式或三角锥式;及时开展盘形悬式瓷绝缘子劣化率、复合绝缘子憎水性和机械特性及钢脚腐蚀检测等工作。为制订1000kV特高压绝缘子相关运行规程和待建特高压工程绝缘子优化选型奠定基础。     

机械振动疲劳条件下装配缺陷盘形悬式瓷绝缘子串元件劣化试验研究

采用自制试验装置,对无装配缺陷的和铁帽、钢脚歪斜、偏心的盘形悬式瓷绝缘子串元件进行振动疲劳试验,以评价装配缺陷对瓷绝缘子劣化及服役可靠性的影响.结果表明,经过振动疲劳试验后,无装配缺陷的瓷绝缘子基本无结构损伤,绝缘电阻>200 GΩ;相反,振动疲劳在存在装配缺陷瓷绝缘子内外水泥胶装层中诱发微裂纹以及胶装层与瓷件界面脱粘,绝缘电阻大幅降低至10 GΩ以下.铁帽、钢脚偏心瓷绝缘子的结构损伤程度较铁帽、钢脚歪斜瓷绝缘子更大,在外胶装层中形成贯穿性的经纬交织的微裂纹,导致其绝缘电阻和机械强度劣化程度更高.装配偏差缺陷对盘形悬式瓷绝缘子的服役可靠性有明显的影响,今后应对瓷绝缘子中铁帽、瓷件及钢脚同轴度进行明确规范.     

一种改进的劣化盘形悬式瓷绝缘子红外热像诊断方法

在对盘形悬式瓷绝缘子的发热机理进行研究分析的基础上,结合绝缘子串的红外热像实验室模拟试验及现场实测,提出了一种改进的基于红外热像原理的劣化绝缘子诊断方法。现场检测结果显示,该方法能够有效提高基于红外热像原理的劣化绝缘子检测的正确率。     

线路绝缘子性能及运行情况分析

比较了线路上盘形悬式瓷绝缘子、玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子的特性。指出,盘形悬式瓷绝缘子具有良好的绝缘、机电性能及耐磨、耐热冲击及抗气候变化等特点,但需进行零值检查,防污性能较差;盘形悬式玻璃绝缘子零值自破,残垂不易掉线,但闪络绝缘子的巡检较困难,而且价格较高;棒形悬式复合绝缘子抗污闪性能好,耐电蚀性优异,质量小,运行维护方便,但没有行之有效的检测技术,易老化,易脆断,憎水性易遭破坏;长棒形悬式瓷绝缘子的金具较少,抗耐电蚀能力强,防电弧,但瓷件本身较重,安装运输不方便,生产技术要求较高,耐压水平低。实际运行表明,棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子耐污性能优良,可提高线路运行的稳定性,宜在线路上广泛使用。     

应用附件系统提高玻璃、瓷绝缘子的污秽闪络电压

分析了玻璃、瓷绝缘子在污秽闪络方面存在的一些问题,提出了应用附件系统提高玻璃、瓷绝缘子的污秽闪络电压的解决方法,针对这种类型的绝缘子进行污秽闪络电压的试验,试验结果表明,在没有改变绝缘子原有结构的情况下,应用附件系统可提高他们污秽闪络电压。     

劣化绝缘子检测方法的对比分析

分析了2006年年初郑州供电区域220kV线路零值自爆掉串导致导线落地事故,结合实际测量的数据和试验室数据,讨论了近年来高压输电线路上悬式绝缘子串检测零值绝缘子的各种方法:短路叉法、火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法、绝缘电阻法、激光多谱勒振动法、电压分布法、紫外成像法和智能绝缘子检测仪法,并比较了各种方法的优缺点。认为,检测劣化绝缘子必须严格按照规程规定的应在绝缘子表面干燥时测量绝缘电阻,建议对重要线路或变电站进行改造时,应将盘形悬式和玻璃绝缘子更换为复合绝缘子。     

