转轮法试验中线路运行棒形悬式复合绝缘子性能变化规律研究

转轮法是IEC 62217—2005标准中推荐的一种重要的复合绝缘子老化试验方法,但转轮法试验中运行复合绝缘子相关性能的变化规律尚待深入研究。基于此,文中通过对4支不同运行年限的线路棒形悬式复合绝缘子进行转轮法试验,监测试验过程中绝缘子表面放电和泄漏电流的变化规律,并定期取样进行了憎水性和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试分析。结果表明:绝缘子表面放电程度和泄漏电流幅值呈3个阶段式发展;各阶段绝缘子憎水性能劣化速度和Si-O-Si和Si-CH3集团峰面积减少速度存在差异;憎水性劣化速度和Si-O-Si和Si-CH3集团峰面积减少速度与绝缘子老化程度呈正比。试验结果为转轮法在复合绝缘子老化评估中的应用提供了参考。     

复合绝缘子表面不同状态时的放电特征

复合绝缘子不同表面状态会出现不同放电现象,为此根据复合绝缘子表面放电的剧烈程度将复合绝缘子表面放电分为微弱性放电、间隙性电弧放电、持续性电弧放电3种类型。经过大量试验,统计分析了不同放电类型下泄漏电流的谐波特征和相角特征,建立了放电类型与泄漏电流谐波和相角的关系,并研究了复合绝缘子不同污秽和憎水性对表面放电类型的影响。结果表明:通过分析泄漏电流的谐波特性和相角特性,可以得出绝缘子不同表面状态所对应的放电类型及其特征。复合绝缘子表面憎水性变差时,微弱放电比例略有减少,部分间隙性电弧放电转变成持续电弧放电,持续电弧放电比例增加;复合绝缘子表面污秽度变高时,部分微弱性放电转变成间隙性电弧放电及持续性电弧放电,间隙性电弧放电及持续电弧放电比例增大。通过对泄漏电流的特性分析,可以判断出复合绝缘子表面的状态。     

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   

盐雾法试验中复合绝缘子性能变化规律研究

为研究复合绝缘子老化性能的变化规律,选取河北省南部电网4支不同运行年限的复合绝缘子进行盐雾加速老化试验,分析试验过程中绝缘子表面放电、泄漏电流、憎水性能和分子结构的变化规律,试验结果表明,随着试验时间的增加,绝缘子表面放电程度逐渐加深,泄漏电流出现畸变,硅橡胶材料憎水性能出现劣化,分子结构遭到破坏,且憎水性能劣化程度和分子结构破坏速度与其初始老化程度呈正比。试验结果对复合绝缘子的老化特性研究及老化状态评估提供了参考。     

复合绝缘子性能检测方法简析

检测线路上绝缘子老化后的质量情况,对于电网的安全运行具有十分重要的意义.复合绝缘子性能检测方法通过对比老化与未老化复合绝缘子的表面微观情况,分析了相应情况下其表面泄漏电流波形中谐波成分的变化,说明了利用泄漏电流检测复合绝缘子性能的可行性.     

复合绝缘子性能检测方法简析

检测线路上绝缘子老化后的质量情况，对于电网的安全运行具有十分重要的意义。复合绝缘子性能检测方法通过对比老化与未老化复合绝缘子的表面微观情况，分析了相应情况下其表面泄漏电流波形中谐波成分的变化，说明了利用泄漏电流检测复合绝缘子性能的可行性。     

大直径复合绝缘子转轮法试验(二):泄漏电流沿环向分布问题

为了研究大直径复合绝缘子转轮法试验中泄漏电流沿环向分布情况及其对试品老化的影响,按照本系列论文的第1篇推荐的试验方案,对2支大直径复合绝缘子试品进行了30 000转完整的转轮法试验,在试验中沿环向将泄漏电流分为8路同时进行了测量。试验结果表明,滴落位置中处于朝下位置的泄漏电流一般要大于处于朝上位置的泄漏电流,且更早进入第3阶段,即试品表面憎水性丧失得更快。累积放电量也呈现出同样的规律,2支试品最小值分别约为最大值的0.61和0.62倍。2支试品表面在试验后均未没有出现较为严重的漏电起痕及电蚀损,对于日后的大直径复合绝缘子转轮法试验,可以不用担心泄漏电流和放电沿环向分布不均的问题。     

