输电线路外绝缘复合化的实践

针对玻璃和瓷绝缘子防污能力较差的问题,强调输电线路外绝缘复合化的必要性和可行性,提出采用复合绝缘子和在玻璃（瓷）绝缘子表面喷涂硫化硅橡胶（RTV）-超长效硫化硅橡胶（PRTV）防污闪涂料的方法对输电线路外绝缘进行改造,并进行经济性分析。实践证明,输电线路外绝缘复合化在防污能力、经济性能、技术可行性、日常维护等方面具有良好的应用效果。     

特高压直流输电线路外绝缘设计和绝缘子选型

污秽外绝缘问题是我国直流特高压输电工程建设中最关键的技术问题之一。瓷和玻璃绝缘子已经不能满足我国特高压直流输电工程外绝缘的要求,复合绝缘子是解决该问题的必然选择。目前国内外虽然对复合绝缘子的直流污闪特性进行大量的研究,但对其人工污秽试验方法及输电线路绝缘子选型等外绝缘设计的一系列基础问题尚没有解决。为此提出了特高压直流输电线路外绝缘设计和复合绝缘子选型需要开展的研究,并对比了3种不同材料绝缘子的直流污闪特性,最后详细的论述了复合绝缘子伞裙结构的优化设计。     

硅橡胶复合绝缘子运行寿命的试验研究

为评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全寿命,提高供电可靠性,从上海电网中实际运行的线路上,选取运行年限>10a的110kV硅橡胶复合绝缘子作为试验研究样品绝缘子,通过对其表面特性及工频和冲击电压的试验研究,并辅助硅橡胶材料的微观试验,分析和探讨硅橡胶复合绝缘子运行寿命特性、电气和机械性能的综合因子老化规律,评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全运行状态。研究结果表明:在硅橡胶材料表面特性正常的情况下,其工频和冲击电压试验的干、湿闪电压较接近并与外绝缘结构有关;当硅橡胶材料表面特性老化时,其干、湿闪络电压出现差值,表现出与材料表面特性有关。     

湿热气候下的电站复合绝缘子长期运行性能分析

0 引言 近几十年,有机材料复合绝缘子由于具备质量轻、不易破碎、便于运输安装、运行维护方便、防污闪能力强等优点,正逐渐被广泛应用于电力系统中.其中特别是采用硅橡胶作为复合绝缘子伞裙护套的材料,其优异的憎水性和憎水迁移性,使得复合绝缘子具有优异的耐污闪性能.目前,硅橡胶复合绝缘子已经广泛应用于我国交直流输变电系统中,大大提高了我国电力系统的外绝缘水平.     

复合绝缘子外绝缘材质憎水迁移性能

较为详细地分析了出外绝缘中各种填充剂对硅橡胶本身特有几种憎水迁移性能的影响程度,同时指出产品长期运行过程中,外绝缘中微酸的填充剂和外绝缘表现面沉积污秽物中偏酸无机化合物的诱导作用,促使硅橡胶硅氧烷分子发生异裂反应生成不分子,这也是和复合绝缘子外绝缘憎水迁移性能不可忽视的组成部分。     

复合绝缘子外绝缘特性

从理论与实践上分析了复合绝缘子的结构、特性，论述了复合绝缘子外绝缘中硅橡胶本身特有几种憎水迁移性能。     

输电线路外绝缘复合化的实践

为解决玻璃和瓷绝缘子防污能力较差的问题，从防污能力、经济性能、技术的可行性、日常维护等综合分析，进行了输电线路外绝缘复合化的实践，即采用复合绝缘子和玻璃（瓷）绝缘子表面喷涂RTV／PRTV涂料对输电线路的外绝缘进行改造，取得了良好的应用效果。     

学术活动

１９９９年６月下旬中国电器工业协会绝缘材料分会在北京市召开了会员大会,大会除完成其他议事日程外,还邀请清华大学梁曦东教授到会作了“硅橡胶与电力系统外绝缘”专题技术报告。梁教授的专题报告分六个部分：１．从电瓷外绝缘到有机外绝缘;２．国内外硅橡胶有机外绝缘发展简述;３．硅橡胶材料的基本特性;４．硅橡胶合成绝缘子的污秽性能与耐老化性能;５．采用合成绝缘子的技术经济分析;６．有机外绝缘发展展望。梁教授指出：电瓷（或玻璃）绝缘子使用已有上百年的历史,其优点不言而喻,但也有其缺点,如闪络、面闪络、机械故障、…     

架空输电线路外绝缘配置方式及发展方向

回顾架空输电线路外绝缘配置的发展过程,从污闪、风偏、雷击、鸟害、不明原因闪络、绝缘子老化等角度全面分析、比较现有线路外绝缘配置方式及产品。提出在防污闪涂料综合性能全面提高的前提下,发展由传统绝缘子(无机材质)与高质量防污闪涂料(有机材质)相结合的复合化玻璃(瓷)绝缘子产品,并实现工厂化、规模化生产,以有效提高线路外绝缘配置的综合质量,为特高压线路配置提供更合理的选择。     

世界首批直流复合支柱绝缘子挂网试运行

今年2月23日，世界首批直流复合支柱绝缘子在广州换流站投入试运行。由于生产工艺的限制，特高压直流电瓷支柱绝缘子我国尚无法生产，将硅橡胶应用在支柱绝缘子制造上是直流输电领域的又一技术创新，预示着困扰超高压、特高压输变电技术发展的外绝缘问题将得到根本的解决。     

