带电清洗剂对绝缘子用硅橡胶的溶胀效应及其影响研究

复合支柱绝缘绝缘子由于具有优异的防污性能,在直流换流站得到了广泛应用,但其在空间电荷和静电效应下积污严重而存在大面积污闪风险。为了评估复合支柱绝缘子带电绝缘清洗的可行性,对硅橡胶在新型绝缘清洗下的溶胀特性及其对硅橡胶的电气性能、力学性能以及憎水性的影响开展了试验分析。研究结果表明:硅橡胶溶胀随着溶胀时间的增加溶胀指数和直径增长率持续增大,浸泡时间20 min时圆形硅橡胶试样的直径增长率为4.7%、溶胀指数为6.8%。硅橡胶的复介电常数、复电容、介质损耗因素随着频率、溶胀指数增大而减小;在10-2~103Hz频域范围内硅橡胶溶胀不会造成介电性能下降。硅橡胶溶胀对憎水性和憎水迁移性无明显影响,干燥洁净硅橡胶溶胀前后接触角θ平均值在92°~98°范围内浮动,人工积污并经过憎水迁移后θ平均值在119°~128°范围内浮动。硅橡胶在发生溶胀后其力学性能小幅度下降,溶胀20 min的其断裂拉伸强度下降2%。试验结果表明硅橡胶在清洗剂中溶胀度受浸润时间影响较大,溶胀效应对憎水性、电气和力学性能影响较小,可通过采用易挥发配方或强对流措施控制清洗剂残留对硅橡胶的影响。     

长串复合绝缘子憎水性检测仪带电操作机构设计

为使超、特高压绝缘子憎水性带电检测工作更高效便捷,具有可操作性,通过分析此项工作的特点和面临的实际问题,设计了一种带电检测作业操作机构。该机构包括调整检测设备与伞裙夹角的角度调节结构,组合接续式操作延长杆和操作杆终端附件。整体机构可适应I型串和V型串检测作业,拆卸后方便登塔携带,终端附件提高了操作便利性和安全性。     

复合绝缘子带电检测技术研究及应用现状

随着复合绝缘子在电力系统中的广泛应用,其引发的事故逐渐增加,通过带电检测技术实时检测绝缘子状态显得极为重要。总结了复合绝缘子憎水性和局部缺陷的带电检测技术,包括憎水性指示函数法、红外法等方法,对各种技术的检测原理、适用范围及优缺点进行了对比分析,在此基础上,介绍了复合绝缘子带电检测前沿技术。结果表明,憎水指示函数法在特征量的选择和提取等方面尚需进一步研究;电场法适用于高电压等级绝缘子状态检测;光纤传感器法能发现芯棒局部缺陷;激光诱导荧光法适用面广、检测距离远,值得进行深入研究并应用于工程实际。     

复合绝缘子憎水性丧失的研究

根据复合绝缘子的主要成分、生产用的原材料,从运行中电气和环境应力影响及制造原因分析复合绝缘子在挂网运行过程中憎水性下降和憎水性迁移性丧失的原因,通过大量的抽检数据,探讨复合绝缘子憎水性丧失的防范措施。     

基于带电检测的复合绝缘子憎水性评价

研究了复合绝缘子憎水性带电检测技术及其应用。基于喷水分级法和数字图像处理技术,提出一种改进形状因子法的憎水性等级判断方法,研制了由电动式自动喷水装置、微型数码摄像机和憎水性分析软件等组成的憎水性带电检测装置。利用所设计的装置在北方重污秽地区进行长达一年半的现场试验,发现了运行复合绝缘子憎水性的季节变化特性,并通过户外模拟试验验证了现场试验所发现规律的普遍性,从而提出了基于冬季憎水性下降特性测量和夏季憎水性恢复特性测量的运行复合绝缘子憎水性动态检测诊断新方法。应用扫描电镜技术和红外光谱分析技术,研究了运行复合绝缘子憎水性下降的原因,指出污秽在不同季节对复合绝缘子憎水性下降所造成的重要影响。最后,综合上述研究,探讨了基于憎水性带电检测的复合绝缘子运行维护方法。     

沿海运行条件下支柱式复合绝缘子憎水性能研究

复合绝缘子在沿海地区工况下的老化失效问题一直给沿海地区电网安全、稳定运行带来重大隐患,也是复合绝缘子运维、检修管理中的重点和难点.本文对不同运行年限的变电站用支柱式复合绝缘子展开研究,分析了其憎水性能与运行年限之间的关系.结果表明:变电站用支柱式复合绝缘子的憎水性与高压环境、绝缘子表面朝向等因素密切相关,当绝缘子运行时间达到7年时,其憎水性能急剧下降.     

