绝缘子污层受潮过程中湿度和温差的作用

染污绝缘子的污闪电压与其表面污层的受潮程度有关,而湿度和温差均对污层受潮过程有显著影响。为此,采用固体涂层法中的定量涂刷法对XP-70型普通悬式电瓷绝缘子试品进行染污,在温湿度可控制的小雾室中进行了湿度试验和温差试验,研究了在运行电压的作用下相对湿度以及温差在绝缘子试品约1h的污层受潮过程中所起到的作用。研究结果表明,单靠湿度作用且相对湿度未达100%时,污层受潮是一个很缓慢的过程,约1h的受潮时间不能使污层充分受潮,导致人工污秽中的可溶性盐(氯化钠NaCl)不能充分溶解,湿度对污层表面电导率的贡献受到限制;相对湿度达到100%时能够使污层很快充分受潮。研究结果还表明,温差在短时间污层受潮过程中的作用很明显;绝缘子初始温度与雾室露点温度之间的差值会直接影响绝缘子表面泄漏电流的强弱;温差仅在污层受潮的初始阶段起着主导作用,随着温差的消失,湿度成为导致污层受潮的主导因素;温差起主导作用所能维持的时间与试品的比热容及散热面积有关,比热容越小,且散热面积越大,则温差起作用的时间越短。     

湿度可控的绝缘子泄漏电流智能测控系统研制

为了防止污闪事故的发生,需要对线路外绝缘污秽状态和污闪风险进行评估。泄漏电流法由于其在线实时性越来越受人们关注。泄漏电流主要受绝缘子染污程度和受潮程度的影响。目前研究大多集中在饱和受潮下的泄漏电流特性,而对于非饱和受潮的研究较少。为了对绝缘子泄漏电流和湿度关系进行研究,研制了一套湿度可控的绝缘子污秽试验的智能测控系统。该系统能精确测量试验过程中绝缘子上的电压、电流及温湿度;对实现泄漏电流在0.1mA～2A内精度为2%的测量;采用模糊控制调节湿度,实现相对湿度在80%～99%内精度为2%的调控。同时对不同污秽的绝缘子在不同湿度下的受潮进行了研究分析,给出了加湿的参考时长为40min。     

不溶物吸湿性对绝缘子泄漏电流的影响

污层受潮是污秽外绝缘放电的先决条件,受潮程度由大气环境与污层吸湿性共同作用。为此分析了可溶物与不可溶物的吸湿过程,以磷酸铝作为强吸湿性不溶物,加入到人工污秽成分中。在恒湿环境下开展污秽绝缘子放电试验,研究不溶物吸湿性对绝缘子泄漏电流的影响,主要分析泄漏电流波形、最大幅值、基波幅值、3次谐波幅值以及基波电流电压相位差。结果表明:不溶物吸湿性会影响绝缘子泄漏电流,影响程度由大气湿度与强吸湿性污秽含量决定;污秽中磷酸铝质量分数达到20%、相对湿度≥70%时,磷酸铝污秽绝缘子的泄漏电流特征量明显异于常规污秽绝缘子;基波电流电压相位差对污层吸湿性的反应最为灵敏。强吸湿性不溶物在一定湿度下将吸收更多的水分,促进污层电解质的溶解,使泄漏电流增加,从而降低放电的大气湿度。     

污秽绝缘子泄漏电流特性研究

为提高泄漏电流评估绝缘子污秽度的可靠性,综述了污秽绝缘子泄漏电流特性问题20余年的研究成果,其内容包括临闪前泄漏电流和污闪电压的关系;在运行电压下及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流和放电现象间的关系;泄漏电流和等值附盐密度(ESDD)、绝缘子形状、片数、污秽状况以及污闪电压的关系;以及在绝缘子表面污层未达到饱和受潮条件时泄漏电流和雾浓度、相对湿度、ESDD间关系的研究。基于泄漏电流与其他污秽度参数之间关系的研究开发出在实验室及变电站测量多参量泄漏电流的仪器,并在现场测量了大量泄漏电流及气象条件的数据。根据研究成果提出了利用运行电压下的泄漏电流最大值进行污闪预警的方法。     