覆冰绝缘子串闪络过程试验分析

为了研究绝缘子冰闪放电机理,对污秽条件下覆冰瓷绝缘子串融冰期闪络过程进行了试验研究,分析了覆冰闪络过程中绝缘子串电弧发展、泄漏电流及其频谱特性的典型变化规律。结果表明:覆冰绝缘子串闪络过程可以分为初始阶段,间歇性局部电弧阶段,电弧发展阶段,临界闪络阶段和闪络阶段;各阶段放电现象明显,泄漏电流峰值具有明确的分界值;随着泄漏电流的增大,电流与电压的相位差减小,非线性程度降低;起始阶段泄漏电流峰值10mA,谐波含量最低;产生间歇性局部电弧时泄漏电流谐波含量最高;闪前泄漏电流波形平滑,谐波含量降低;覆冰绝缘子闪前电流随着表面附盐密度的增加而增大。     

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。     

直流复合绝缘子长期老化性能分析

通过5 000 h加速老化试验对±500 kV直流复合绝缘子的长期老化性能进行了评估,介绍了试验程序,通过复合绝缘子泄漏电流的变化、憎水性的变化以及绝缘子表面材料的烧蚀情况研究了绝缘子老化性能。在老化试验中,憎水性丧失和恢复过程与实际运行情况一致,材料表面烧蚀情况较轻,说明配方经过优化设计的硅橡胶伞套在直流条件下具有优异的长期老化性能。     

复合绝缘子转轮法老化试验系统设计与开发

主要设计开发了一套基于槽轮传动结构的转轮法机械装置和泄漏电流采集测量系统在内的复合绝缘子转轮法老化试验系统,该系统包括槽轮传动机构的转轮试验平台设计、电流传感器和保护电路的设计以及基于LabVIEW8.0软件平台的泄漏电流分析软件的开发,通过选用屏蔽电缆、采取电缆屏蔽层一端接地和加装隔离变压器等措施解决了背景噪声和电磁干扰问题,最后对泄漏电流测量系统的准确度进行了验证,结果表明该系统自动化程度高,机械系统稳定,泄漏电流测量系统准确可靠,有利于复合绝缘子转轮法老化试验的深入研究。     

绝缘子放电区段划分及污秽预测的泄漏电流分形维数研究

污秽放电的极端结果是污闪,为提取反映绝缘子污秽放电发展的有效特征量,在实验室反复试验研究的基础上,利用分形理论中的变换法提取绝缘子污秽放电过程中泄漏电流波形的分形维数,分析不同污秽度下安全区、预报区和危险区 3 个区段内泄漏电流分形维数的差异,提取预报区分形维数的均值和标准差米预测污秽度.得出污秽放电不同阶段分形维数的变化特征明显,且不同污秽度的分形维数人小不同.试验证明泄漏电流分形维数的变化规律能有效预测污秽放电发展趋势及污闪的发生,分形维数的大小能有效判断绝缘子污秽的轻重,为污闪预警提供了新方法和新特征量.     

基于TSC测试的硅橡胶复合绝缘子伞裙材料老化特性研究

为利用热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)测试手段对复合绝缘子老化特性进行评估,以现场运行复合绝缘子为研究对象,进行了TSC测试及憎水性等级喷水分级测试。初步探寻了伞裙位置、运行年限及环境污秽等级等因素对现场运行复合绝缘子伞裙材料TSC特性的影响规律。结果表明,绝缘子串上场强分布较高的位置、有较长运行年限及重污区的绝缘子,其伞裙材料的TSC曲线峰值较大,相应的陷阱电荷量也较大。对2种评估复合绝缘子伞裙材料老化的测试手段进行了对比分析,可知TSC测试结果能更加明显地区分复合绝缘子伞裙材料老化程度的不同,对于老化性能的评估更具优越性。     

