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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于脉冲电流和红外成像的绝缘子污秽度诊断技术

随着电网电压等级的提高,传统绝缘子检测方法无法应用干线路超长绝缘子串.为了有效地将脉冲电流检测、红外检测应用于超、特高压线路绝缘子检测,对不同受潮阶段,污秽绝缘子泄漏电流脉冲及红外热像的变化进行了研究,并对运行电压、污秽程度、湿度等的影响进行了分析,并对利用泄漏电流及红外热像检测污秽绝缘子的方法及有效性进行了讨论.     

LXY-120型绝缘子在不同湿度下泄漏电流特性的研究

空气湿度直接影响绝缘子表面污层的润湿情况,从而影响泄漏电流的特性.研究LXY-120型玻璃绝缘子不同湿度下泄漏电流特性的试验装置和试验步骤,对泄漏电流最大值随湿度变化规律和泄漏电流脉冲规律进行了详细分析,建立了泄漏电流、湿度和污秽度之间的对应关系,研究结果为LXY-120型绝缘子泄漏电流监测系统的预警和专家系统的分析奠定了基础.     

基于模糊逻辑方法的高压绝缘子污秽程度评定

绝缘子污秽在线监测系统常通过监测绝缘子表面泄漏电流的大小来判断在线运行的绝缘子污秽状况。研究表明,泄漏电流除了与绝缘子表面的污秽状况有关外,还受温度、湿度等环境因素影响,并且与各因素之间存在复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据的基础上,分析了环境因素对不同污秽程度绝缘子外部电气特性的影响,提出了基于模糊逻辑推理的绝缘子污秽程度评定方法,并建立了一套模糊推理规则。通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

基于泄漏电流基波阻性分量的绝缘子污秽度表示方法的研究

绝缘子污秽状态判断对电网安全工作意义重大。基于污秽绝缘子串等效电路的理论分析,建立了绝缘子串泄漏电流试验回路,对洁净及不同污秽情况下的绝缘子串泄漏电流进行了测量,并利用FFT变换分析绝缘子泄漏电流频谱,提取了泄漏电流基波阻性分量,研究了泄漏电流基波阻性分量同污秽度及相对湿度间的关系。结果表明,污秽干燥情况下,绝缘子泄漏电流较小且主要为容性电流;与洁净时相比,绝缘子串染污时总的泄漏电流及其基波分量的变化并不明显,而泄漏电流基波阻性分量同污秽盐密及相对湿度呈非线性关系,低湿度情况下变化更显著,可以通过泄漏电流基波阻性分量来表示绝缘子的污秽程度,这比利用总泄漏电流进行判断更有效;高湿度情况下泄漏电流基波阻性分量法已不适合判断绝缘子污秽度。且该方法无需对绝缘子串安装集流环,保证了系统安全性。     

基于模糊逻辑方法的高压绝缘子污秽程度评定

绝缘子污秽在线监测系统常通过监测绝缘子表面泄漏电流的大小来判断在线运行的绝缘子污秽状况。研究表明，泄漏电流除了与绝缘子表面的污秽状况有关外，还受温度、湿度等环境因素影响，并且与各因素之间存在复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据的基础上，分析了环境因素对不同污秽程度绝缘子外部电气特性的影响，提出了基于模糊逻辑推理的绝缘子污秽程度评定方法，并建立了一套模糊推理规则。通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

基于BP人工神经网络的绝缘子泄漏电流预测

外绝缘泄漏电流和绝缘子的污闪过程存在密切的对应关系，相对湿度是影响泄漏电流产生和发展的关键因素之一。首先对两种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验，利用泄漏电流测量系统记录其在运行电压作用下、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析；采用BP人工神经网络的方法，建立了不同湿度下的泄漏电流最大值之间的对应关系；选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对建立的BP神经网络进行训练。利用部分试验数据进行的验证以及采用不同方法获得的泄漏电流随相对湿度变化曲线均表明，使用该神经网络来建立不同表面受潮状态时泄漏电流最大值之间的关系是准确有效的。     

基于最小二乘支持向量机的绝缘子等值附盐密度预测

等值附盐密度是确定污秽等级和绘制电网污区分布图的主要依据，而绝缘子污秽在线监测系统主要监测绝缘子表面泄漏电流和环境参数。研究表明，泄漏电流除了和绝缘子表面的污秽状况有关外，还受温度、湿度等环境因素的影响，并且和各因素之间存在着复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据基础上，利用最小二乘支持向量机，建立了以泄漏电流有效值、泄漏电流脉冲峰值、泄漏电流脉冲频度、环境湿度、温度等五个变量作为输入参数，等值附盐密度作为输出参数的智能预测模型。并通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

绝缘子自然污秽下受潮及导电特性分析

自然污秽物成分、污层受潮程度是影响绝缘子外绝缘性能的重要因素。为此,以江苏某变电站实际获得的自然污秽为例,通过污秽物成分分析,初步掌握了污秽物中的成分及含量,并利用污秽受潮试验装置开展了受潮特性比较及导电性能分析试验。试验结果表明:相同盐密、灰密及受潮条件下,该组自然污秽绝缘子的受潮速度比人工污秽绝缘子快,但充分受潮后,自然污秽绝缘子的表面电导值要低于人工污秽绝缘子;自然污秽物中不溶物占绝大部分,对绝缘子表面电导率贡献较小,可溶物中微溶于水的Ca SO4比例最大;自然污秽物含有机物成分,对绝缘子污闪性能有一定影响。通过比较分析己内酰胺(CPL)特性发现:己内酰胺为吸水性物质,本身无导电性,在低湿度条件下易使绝缘子污层受潮,引起表面电阻降低;但污层饱和受潮后,己内酰胺对表面导电性贡献可忽略,对绝缘子污闪电压的影响不大。     

