污秽绝缘子在不同脉冲电压条件下的闪络特性研究

输电线路在污秽条件下的闪络(污闪)是威胁电力系统安全运行的主要事故。笔者以两片串的绝缘子短串为研究对象,通过对绝缘子两端施加0.5/5μs和2.6/50μs的冲击电压波形,研究了盐密、灰密污秽度对绝缘子闪络特性的影响,同时对波头时间不变,波尾时间对绝缘子闪络特性的影响进行了研究。结果表明,盐密对绝缘子闪络电压的影响大于灰密;当盐密、灰密值较低时,冲击电压波形对绝缘子串闪络电压影响不大;灰密值固定时,绝缘子闪络电压随着盐密值的增加而减小;而当盐密值固定时,绝缘子闪络电压随着灰密值的增加呈现先减小后增加的趋势;固定灰盐比为5:1时,在2.6/50μs波形条件下,绝缘子闪络电压随着盐密值增加而增加,而对于0.5/5μs波形时,随着盐密值增加,绝缘子闪络电压呈现先减小后增加的趋势;随着波尾时间增加,绝缘子闪络电压下降明显,在盐密值较大时更加显著。     

污秽绝缘的操作波冲击特性

分析操作波冲击电压的波形和极性对污秽绝缘闪络特性的影响;污秽约绝缘子串的等值盐密与操作波电压的关系及操作波冲击电压下的长污秽绝缘串的闪络和污耐压特性。     

人工污秽绝缘子工频下叠加雷电冲击的闪络特性研究

为了研究运行中线路污秽绝缘子遭受雷击时的放电特性,提出了人工污秽绝缘子串工频下叠加雷电冲击的闪络试验电路和方法,通过试验,研究了纯雷电冲击下和工频电压叠加雷电冲击下的绝缘子串闪络电压随盐密的变化规律,并分析了其原因。     

新型聚合物水泥混凝土电气性能研究

高绝缘、低成本的绝缘填充材料是新型固体输电管道设计的关键,针对新型聚合物水泥混凝土(PCC)的介电常数、介质损耗因数、局部放电量、雷电冲击耐受电压、工频电气强度等性能进行试验研究。结果表明:室温下PCC的介质损耗因数为0.062,相对介电常数为5.82。随温度升高PCC试样的相对介电常数略有下降,介质损耗因数有所升高。与常规交联聚乙烯相比,PCC的介质损耗因数偏大,相对介电常数较高。PCC试样的工频电气强度和雷电冲击击穿强度均略低,局部放电值达到180 p C,起始局部放电特性处于劣势。综合PCC的介电性能、电气强度和局部放电特性测试结果,PCC若用于新型固体输电管道,可以从优化配方、改良工艺两方面对PCC的电气性能进行进一步改善。     

不同盐密灰密对瓷绝缘子污秽闪络特性影响的研究

针对电力系统绝缘子污秽闪络产生的危害问题,采用升压法对涂污秽物的单片瓷绝缘子（XP-210）进行人工污秽试验,分析了不同盐密（NaCl）、灰密（硅藻土）对单片瓷绝缘子闪络电压的影响。结果表明：盐密、灰密对单片瓷绝缘子人工污秽闪络电压都有影响,闪络电压与盐密、灰密均成幂函数关系,并且二者对闪络电压的影响是独立的。据此提出了划分电网污秽等级的建议。     

水泥污秽对复合绝缘子污秽闪络特性的影响研究

针对电力系统复合绝缘子污秽闪络产生的危害问题,提出了开展污秽闪络特性研究的重要性,研究了NaCl（盐密ESDD）一定的情况下,不同水泥污秽（灰密NSDD）对复合绝缘子污秽闪络特性的影响,研究结果表明：灰密对绝缘子人工污秽闪络电压也是有影响的,闪络电压与灰密成幂函数关系,并且灰密对闪络电压的影响是独立的。     