一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障分析

分析了一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障的原因。对故障杆塔及其相邻塔绝缘子进行实验室检测,开展了电气、机械、材料、污秽成分等多项试验,分析认为事故的主要原因是重金属粉尘环境中复合绝缘子表面受潮时易产生局部放电,绝缘子耐电弧能力不足导致硅橡胶材料加速老化,运行不到两年即出现伞裙烧蚀穿洞、护套大面积蚀损等问题,防污闪性能丧失,在雨水天气下发生闪络。针对此次复合绝缘子闪络故障原因,提出如下建议:加强对重金属粉尘污染源地区挂网复合绝缘子的巡视力度;对于重金属粉尘污染源地区建议慎用复合绝缘子,可采用玻璃或瓷绝缘子并喷涂RTV涂料、增大绝缘配置;增加重金属粉尘污染源地区运行线路污秽监测布点数量。     

户内绝缘子污秽闪络分析及改善建议

绝缘子污秽闪络会严重威胁电网的安全运行。针对市区内大量老旧变电站,因负荷重要、接线复杂、改造困难、支柱绝缘子爬电比距难调整、目前无法退出运行等原因,介绍了绝缘子污闪形成的原因、必要条件及机理,结合220kV武威站户内35kV正Ⅱ母6号电容器因事故引发跳闸案例分析,得出污闪跳闸的主要原因是站内空气湿度陡然增加,致使绝缘子表面在工作电压的作用下产生泄漏电流,最终酿成跳闸事故。依据变电站环境气候的不同,从运维方面入手,对支柱绝缘子防污闪工作,提出了在湿润和干燥环境下改善绝缘子闪络的措施与建议。     

延缓悬式绝缘子短期劣化的措施

从产品结构和生产工艺等方面分析了XP-70悬式绝缘子短期劣化的原因,提出了克服短期劣化的措施,并强调指出,最有效的方法之一是采用高强度配方.     

不同雾霾环境下瓷绝缘子交流闪络特性

雾霾引起的闪络事故波及面较广,停电时间长,严重威胁了电网的安全运行和经济社会生活的正常秩序。以普通瓷绝缘子为对象,通过改变雾霾浓度、雾水电导率以及雾霾成分,试验研究了绝缘子在不同雾霾环境下的闪络特性,并且分析了泄漏电流的变化。研究发现,雾霾浓度对绝缘子闪络特性有影响,且随着雾霾罐中雾霾的浓度越来越大,绝缘子的闪络电压下降,泄漏电流升高;雾水电导率对绝缘子雾霾环境下闪络特性有影响,且随着通雾雾霾的雾水电导率的增大,绝缘子的闪络电压有降低趋势,但是变化幅度较小;(NH4)2SO_4颗粒对应的绝缘子闪络电压比Ca SO_4要小。研究结果可为输配电外绝缘设计以及防污闪措施的选择提供一定参考。     

一种输电线路绝缘子闪络报警定位系统

运行中的输电线路绝缘子长期处于恶劣的自然环境中,极易在表面污秽、覆冰、雷电等因素作用下发生闪络现象。频繁发生的闪络事故不利于输电线路稳定运行,造成国民经济极大损失。本文针对输电线路绝缘子闪络现象,分析了闪络产生的危害;提出以Rogowski线圈为基础的闪络放电电流非接触式测量传感器设计方案。介绍了基于STM32F系列,内核为32位ARM的微控制器为核心的输电线路绝缘子闪络预警系统控制电路的硬件设计方案及软件流程,给出了模块硬件连接网络图与软件流程图。该系统的实施可准确定位闪络绝缘子、及时报警,为寻线检修提供有利条件,为输电线路安全运行提供可靠保障。     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

绝缘子污秽闪络的研究现状及思索

绝缘子污秽闪络严重威胁着高压电网的可靠性。论述了人工污秽试验、污闪机理、污闪特征检测以及污闪模型建立等方面的研究现状,认为人工试验主要存在指标和污闪间的关系、电源配置及污秽模拟和运行现场的差异等问题。从工程的角度概括对比了可以有效用于污闪检测和风险预测的几种方法:距离判别法、模糊分类法、极值风险预测法及聚类分析法。指出解决污闪问题的关键是建立科学有效的污闪预测机制,基于模糊理论的信息融合法在污闪检测和风险预测上值得深入研究,而污闪模型研究就工程来讲,意义不大,并提出了未来防污闪工作的建议。     