高压开关柜支柱绝缘子污秽绝缘状态的试验研究及诊断

针对高压开关柜设备密封性能较差而易引发绝缘子表面污闪等问题,文中基于10 kV高压开关柜对不同条件下支柱绝缘子污秽状态展开了研究。首先,试验研究了实际运行电压下的泄漏电流,结果表明,无论是随着绝缘子表面污秽等级还是湿度等级的增加,泄漏电流基本都随之呈现指数增长的趋势;其次,加压实验结果表明,低中湿度下随着电压的增加,泄漏电流的负半周会首先出现放电脉冲,随着电压继续增加放电脉冲急剧增加,湿度越大增加趋势越明显。高湿度下由于污层干区不易形成,使得在泄漏电流正半周的放电发展更强,形成的放电通道虽少但路径较长足以贯穿整个绝缘子污层表面;最后,笔者以一个周期内的泄漏电流峰峰值作为污秽绝缘状态的表征参数,构建了表征不同绝缘等级的隶属函数,得到的结果能够良好地表征实际情况。     

基于相角差检测的绝缘子表面污秽受潮特性

户外绝缘子积污受潮是影响输电线路外绝缘运行安全的关键因素之一。为了获得绝缘子表面的污秽受潮特性,提出了基于相角差(PAD)特征量的污秽绝缘子受潮检测方法并开发了相应的检测系统,在人工气候实验室内对典型的LXAY-70绝缘子试品开展了污秽受潮试验研究。结果表明:相角差参量能够很好地描述绝缘子表面污秽从干燥到受潮并达到饱和时的变化规律,即随着污秽受潮程度的加深,相角差值从初值开始逐渐减小,并在污秽饱和受潮时达到最小值;蒸汽雾流量越大,污秽饱和受潮需要的时间就越短,但不同雾流量下饱和受潮时,相角差的大小基本一致;当灰密相同时,不同盐密下的饱和受潮时间差别不大,而盐密越大,饱和受潮时的相角差值越小;污秽度相同,盐分别为NaCl和CaSO_4时的饱和受潮时间接近,但饱和受潮相角差值差异明显;污秽中灰分别为高岭土、硅藻土和氧化铝时,污秽饱和受潮时间及其相角差值均存在一定差异。研究结果可为人工污秽试验提供定量参考。     

悬式瓷制绝缘子泄漏电流与表面污秽的关系

为研究泄漏电流与相对空气湿度和污秽度的关系,以人工雾室内的大量人工污秽试验为依据,试验研究了瓷制绝缘子表面泄漏电流随相对空气湿度及污秽程度的逐步提升而不断增长的规律。结果表明,泄漏电流同空气相对湿度和污秽度之间存在着非线性关系;随着相对空气湿度和绝缘子表面污秽度的增加,表面放电现象明显加剧,泄漏电流随之增大,泄漏电流中3次谐波占基波比例也随之增加;湿度达到≥55%时,泄漏电流增幅明显。     

温度湿度可控的小雾室研制

针对目前国内大型雾室温度及湿度不可控,研究环境因素对绝缘子污层受潮过程的影响存在困难的现状,介绍了一种温度及湿度可以准确控制的小雾室系统,用于研究绝缘子表层污秽的受潮过程。介绍了温湿度可控小雾室的研制过程,通过硬件调节和软件控制的手段,实现了雾室内的温湿度准确快速控制。该小雾室能模拟绝缘子所处的环境,实现温度和湿度的自动调节控制,相对湿度控制范围是从当前环境相对湿度至99%,波动<3%;温度控制范围是从当前环境温度至50°C,波动<1°C。泄漏电流可以反映绝缘子的表面受潮状况,结合泄漏电流监测手段,在此小雾室中进行了一系列污层受潮试验研究,初步探索了温湿度对绝缘子表层污秽受潮过程的影响。试验证实,该套小雾室系统控制温湿度的效果良好,可以用于绝缘子污层受潮过程研究。     

复合绝缘子接地电流的测量及其特性研究

目前检测复合绝缘子污秽状况的主要方法是泄漏电流法。这种方法需要在绝缘子上加装电流传感器,加大了测量难度和危险性。文章提出了通过测量绝缘子接地电流来检测复合绝缘子表面污秽程度的方法.对复合绝缘子的接地电流特性进行了研究,分别建立了复合绝缘子接地电流、体泄漏电流和表面泄漏电流的测试回路,对洁净和污秽条件下复合绝缘子上述3种电流进行了测量和比较分析。试验结果表明：污秽条件下复合绝缘子接地电流及表面泄漏电流的幅值比洁净条件下的都有明显增大,而且增大的幅度基本相同,而波形上谐波成分大大减小,但体泄漏电流基本没有变化。因此,通过测量复合绝缘子接地线上的接地电流可以用于检测出复合绝缘子的污秽程度。     

基于4G通信的接触网绝缘子在线监测装置研制

为提高接触网运行的安全性和稳定性,需有效预估接触网绝缘子的表面污秽程度,而监测绝缘子表面泄漏电流是其最直接、最有效,也便于连续实时监测的方法。设计一套基于ARM操作系统的接触网绝缘子监测装置。利用高精度泄漏电流传感器并考虑环境温湿度来预估绝缘子污秽程度,以此作为判断绝缘子是否需要清洗的依据。该装置最终通过人工污秽实验室进行污秽实验,得到湿度与泄漏电流的耦合关系以及较准确的污秽等级评价体系,为预估绝缘子性能提供了有效的参考依据。