绝缘子饱和受潮条件下泄漏电流预测方法

为通过测量绝缘子表面泄漏电流实现污秽程度的在线监测与预警,对影响绝缘子饱和受潮条件下泄漏电流的因素进行了研究。提出了一种在大空间试验室中控制环境湿度的方法,通过人工污秽试验研究了在不同湿度条件下充分受潮后的绝缘子表面污层泄漏电流,分析了等值盐密、环境湿度对泄漏电流变化趋势的影响,并探讨了绝缘子在不同湿度条件下的泄漏电流之间的关系。研究结果表明泄漏电流与绝缘子受潮过程密切相关,无温差条件下可近似认为低湿度条件下测得的泄漏电流与饱和受潮状态下泄漏电流满足线性折算关系。进一步给出了利用低湿度条件下泄漏电流预测饱和受潮条件下泄漏电流的方法,并讨论了其适用范围。     

相对湿度对绝缘子泄漏电流最大值的影响

为了研究环境相对湿度对绝缘子泄漏电流最大值的影响,以XWP-70、XP-70和LXY-70 3种常用绝缘子为研究对象,在一个湿度可控的试验罐中采用一种可靠的试验方法,试验得到了4种盐密下这些绝缘子泄漏电流最大值随着相对湿度变化的关系;以此为基础,得出了不同相对湿度下绝缘子泄漏电流最大值与饱和受潮情况下绝缘子泄漏电流最大值之间的具体关系,并给出了利用低湿度下监测得到的绝缘子泄漏电流最大值估算饱和受潮情况下绝缘子泄漏电流最大值的表达式。     

基于闪络电压预测的污闪预警系统

污闪问题严重威胁着我国电力系统的安全运行,在线监测是电力系统运行维护的重要手段。绝缘子表面泄漏电流综合反映了绝缘子表面污秽程度、环境条件等因素的影响。为此,通过测量绝缘子表面泄漏电流可实现污秽程度的在线监测与预警,研究了饱和受潮条件下的泄漏电流与闪络电压的影响因素,试验结果表明,饱和受潮条件下的泄漏电流最大值与不同湿度条件下非饱和受潮绝缘子表面污层的泄漏电流值存在近似线性关系,分段线性化后可通过实测值预测饱和受潮泄漏电流最大值;综合考虑绝缘子形状系数、爬电距离、泄漏电流最大值的综合表征特征量与绝缘子在饱和受潮条件下的污闪电压存在负幂函数关系;建立了利用实测非饱和受潮泄漏电流值预测饱和受潮闪络电压的数学模型和污闪预警系统,江苏地区的运行结果表明该系统可实现污闪预警。     

相对湿度及盐密对绝缘子泄漏电流的影响

为研究环境相对湿度及盐等值密度对绝缘子泄漏电流的影响,以XP-70绝缘子为实验对象,在人工雾室进行大量的人工污秽试验。同时利用非线性回归分析方法,分析了相对湿度及盐密对污秽绝缘子泄漏电流最大值的影响。     

支柱瓷绝缘子污层泄漏电流及干带产生的边界条件研究

为了研究瓷支柱绝缘子污层干带产生的边界条件,建立了污层泄漏电流观测平台。通过对24~110 k V瓷支柱绝缘子污秽试验(固体层法)泄漏电流的频谱和雾室的温度、湿度参数测量和分析基础上,深入讨论了污秽试验中污层干带产生的边界条件。试验发现,通过4 000 Hz采样频率和频段的计算方法可减少频谱的偏频和泄漏问题;当初始湿度条件相近时(相对湿度55%~62%),干带产生前一刻的谐波畸变率在0.1733~0.3345,相同灰密下(1.0mg/cm~2),盐密同基波分量成正比;相同盐密下(0.1 mg/cm~2),灰密与雾室内绝对湿度(等同于污层水分交换速率)成正比,并给出了趋势曲线和拟合式。通过对污层频谱测量发现,污层中水分含量与泄漏电流相互制约,在干带产生边界前处于平衡中相互促进状态,谐波畸变率(THD)可灵敏地反映污层的水量。当干带产生和污层水量减少时,谐波畸变率(THD)迅速增高,泄漏电流频谱成波包形连续递减波形。     