750kV带电更换直线复合绝缘子串技术改进

开展好750 kV带电检修工作,将为减少750 kV输电线路计划停电及非计划性停电提供非常有力的支持.当前750 kV线路带电更换直线复合绝缘子串技术完全满足750 kV带电作业安全性条件要求,但其作业工器具及作业流程有待改进,通过对操作工具及作业方法进行行之有效的技术改进,降低了操作人员的劳动强度,达到了提高工作效率,简化工作流程,减少高空作业时间,降低作业安全风险的目的.     

带电清洗剂对绝缘子工频闪络电压的影响

相对于清洗剂用于电子通信行业低压电子设备及器件,带电清洗剂用于高压绝缘子清洗,对其性能提出了更高的要求。目前,带电清洗剂已经应用于电力系统输电线路绝缘子串污秽清洗,但其对绝缘子闪络电压的影响还没有开展系统研究,这为高效安全开展高压绝缘子带电清洗剂清洗带来了隐患,为此开展了带电清洗剂对绝缘子工频闪络电压影响的试验研究。试验测试了不同污秽度等级下,喷洒4种典型带电清洗剂XP-70绝缘子的闪络电压,研究发现,喷洒4种清洗剂后,绝缘子清洁状态下的闪络电压影响不明显,闪络电压大多在80 kV左右,变化幅度较小。在清洗剂挥发后,其闪络电压与干闪络电压相近。不同污秽状态下XP-70绝缘子的闪络电压的波动略大于洁净状态下的闪络电压波动,但均在80 kV左右。试验表明,带电清洗剂对不同污秽度下绝缘子的闪络电压几乎无影响。文中的研究工作对于保证带电清洗剂清洗安全具有重要的指导意义。     

分离水珠对支柱绝缘子电场分布的影响

憎水性时表面的分离水珠对电场有畸变作用,容易导致局部放电。为此,基于有限元法建立了110kV瓷支柱绝缘子的真实模型和模拟的复合支柱绝缘子模型,基于准静态拟谐性场分析了分离水珠存在时表面电场/电位的分布情况并与不存在水珠的情况进行了比较,获得了容易发生局部放电的区域和水珠畸变场强的影响范围。同时分析了接触角、水珠间距、电导率对电场的影响,结果表明:水珠的存在畸变了其附近的电场,但对电场的整体分布和电位影响很小;上下金具附近、伞裙上表面与柱体相交处是电场集中区域;电场仅在大伞裙外侧以内小范围内发生畸变;复合支柱绝缘子沿面电场略小于同样形状的瓷支柱绝缘子;随着水珠接触角的增加/间距的减少电场畸变更严重;实际情况中水的电导率对场强几乎没有影响。     

500kV带电更换复合绝缘子作业方法的改进

分析500kV输电线路更换复合绝缘子的工器具和作业方法,找出不能完全进行500kV输电线路带电更换复合绝缘子的原因,并针对存在的问题提出改进措施。     

特高压直流平波电抗器的复合支柱绝缘子抗震特性

传统瓷支柱绝缘子正显现出越来越多的不足,特别是抗震性能不足的问题更为突出。±800 kV平波电抗器本体质量45 t,支撑高度12 m,传统瓷支柱绝缘子已经难以满足抗震要求。复合支柱绝缘子作为一类新型支柱绝缘子,具有很大的发展潜力,其能否用于支撑±800 kV平波电抗器的关键在于其抗震特性能否满足要求。复合支柱绝缘子芯棒各向异性材料特性的处理、电抗器支撑结构的建模方法以及抗震计算的研究方法是整个研究的关键。为此采用复合材料的计算方法求得了复合支柱绝缘子芯棒的各项参数,利用ANSYS软件建立了一个以3D梁单元为主的电抗器支撑结构模型,最后通过反应谱法求得了复合支柱绝缘子的抗震响应。计算结果表明复合支柱绝缘子的安全系数〉20,完全能够满足抗震要求,从而论证了复合支柱绝缘子应用于特高压直流线路的可行性。     