纳米SiO2对环氧树脂复合材料雷电冲击电压的影响

以纳米SiO_2改性环氧树脂制得SiO_2/环氧树脂复合材料,并对改性前后环氧树脂复合材料的短时过电压耐受能力进行对比研究。结果表明:随着纳米SiO_2掺杂量的增加,SiO_2/环氧树脂复合材料的介电常数和介质损耗因数均呈先减小后增大的趋势,当纳米SiO_2质量分数为3%时,改性效果最佳。根据U-N曲线,在常温下施加的雷电冲击电压幅值为50 k V时,掺杂SiO_2质量分数为3%的环氧树脂复合材料累积至击穿的雷电冲击次数达1 313次,是纯环氧树脂材料的3.23倍,研究结果可为提高环氧树脂短时过电压耐受能力设计提供参考。     

盐密与盐度对不同型式绝缘子串交流人工污秽闪络特性的影响

绝缘子的污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。除了盐密与灰密对绝缘子的污秽闪络特性的影响,关于盐雾盐度对绝缘子闪络特性的影响也不容忽视。因此通过在人工污秽试验室内对表面积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模拟,得到3种型号绝缘子在不同等值盐密、不同盐雾盐度下的污闪电压,并进行了闪络电压公式的拟合。通过对试验结果的分析可知:绝缘子在盐雾环境下的污闪电压仍与盐密值成幂函数关系;且随着盐雾盐度的增大,绝缘子闪络电压降低,两者也成幂函数关系。     

多次双极性振荡衰减冲击电压作用下的油纸绝缘累积效应

为研究电力变压器实际遭受的雷电冲击电压波和IEC规定的标准雷电冲击电压波(SLIW)对油浸绝缘纸累积作用,基于变电站实测的雷电侵入波形,通过试验方法产生了不同波形参数的双极性振荡衰减冲击电压,采用匝间绝缘模型模拟真实状况下油纸绝缘所承受的电场,并通过测量冲击电压幅值与冲击电压累积次数之间的关系特性和不同次数冲击电压作用前后相对介电常数等电气参数,探索了多次冲击电压作用对油纸绝缘的累积效应。研究表明:多次双极性振荡衰减冲击电压作用下油纸绝缘表现出明显的累积效应,在不同波形参数的冲击电压作用下油浸绝缘纸的U-N特性曲线均呈指数变化规律;在相同电压幅值下,油浸绝缘纸对双极性振荡衰减波的累积耐受能力比标准雷电冲击电压波更好,表明相同电压幅值下标准雷电冲击电压对绝缘的要求偏严;油浸绝缘纸的相对介电常数和介质损耗角正切值均随累积次数的增加呈明显上升趋势,表明多次双极性振荡衰减冲击电压作用对油纸绝缘性能有明显的影响。     

浸污法试验不溶物质对绝缘子污闪电压的影响

绝缘子表面不溶物质的类型和量对其污闪电压有影响,然而在以往人工污秽试验中常忽略这种影响。为此用人工污秽试验研究了不溶物质种类和灰密的影响。试验结果显示:浸污法试验中同一盐度的污液中硅藻土灰度不仅影响绝缘子表面的灰密,且对绝缘子表面的盐密和污闪也有很大的影响,随着硅藻土灰度的增加,绝缘子上盐密增大,其50%闪络电压下降,50%闪络电压与硅藻土灰度呈幂指数关系;同样的盐密下,随着灰密增大,闪络电压减小;不溶物质的种类对污闪电压有影响,不溶物质为高岭土的闪络电压比不溶物质为硅藻土的低。     

多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性EI北大核心CSCD

油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘纸板击穿时雷电冲击电压累积次数N之间的关系,即U-N特性。并采用Weibull模型分析了油浸绝缘纸板试品U-N特性的变化规律。还通过原子力显微镜(AFM)对比研究了不同次数雷电冲击电压作用后油浸绝缘纸板表面形貌的变化。研究结果表明:随着雷电冲击电压幅值的升高,油浸绝缘纸板累积直至击穿所需要的次数大幅度下降,雷电冲击电压对油浸绝缘纸板具有明显的累积效应;多次雷电冲击电压的累积作用会导致油浸绝缘纸板表面颜色与形貌的变化,200、400、600、800次标准雷电冲击电压作用后,油浸绝缘纸板表面粗糙度比累积试验前分别增加了0.61、2.80、5.97和11.76倍。     