饱和受潮条件下的绝缘子泄漏电流特性

空气湿度的大小直接影响到绝缘子表面污层的润湿情况,进而影响泄漏电流的特性。为此,针对目前电力系统大量使用的多种绝缘子,采用固体污层法试验研究了绝缘子在饱和受潮条件下的泄漏电流特性。在简要介绍了试验装置后详细分析了泄漏电流与染污程度、受潮状态、爬电比距等因素的关系,并建立了泄漏电流最大值与等值盐密、污闪电压梯度、运行电压、绝缘子串长、雾浓度之间的对应关系。这些基础规律的研究,可为绝缘子泄漏电流监测系统的正确预警和专家系统的正确分析奠定基础。     

泄漏电流相角变化特征与绝缘子运行状态的相关分析

绝缘子运行状态直接关系着输变电线路的安全运行。由于泄漏电流贯穿绝缘子运行始终,其能直接反映绝缘子表面状态及放电特征,故可利用泄漏电流相角变化特征对典型污湿运行环境下绝缘子运行状态进行评估研究。以硅橡胶复合绝缘子为试样,在人工大气模拟实验装置内模拟典型污湿环境,盐雾电导率为1.0～5.0mS/cm,相对湿度为70%～100%,环境温度为25～40°C。当施加30kV工频交流电压后,采用数据采集卡装置采集流过绝缘子表面的泄漏电流,采样率为22.05kHz。通过快速Fourier变换(FFT)分析了绝缘子表面运行状态的泄漏电流相角变化,建立了泄漏电流与运行电压的相角差及其变化规律与相对湿度、环境温度和污秽等级的对应关系。结果表明:随着相对湿度的增大,相角差呈现减小的趋势,并在相对湿度达到100%时呈现骤减的特征;随着环境温度的升高,相角差呈现缓慢减小的特征;随着污秽等级的提高,相角差呈现减小的趋势。泄漏电流的相角变化特征可以用于绝缘子运行状态监测及污湿等级划分,从而提高户外绝缘子运行的可靠性与准确性。     

复合绝缘子表面湿润特性建模分析

研究复合绝缘子在雾中的湿润特性有利于分析污闪机理,根据污闪试验中泄漏电流工频分量幅值的变化,利用一次分段曲线简化和替代原有数据,总结了描述复合绝缘子湿润过程的数学模型并针对两种初始憎水性状态对比研究了不同温度情况下的湿润特性。结果发现:低温雾中复合绝缘子的湿润模型是由湿润、过渡、烘干等过程重复组成,而室温下雾的强冷凝作用导致表面持续湿润并放电,湿润或烘干过程并不明显,使得湿润模型可仅存在过渡过程;此外,憎水性有效地抑制了泄漏电流工频分量的幅值,即有效地减轻了污层的湿润程度并延缓了达到第一次饱和湿润的时间,最终使得耐受电压(耐受时间)要高于(长于)丧失憎水性的情况。     

Flashover of contaminated nonceramic outdoor insulators in a wetatmosphere

This paper deals with the flashover mechanism and performance of contaminated nonceramic (also known as composite and polymeric) outdoor insulators under wet conditions. Two types of wetting that occur in service, namely fog and rain, were considered. Different profiles of line insulators having weathersheds made from material families such as, high temperature vulcanizing (HTV) silicone rubber (SR) and ethylene propylene (EP) diene monomer rubber, were evaluated. The results demonstrate that the performance, and hence the relative ranking of nonceramic line insulators is influenced by the wetting mode and insulator geometry; that flashover of contaminated insulators can occur with rain at a much lower contamination severity than with fog; and that the mechanism of contamination flashover under rain is significantly different from that under fog condensation. New insulator profiles have been identified and tested to show that they can provide improved flashover performance, when compared to existing designs. This work proves that a comprehensive evaluation of outdoor insulator performance can be obtained by performing flashover tests that include more than one form of wetting, and hence illustrates the limitations of current standard contamination tests that employ only one form of insulator wetting     