降雨对绝缘子表面污秽的清洗作用

自主搭建人工降雨试验平台,动态模拟不同降雨工况环境;采用自然积污绝缘子,研究降雨对不同材料、伞型、安装方式和带电类型绝缘子表面污秽的清洗作用。试验结果表明:高强度的降雨可以产生更有效的清洗;瓷和玻璃绝缘子的降雨清洗特性相近;开放伞型的绝缘子清洗效果显著优于带下棱伞型的绝缘子;耐张串绝缘子降雨清洗更充分,受伞型影响较小;直流积污的绝缘子雨水冲刷作用弱于交流积污的绝缘子。同时指出,绝缘子表面可溶盐随降雨清洗时间的流失规律符合Box Lucas指数函数模型。相关研究结论可为外绝缘设备污秽状态预测和污秽清扫提供理论指导。     

高海拔地区复合支柱绝缘子的污雨闪特性

为向国内高海拔地区特高压直流换流站外绝缘的设计提供参考,在1970m实际高海拔条件下,以不同伞裙结构的5种复合支柱绝缘子和2种瓷支柱绝缘子为试品(染污采用固体污层法),采用恒压升降法,系统研究了伞裙结构和淋雨情况(淋雨量和雨水电导率)对复合支柱绝缘子污雨闪电压的影响。试验结果表明:伞间距对伞裙间污水柱的桥接现象影响较大,使得污雨闪电压差别较大;伞伸出增大会加大爬电距离,污雨闪电压升高;淋雨量、雨水电导率大小对支柱绝缘子的污雨闪电压影响也较大,且均符合幂函数关系。     

对复合绝缘子电场分布的改善

新疆电网复合绝缘子挂网已有十几年,但每年都有污闪事故出现,其中主要原因是部分地区污染太重或气候太恶劣造成绝缘子表面在一定条件下达到了闪络电压,而绝缘子电压分布不均是闪络的直接原因。在这样的情况下,文章提出在这些重污闪地区采用增加均压环来降低绝缘子对塔杆和导线的电容,进而达到改善电场分布的目的。并通过一定的实验数据说明了均压环的屏蔽深度、外径等参数对改善电场分布都有重要影响。     

GFRP复合横担空心支柱绝缘子轴压失稳试验研究

开展了4组12根玻璃纤维增强复合材料（GRFP）复合横担支柱绝缘子轴心受压稳定性试验,分析了其破坏过程、破坏特征、管件变形、极限承载力及破坏形式,与欧拉公式、Perry-Robertson公式计算结果进行了对比分析,根据试验结果采用最小二乘法推导了GRFP圆管构件的极限承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

脱模剂对复合绝缘子产品质量的影响分析

环氧树脂玻璃纤维引拔棒的传统制造工艺中离不开脱模剂,而脱模剂的作用除有助于芯棒生产顺利脱模成型外,由于脱模剂的种类、配方以及引拔棒形状和生产工艺的不同,对引拔棒的电气性能、机械强度也有不同程度的影响,从而给复合绝缘子产品质量带来负面作用。无脱模剂引拔棒生产工艺克服了以上缺陷,使得绝缘子的质量更稳定,更适用于特高压线路。     

复合绝缘子表面雾滴对其闪络路径的影响

自制雾霾模拟试验箱对复合绝缘子进行人工喷雾试验,模拟复合绝缘子在不同积污阶段受污情况,用升压法对其加压测其闪络电压,观察其闪络路径。根据所得试验结果又进一步设计了破坏憎水性试验和喷纯水试验。研究表明绝缘子伞叶上下表面均积污时,所喷雾水盐度越低其闪络电压值越高且发生空间击穿的概率也越高,盐度高时则相反。而仅伞叶上表面积污时,均发生空间击穿。然后用有限元分析软件对上述几种污染情况进行电场仿真,提出目前所谓的"不明闪络"也可能是水滴场致发射的作用所造成的。     

基于有限元法的染污直流支柱复合绝缘子伞裙参数优化

直流支柱绝缘子污闪问题比交流支柱绝缘子要严重,通过伞裙优化能够明显改善其污闪特性。该文借鉴人工污秽试验研究伞裙优化的成果,利用有限元法对染污直流支柱绝缘子建模,研究伞间距、大伞伸出和大小伞伸出差对绝缘子沿面电场分布的影响。提出以爬电距离和电场强度作为伞裙参数优化的判断依据,研究表明,电场强度分布随着伞裙参数的变化呈有规律变化：随着伞间距的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐减小;随着大伞伸出的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐增大;随大小伞伸出差增加,爬电系数单调减小,沿面平均电场强度呈振荡减小的趋势。通过比较分析得出支柱绝缘子伞裙较优的参数范围,为进行伞裙优化试验研究提出试品伞裙的建议参数。