多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性

油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘纸板击穿时雷电冲击电压累积次数N之间的关系,即U-N特性。并采用Weibull模型分析了油浸绝缘纸板试品U-N特性的变化规律。还通过原子力显微镜(AFM)对比研究了不同次数雷电冲击电压作用后油浸绝缘纸板表面形貌的变化。研究结果表明:随着雷电冲击电压幅值的升高,油浸绝缘纸板累积直至击穿所需要的次数大幅度下降,雷电冲击电压对油浸绝缘纸板具有明显的累积效应;多次雷电冲击电压的累积作用会导致油浸绝缘纸板表面颜色与形貌的变化,200、400、600、800次标准雷电冲击电压作用后,油浸绝缘纸板表面粗糙度比累积试验前分别增加了0.61、2.80、5.97和11.76倍。     

双极性振荡衰减冲击电压作用下油浸绝缘纸的绝缘累积效应特性

变压器内油纸绝缘在雷电冲击电压的重复作用下会产生累积损伤,从而对变压器的安全运行产生威胁。实际侵入变压器的雷电冲击电压波受变电站进线衰减、折反射及绕组谐振等因素的影响,具有显著的振荡特性,该波形与IEC规定的标准雷电波形有显著差异。为此基于变电站实测的雷电侵入波形,通过试验方法产生了不同波形参数的双极性振荡衰减冲击电压,采用柱–柱电极结构测量了冲击电压幅值与冲击电压累积次数之间的关系特性(U-N特性)。通过观察累积冲击作用前后油浸绝缘纸的微观形貌变化并测量其相对介电常数和介质损耗角正切,探索了多次冲击电压作用对油浸绝缘纸的累积损伤效应。研究表明,多次双极性振荡衰减冲击电压作用下油浸绝缘纸表现出明显的累积效应,随着冲击次数的增加,电极覆盖区域的试品表面会出现乳白色胶状附着物,且试品表面的纤维结构发生变化,粗糙程度逐渐增大,其相对介电常数和介质损耗角正切值均呈明显上升趋势。     

高海拔直流线路大吨位绝缘子配置方法研究

为给中国高海拔地区特高压直流输电工程外绝缘设计提供参考,该文在1 970 m实际高海拔条件下,以10片/串大吨位钟罩型瓷绝缘子XZP1-300为试品(染污采用固体污层法),采用恒压升降法,在人工雾室中对大吨位绝缘子外绝缘配置方法进行系统研究。试验结果表明：灰密为1.0 mg/cm2条件下,50%闪络电压与盐密大小满足幂函数关系;盐的种类、上下表面污秽分布及灰密大小对直流污闪电压影响较大,沿绝缘子串轴向污秽分布不均匀的影响相对较小,并分别给出上述各因素对污闪电压影响的修正系数。以此为基础,对外绝缘配置公式的应用方法进行了说明,该公式可用来估算自然污秽和人工污秽试验中污闪电压值,并可作为高海拔地区特高压直流输电线路外绝缘设计的参考。     

走廊紧张地区110 kV输电复合材料火箭塔电气性能研究

为了缓解土地紧张地区土地供应紧张与输电线路征地间的矛盾，本文开发了一种全新结构型式的复合材料绝缘杆塔，其外形像一枚火箭，导线从绝缘的复合材料火箭塔内部穿过，最大程度地压缩线路走廊，并对110 kV复合材料火箭塔的电气性能进行系统研究。结果表明：110 kV复合材料火箭塔的干雷电冲击电压为979 kV，湿操作冲击电压为576 kV,1 min湿工频耐受闪络电压平均值为282 kV，在盐密度为0.20 mg/cm2、灰密度为1.00 mg/cm2的污秽度下，工频污秽闪络电压为106.2 kV；相比传统110 kV悬式复合绝缘子铁塔，110 kV复合材料火箭塔的雷电冲击电压值提升了78%，湿操作冲击电压值提升了34%,1 min湿工频耐受闪络电压值提升了22.6%，污秽闪络电压值相当，且大幅压缩了线路走廊，其最小线路走廊宽度为1.8 m，远低于110 kV铁塔5.5～7.5 m的走廊宽度。     

盐/灰密对不同型式绝缘子交流人工污秽闪络特性的影响

污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。根据一系列人工污秽试验，文中分析了等值附盐密度、灰密对不同型式绝缘子交流污闪特性的影响。结果表明：随着盐密或灰密的增加，绝缘子的污闪电压下降，且盐密和灰密对污闪电压的影响是相互独立的。使用最小二乘法分析6种绝缘子的污闪试验结果，得到其污闪电压校正公式。分析可知盐密和灰密对不同型式绝缘子污闪电压的影响有差异，特征指数c、d反应了盐密和灰密对污闪特性的影响程度。     