转轮法试验中硅橡胶合成绝缘子损坏现象的研究

转轮法即将成为IEC合成绝缘子正式标准中的试验方法。为研究转轮法对硅橡胶合成绝缘子的筛选能力,以及不同试品参数对试验结果的影响,中对不同成分配方、不同伞型的硅橡胶合成绝缘子进行了交流电压下的转轮法试验,并分析了试验中试品失效的原因,试验结果表明,转轮法对试品的材料性能和设计缺陷都有一定的筛选能力,并能在一定程度上重现合成绝缘子的现场运行情况。此外,试品伞型对试验结果也有一定的影响。     

复合绝缘子老化状态评估方法研究综述

分析了目前国内外关于复合绝缘子老化状态评估方法的研究现状,介绍了喷水分级法、静态接触角法、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）法、泄漏电流测量法、粉化观察法、硬度试验法、能谱分析法等7种常用老化评估方法的试验方法及优缺点,重点分析了傅里叶红外光谱分析法、紫外成像法、热刺激电流（thermally stimulated current,TSC）法、核磁共振法等4种新方法的特点与缺陷,并给出了相关试验结果。研究结果表明：现有的复合绝缘子老化状态评估方法各有优缺点及其适用条件,未来硅橡胶材料老化程度评估研究的主要方向或将集中在基于空间电荷测量和电导电流测试方面。     

染污绝缘子放电发展区段与污闪预警的实验研究

污闪是污秽放电的极端结果,针对绝缘子泄漏电流与污秽放电之间的紧密联系,通过实验室反复试验,研究泄漏电流的特性,目的是提取污闪预警的特征量以防止污闪的发生。该文从泄漏电流有效值、泄漏电流波形以及泄漏电流功率谱图3个角度入手,提出污秽放电发展过程可以划分为3区段,即安全区、预报区和危险区。同时指明了泄漏电流时域和功率谱域的区段分界线,为进一步研究污秽放电预警提供了有效帮助。研究表明泄漏电流有效值变化,泄漏电流波形发展变化以及功率谱最大谱峰值曲线增长速率k的大小,可以为污闪预警提供更明确的理论指导。试验证明此划分有利于污闪预警系统更清晰地建立,有利于工程人员的实际操作。     

利用非线性动力学研究覆冰绝缘子表面泄漏脉冲电流

笔者通过研究常温下,覆冰绝缘子各融冰阶段不同交流电压等级下表面临闪泄漏脉冲电流时域波形的变化规律,利用非线性动力学理论分析了各阶段泄漏脉冲波形的非线性特性,通过比较波形的最大幅值变化和Lyapunov指数(LE),得出了融冰过程绝缘子表面泄漏脉冲的变化特性,结果表明,不同融冰阶段及其不同电压等级下的泄漏放电脉冲波形具有不同的非线性特性,因此可为覆冰绝缘子的故障监测提供新的诊断方法。     

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。     

基于远程耦合法的绝缘子泄漏电流监测及局部放电识别

电缆终端绝缘子的实时状态监测可以有效保证电力电缆线路的安全运行。为了解决电缆终端绝缘子泄漏电流监测和放电识别的问题,本文提出了一种远程探测泄漏电流并且识别局部放电状态的方法。这种方法基于远程耦合磁场来探测泄漏电流,首先在实验室中测试典型临近干扰对电力电缆绝缘子监测的影响,并讨论了检测系统的鲁棒特性。试验是为了获取和分析五支不同清洁绝缘子(陶瓷、玻璃和硅橡胶三种材料制作)在盐雾条件下的泄漏电流,其中盐雾等级为10 g/L和40 g/L,电压等级为50%~300%的标称电压。本文还测试了通过清洁雾进行现场染污的绝缘子,为了证明检测系统和方法的有效性,在所有检测试验中都直接检测泄漏电流的数值。将直接检测得到的泄漏电流分为三类:正弦型泄漏电流、非正弦泄漏电流和放电。同时基于峰态分析远程感应得到的泄漏电流也可以分为三类。本文讨论了利用远程感应的泄漏电流峰态进行绝缘子放电识别的有效性,并证明了在典型干扰效应下检测系统是鲁棒的。