污秽中CaSO_4对典型瓷、复合绝缘子交流污闪特性影响对比分析

自然条件下输电线路绝缘子表面积污成分中含有大量的硫酸钙(CaSO_4),而污秽中CaSO_4对不同型式绝缘子的污闪特性有着不同的影响。为此,以7片XWP2-160型瓷绝缘子串和FXBW4-35/70型复合绝缘子为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,对比分析了CaSO_4对这2种型式绝缘子污耐压、闪络电压梯度及泄漏电流峰值的影响差异。研究表明:随着CaSO_4质量分数的增加,这2种型式绝缘子污耐压和闪络电压梯度均递增,而泄漏电流峰值递减;不同CaSO_4质量分数下,复合绝缘子的闪络电压梯度是瓷绝缘子闪络电压梯度的1.3~1.7倍,说明复合绝缘子耐污闪性能优于瓷绝缘子;此外,在CaSO_4作用下,盐密(SCD)的改变对于瓷绝缘子污耐压的影响程度为复合绝缘子的1.0~1.2倍,而对于闪络电压梯度为0.8~1.0倍,对于泄漏电流峰值为0.2~0.6倍。研究结果可为输电线路外绝缘设计和运行维护提供参考。     

1 000 kV交流输电线路长串绝缘子污秽特性的研究

对1000kV交流输电线路长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽工频耐受特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50%人工污秽工频耐受电压关系;普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性;附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比、串型、型式对污耐压特性的影响等。其研究结果对1000kV交流输电线路污秽外绝缘的合理设计及可靠运行具有重要的指导意义。     

1000kV交流线路长串绝缘子污秽特性的研究

针对我国准备建设的1000 kV电压等级的交流输电线路用的长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50％人工污秽工频耐受电压U50关系；普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性；附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比对污耐压特性的影响等。指出绝缘子串的U50与串长呈非线性趋势；按线性拟合所求取的U50较试验所求取的U50要高1．6％-10．2％；单片绝缘子污耐压随着海拔的增加而下降等。其研究结果对1000 kV交流输电线路工程造价、线路的可靠运行及污秽外绝缘的合理设计具有重要意义。     

1000kV同塔双回输电线路绝缘子串污秽特性

为了研究1000kV同塔双回输电线路绝缘子串的污耐压特性,按照真型布置,依据GB/T4585-2004采用升降法求取绝缘子串的50%污秽闪络电压。内容包括不同型式、不同串形绝缘子的污耐压特性,附灰密度(ρNSDD)、上下表面不均匀积污对污耐压的影响等。指出单V串污耐压特性优于I串污耐压特性;ρNSDD的增加使得绝缘子的U50%下降;上下表面不均匀积污时的U50%高于均匀积污时的U50%等。研究结果对1000kV特高压同塔双回线路绝缘子串的选型及污秽外绝缘配置具有重要指导意义。     

污秽中CaSO_4质量分数对瓷绝缘子串泄漏电流特性的影响

泄漏电流是表征绝缘子绝缘状态的重要参量之一,国内外进行了较多研究工作,但分析污秽中CaSO_4质量分数对染污绝缘子泄漏电流特性影响的研究较少。为此,以7片双伞型悬式瓷绝缘子XWP2-160为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,研究了CaSO_4对绝缘子泄漏电流的影响规律。研究结果表明:由于CaSO_4是微溶的电解质,所以未能溶解的CaSO_4等效为灰的作用,随着CaSO_4质量分数的增加,泄漏电流峰值呈负指数幂形式降低;泄漏电流峰值出现时间呈正指数幂形式增加;闪络电流值略微减小;泄漏电流脉冲次数呈线性减小;临闪电流呈负指数幂形式减小。研究结果对污秽绝缘子闪络特性的分析、机理的认识有着重要意义,可为输电线路外绝缘设计和运行维护提供参考。     