降低输电线路外绝缘故障的措施

目前设计线路外绝缘配置,未对爬电比距有效系数进行修正和按最大系统电压值计算。新建或调爬后的线路外绝缘,仅能耐受一般性有雾天气,对于浓雾特别是伴有湿沉降的天气,则会发生局部点、区段甚至大面积污闪的事故。提出了按复合绝缘子的结构高度合理选择大盘径绝缘子配置外绝缘,减小大气过电压空气间隙的击穿电压与绝缘子串的闪络电压之比值的方法,即配合比从0.85减小到0.7。结果表明,采取以上方法,可提高线路的耐雷水平、有效泄漏比距和1min湿耐受值;节约线路走廊资源;大幅度降低了运行维护成本及检修人员的工作量;降低了雷击跳闸的几率。     

经济解决瓷绝缘子污秽问题的新途径

介绍了一项重要成果 :寻找出一种新的科学解决方法 ,使高压绝缘子既能承受高的机械和电气负荷而制造成本低。用专门的有机化合物针对性地涂敷高压绝缘子表面 ,使表面获得疏水性。这样就大大改善了 (特别在污秽下的 )电特性。疏水性防止了诱发闪络的泄漏电流。如果在运行条件下能避免泄漏电流 ,则绝缘子将不出现闪络或结构件老化。对瓷绝缘子微观结构或表面特性不断深入的研究 ,从而可能开辟新的使用领域或得到更为经济的结构 ,最终有助于企业保持或提高它在市场中的地位。     

棒形悬式瓷绝缘子的研制

从棒形悬式瓷绝缘子的定义、结构、材料、设计、制造、试验和使用情况分析了棒形悬式瓷绝缘子的性能。结果表明,棒形悬式瓷绝缘子重量轻,抗老化性能好,耐污性能较好,拉伸强度高,不可击穿,使用维护简便。最后指出如何进一步提高棒形悬式瓷绝缘子的耐污性能,使其达到或超过目前复合绝缘子的耐污水平是摆在各制造厂家面前的一大课题。     

硅橡胶防污增爬裙防污性能试验研究

硅橡胶防污闪新技术是变电站防污改造行之有效的办法。变电站的防污闪工作,调爬受到限制,除了清扫、采用有机绝缘材料外,还可以采取加增爬裙(防污伞裙)。介绍了硅橡胶防污增爬裙的增加爬距、憎水性及憎水迁移性、自洁性、弧道曲折及阻弧效应等防污机理和试验研究情况。分析认为35kV级的绝缘子加装一片增爬裙对于污闪电压的提高效果最明显,加装两片与加装一片相差不多,有时还会下降。加装一片增爬裙时,安装部位以在绝缘子中部为宜;加装两片时,以安装在绝缘子上端或中部较为理想。     

绝缘配置优化的研究

采用通常的塔头绝缘配置设计,线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10:1～12:1,造成输电线路的故障率占全部输变电设备故障的80%左右;同时也限制了环境污染严重情况下需要增加外绝缘配置而加大绝缘子串长的可能。按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比约为0.7的设计原则进行塔头绝缘配置,并推荐采用"V"形串替代"I"形串方式构成紧凑型线路。结果表明,既节约了线路走廊资源,又提高了输电线路的绝缘水平,可大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故;将外绝缘耐污等级提高到3.5cm/kV以上;可基本免除绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行维护成本。     

超声法在支柱瓷绝缘子探伤中的应用

支柱瓷绝缘子存在的缺陷严重威胁电网的安全运行。介绍了采用超声法对支柱绝缘子进行探伤的基本原理,探伤方法主要有纵波斜角超声波检测和爬波超声波检测两种,纵波斜角超声波检测速度较慢,但可检测瓷件的中心部位;爬波超声波检测速度较快,探测表面下1～15mm的裂纹非常敏感。列举了采用爬波方法在现场检测的实例,建议:在停电时间允许的情况下,应结合爬波和纵波两种方法对支柱绝缘子内部的缺陷进行全面检测。检测时,根据瓷瓶的大小,选择合适尺寸的探头。同时还应根据被检瓷件的材料(高强瓷或普通瓷),选择同类别的试块和探头。