谐波电场法带电检测直流绝缘子

挂网运行的直流绝缘子数量越来越多,其检测问题日益突出。分析认为,合成绝缘子内导通性故障及零值瓷绝缘子是最难发现、最危险的故障。文中研究了这类故障直流绝缘子的带电检测问题,提出利用直流绝缘子串周围谐波电场带电检测直流绝缘子的新方法,即谐波电场法,并进行了可行性试验与灵敏度分析。现场与实验室可行性试验表明,谐波电场法能够对直流绝缘子进行在线检测。理论分析表明,该方法灵敏度较高,能有效地给出低于一定阻值的零值瓷绝缘子和合成绝缘子内绝缘导通性故障信息。谐波电场法的提出为直流绝缘子带电检测提供了有力手段。     

内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响研究

随着复合绝缘子在高压线路中的广泛使用,其绝缘击穿事故也越来越多,其中内部炭化是引起绝缘击穿的重要原因之一。为了了解内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响,建立了以复合绝缘子为研究对象的静电场有限元模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析法实现了对复合绝缘子电位与电场分布的精确计算,计算结果表明在两端金具与棒芯接触处场强最大。同时,对炭化后复合绝缘子的电压分布的分析计算表明,绝缘子的炭化区域基本丧失绝缘性能,并将加速未炭化部分的老化;高压端前数片绝缘子的电压比正常值高出27．09％,有绝缘击穿的可能;炭化区域绝缘子电压出现畸变,局部放电的可能性大大增加。     

Interfacial phenomena in composite high voltage insulation

This paper deals with two different types of composite insulating materials for HV outdoor insulation technology. For outdoor applications fiberglass reinforced polymer (FRP) is used mainly in transmission line insulators (composite long rods), and as power apparatus housings (composite hollow core insulators). During the last decade mineral filled polymer (MFP) was found to be very suitable for outdoor insulation in the medium and HV ranges. To meet the outdoor demands, long-term stability and durability against environmental stresses are necessary. Composite insulation consists of more than one dielectric component, and linking at least two different kinds of materials leads to interface problems. These regions always appear as weak material structures that can be attacked by various aging mechanisms. The long-term performance and aging resistance are determined by the interface quality. One can distinguish four principal kinds of interface: microscopic, e.g. those between fillers and matrix components; macroscopic, e.g. those between glass fiber rod and polymeric shielding material; internal, in the insulation bulk; and external, solid surface against a liquid or gaseous phase. Today the use of composite insulating materials in HV technology is state of the art. They offer a wide range of superior properties for indoor as well as for outdoor applications. Further improvements should focus on the hydrophobicity and on the long term resistance of the external interface and the stability of the internal interface     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

高压输电线路复合绝缘子发热机理的研究

为了检测复合绝缘子的绝缘缺陷,有效防范复合绝缘子的贯穿性击穿事故和脆断事故的发生,在分析复合绝缘子发热机理的基础上,通过在实验室拍摄有模拟缺陷和来自现场的有真实缺陷的复合绝缘子的热像图,研究了复合绝缘子内部局部放电、渗入缺陷的水分的介质损耗、护套严重老化绝缘电阻下降的电阻损耗等引起的发热现象及其规律。研究表明,这3种发热现象具有代表性,输电线路中复合绝缘子的发热机理以第3种为主。     

涂覆RTV的电瓷支柱绝缘子在±800kV特高压换流站的应用研究

采用电瓷作为外绝缘,特高压换流站±800kV户外直流设备爬电比距一般需要54～66mm/kV,同时考虑绝缘子伞间距的要求,此时绝缘子高度将达到约15000mm以上。研究表明,应用15000mm高的电瓷支柱绝缘子需要采用多支并联的复杂结构,从产品设计和工程设计来看其技术方案均极不合理。因此,外绝缘采用合成材料是±800kV户外直流开关场设备的必然选择。文章针对±800kV户外直流开关场对支柱绝缘子外绝缘和机械性能的要求,研究分析了采用表面涂覆RTV电瓷支柱绝缘子的可行性及设计方案。     

运行中110 kV复合绝缘子电气性能变化分析

复合绝缘子具有优异的耐污闪性能使其在电力系统得以广泛应用,但其使用寿命、老化等仍是各国应用复合绝缘子十分关心的问题。文章以某电网运行中的110 kV线路复合绝缘子为例,对其运行不同年份下的电气性能、积污规律等进行对比分析和研究,结果表明：随着运行时间的增加,复合绝缘子的电气特性将逐渐变差;运行中的复合绝缘子表面的盐密与灰密的堆积速度不同;自然污秽的复合绝缘子污闪电压比人工污秽的污闪电压高;运行4~8 a后的复合绝缘 子仍具有较强的耐污性能和憎水性。     

特高压户内直流场设计研究

在I、II 级污秽等级的站址环境下, 瓷质外绝缘单个支柱绝缘子、套管以及其他瓷质类设备难以满足户外要求; 研发阶段的合成外绝缘设备由于其机械强度以及伞裙外形生产受限, 仅能适应I 级污区, 但合成穿墙套管能适应II 级污区的户外要求。直流滤波器高压电容器塔和干式平波电抗器的外绝缘是通过外部多个并联支柱绝缘子或悬吊绝缘子来实现, 可适应户外要求。户内直流场推荐直流滤波器高压电容器塔、干式平波电抗器和其他800 kV 的极线设备均布置在户内。