冲击电压作用下冲击电容器用聚丙烯薄膜累积失效特性

直流输电系统中,中性母线冲击电容器时常会承受雷击、操作、故障等原因引起的过电压。过电压的频繁作用可能导致冲击电容器内绝缘介质（通常为聚丙烯薄膜）的劣化,引起其绝缘性能的下降。因此利用冲击电压累积试验平台,开展了冲击电压对聚丙烯薄膜累积作用的试验研究,获得了冲击电压幅值U与累积击穿次数N之间的关系（U–N特性）,研究了累积作用对聚丙烯薄膜介电特性的影响规律,分析了冲击电压波形参数对聚丙烯薄膜U–N特性的影响。研究结果表明：冲击电压对聚丙烯薄膜具有明显的累积效应,随着冲击电压作用次数的增加,聚丙烯薄膜的相对介电常数以及介质损耗因数逐渐增加;冲击电压作用下聚丙烯薄膜累积击穿次数与电压幅值的关系满足Weibull分布模型,标准雷电以及标准操作冲击电压作用下聚丙烯薄膜的U–N特性表达式分别为U=18.78N–0.033 71以及U=20.51N–0.027 43;不同波形参数下聚丙烯薄膜的U–N特性差异显著,在一定范围内,聚丙烯薄膜对冲击电压累积作用的耐受能力随波前时间的减小或波尾时间的增大而下降。     

固体开关柜环氧树脂材料绝缘特性研究

固体开关柜在外部因素作用下长时间运行会出现绝缘劣化现象,实现开关柜的可靠运行和绝缘状态监测是现阶段亟待解决的问题。对一种12 kV电压等级的三工位固封极柱三维建模后进行电场分布计算,得到进线套管、出线套管、真空灭弧室、隔离开关外部环氧树脂材料的最大场强分别为1.55、1.57、0.04、0.07 kV/mm,即开关柜长期运行条件下环氧树脂材料主绝缘应力点位于进出线套管。依据该部位结构特点设计了一种"同轴圆柱"电极结构的等效固封试件,选取5个初始绝缘参数相近的试件进行加速电老化试验,重点研究绝缘参数与老化时间的关系。结果表明:试件的局部放电发展过程分为潜伏期、发展期、劣化期3个阶段,对该类型设备的运行维护可提供一定参考;试件的介质损耗因数(tanδ)与老化时间具有很好的线性关系,通过方程拟合得到设定使用年限对应的最大tanδ,此值可作为考量产品电气绝缘寿命的依据。     

不同结构型式的配网复合绝缘横担电气性能研究

为了更好指导复合绝缘横担的应用,通过试验对比研究了方管复合绝缘横担及方棒复合绝缘横担的雷电冲击电压、湿工频闪络电压、污秽闪络电压及污秽覆雪闪络电压的变化情况.结果表明:10 kV方管复合绝缘横担的50％干雷电闪络电压为388.3 kV,高于方棒复合绝缘横担的370.0 kV,但方管复合绝缘横担的湿工频耐受电压、污秽工频耐受电压及污秽覆雪闪络电压均低于方棒复合绝缘横担,最后提出了不同运行环境下复合绝缘横担差异化的应用方案.     

污秽绝缘子闪络特性与泄漏电流特性研究

绝缘子污闪事故严重威胁电力系统的安全可靠运行。为完善污秽绝缘子闪络特性、机制及闪络过程的认识,为输电线路外绝缘的选择和设计提供参考依据,基于人工气候室的试验对瓷、玻璃及复合绝缘子闪络特性及泄漏电流特性进行了研究。研究结果表明：绝缘子闪络电压随着盐密、灰密及雾水电导率的增加而减小;瓷、玻璃绝缘子闪络电压不随污秽迁移时间的变化而变化,复合绝缘子闪络电压随着迁移时间的延长而增大;闪络过程中,复合绝缘子泄漏电流有效值及脉冲数远低于瓷和玻璃绝缘子;相同试验条件下,复合绝缘子的表面电阻远大于瓷与玻璃绝缘子的表面电阻。