染污绝缘子放电中泄漏电流的频谱变化

为更有效地预防污闪的发生,在实验室反复试验研究绝缘子交流污秽放电过程中泄漏电流的变化特性,提取了以泄漏电流为污闪预警主要特征量即利用功率谱变换对泄漏电流进行频域分析,提取出泄漏电流频域中功率谱最大谱峰值曲线增长速率作为污闪预测的有效参量从而防止污闪的发生的新思路。得出的试验结果说明此参量可以为污闪预警提供更明确的理论指导,有利于污闪预警系统更清晰地建立。     

绝缘子污秽闪络的统计特性及风险评估

污秽绝缘子的泄漏电流是表征绝缘子表面状态的重要动态参数.污秽绝缘子泄漏电流特性以及基于泄漏电流特征量的污秽度预测、闪络风险评估一直是国内外相关领域学者研究的热点,但泄漏电流的统计特性和闪络风险的定量计算的研究很少.为此,在人工搭建的雾室内,对XP-160和LD-120绝缘子进行大量人工污秽试验,以泄漏电流幅值Im和闪络...     

Leakage current and charge in RTV coated insulators under pollution conditions

Room temperature vulcanizing (RTV) silicone rubber coating has excellent leakage current suppression characteristics. It is used extensively on porcelain and glass insulators in pollution prone areas as an anti-pollution measure. A pollution aging chamber has been fabricated and an on line 4-channel personal computer (PC) based data acquisition system has been developed to conduct tests on RTV coated porcelain samples. A study of the dependence of the leakage current and the charge on the flow rate, conductivity and pressure of the solution forming the fog is reported. It was observed that a higher charge and a higher average leakage current were obtained at a higher flow rate and a higher conductivity. The results with coated HV insulators are consistent with those published in the literature with RTV coated fiber glass reinforced plastic (FRP) rods.     

Influence of fog parameters on the aging of HTV silicone rubber

Testing of outdoor insulators in a fog chamber is universally used. Many factors affect the generation of fog. Fog parameters such as the pressure of the compressed air and the water flow rate feeding the nozzles to form the fog, as well as the size and the speed of the fog droplets impinging on the surface of the insulators, play a major role in the outcome of electrical performance tests. In order to be able to compare test results from different laboratories, the conditions of fog generation should be defined unambiguously and clearly. In the present paper relationships between air pressure, water flow rate and air speed which are related to the distribution and the speed of the fog droplets, are determined as a function of distance from the IEEE-IEC standard nozzles forming the fog. The distribution of different fog droplet sizes is measured. The influence of the fog parameters on the aging characteristics of surface resistance, surface roughness, leakage current and surface hydrophobicity of high temperature vulcanized (HTV) silicone rubber are presented     

污秽绝缘子表面局部电弧与泄漏电流波形特征间对应关系分析

污秽绝缘子表面局部电弧的发展变化与泄漏电流密切相关。为此,以普通悬式瓷绝缘子XP-70为试品,在人工雾室环境下进行了大量人工污秽试验,研究了污秽绝缘子表面局部电弧与泄漏电流波形特征之间的关系。利用泄漏电流采集装置连续存储了电流波形并利用高速摄影仪同步拍摄了放电过程,详细记录了绝缘子表面的局部放电现象以及泄漏电流的发展变化过程,揭示出局部放电强度与泄漏电流波形类别之间的对应关系;通过提取不同局部放电强度下泄漏电流波形的多个特征量(半波极大值同极小值之比k;波动率为k的电流波形在1s内出现的次数fk;一定时间内fk出现的总次数Ck及fk的最大值fkmax),研究了整个试验过程中各特征量的变化规律以及它们与等值盐密ρESDD之间的关系。研究结果表明,可以根据泄漏电流波形特征初判绝缘子表面的放电程度;根据fk变化规律及局部放电强度,能更加明确地将泄漏电流划分为3个区段即安全区、预报区和危险区;在污秽严重的情况下,fkmax(k>80)在一定程度上能较好地反映绝缘子的污秽程度和放电强度;Ck(50相似文献