交流特高压输电线路绝缘子串污秽耐压特性试验

为研究1000kV特高压输电线路绝缘子串的污耐压特性,按照真型布置,依据GB/T4585-2004采用升降法求取了其50%污秽闪络电压。研究内容包括绝缘子串长与50%人工污秽耐受电压U50%的关系,不同串型下的污耐压特性,附灰密度(NSDD)、上下表面不均匀积污对污耐压的影响等。试验表明,绝缘子串长与U50%呈非线性趋势,按照线性拟合求取的U50%较试验所得出的结果高1.6～10.2%;NSDD的增加使绝缘子的U50%下降;上下表面不均匀积污比均匀积污时的U50%高等。研究结果可供1000kV交流特高压工程绝缘子串的选型及污秽外绝缘配置参数。     

考虑CaSO_4的盘形悬式绝缘子串交流污耐压修正研究

为解决输电线路绝缘子自然污秽中Ca SO4等微溶盐导致相同测量盐密下人工污秽与自然污秽试验绝缘子污耐压存在差异的问题,考虑绝缘子表面污层饱和附水量,从电导率等价角度出发,研究了人工污秽(Na Cl)等值盐密与自然污秽(Na Cl和Ca SO4混合盐)等值盐密的等价性,建立了混合盐表观盐密的计算公式;结合Ca SO4饱和溶解度建立了考虑盐密、灰密、不同Ca SO4质量分数的绝缘子污耐压修正公式,并与7片XWP2—160绝缘子串污耐压试验数据进行了对比。研究结果表明:在一定的盐质量浓度下,溶液的电导率随着混合盐中Ca SO4质量分数的增大而逐渐降低,污耐压修正公式修正数据与试验数据误差在7.2%以内。研究结果可为线路绝缘子污耐压修正、外绝缘设计和运行维护提供参考。     

蒸汽雾中悬式绝缘子表面污层饱和附水量研究

为给输电线路绝缘子自然积污污秽度测量、微溶盐对污层电导率贡献和污闪电压研究提供参考,在人工雾室内对单片悬式玻璃、瓷和复合绝缘子的表面污层饱和附水量进行了研究。分析了材质、伞形、污秽度、复合绝缘子憎水性对蒸汽雾中绝缘子的表面污层饱和附水量的影响。研究表明:绝缘子饱和附水量与绝缘子的表面积和附灰密度(NSDD)直接相关,饱和附水量与NSDD基本呈线性关系,当NSDD增大到3.0 mg/cm2时,饱和附水量趋于饱和;相同污秽度下,瓷绝缘子的饱和附水量密度约是玻璃绝缘子的1.1倍;空气动力型绝缘子饱和附水量密度分别为伞下带棱的普通和深棱型绝缘子1.1、1.2倍;复合绝缘子饱和附水量密度远大于瓷绝缘子和玻璃绝缘子,约为单伞玻璃的3.9倍,单伞瓷的3.5倍,3伞瓷的3.1倍;复合绝缘子憎水性丧失后,饱和附水量密度约降低为憎水性丧失前的2/3。研究结果可为绝缘子污秽度测量、污层电导率研究和污闪试验提供参考。     

特高压直流输电线路污秽外绝缘设计及配置

针对污秽外绝缘设计是±800kV直流工程关键技术问题之一,提出了对±800kV直流输电线路绝缘子串进行污秽外绝缘设计考虑现场污秽度校正、NSDD校正及采用污耐压方法进行污秽外绝缘设计的方法;根据瓷、玻璃绝缘子的污耐压曲线对±800kV直流输电线路"I"型绝缘子串进行了污秽外绝缘设计。结果表明,在轻污秽度等级下,采用210kN盘形悬式绝缘子,按爬电距离等同原则换算需64片,按结构高度等同原则换算需67片。     

±800 kV特高压直流输电线路污秽绝缘设计及配置研究

对±800kV直流输电线路绝缘子串进行污秽绝缘设计时应该考虑现场污秽度(Sp)、现场等值附盐密度(Es)等因素校正,并提出采用污耐压方法进行污秽绝缘设计。根据瓷、玻璃绝缘子的污耐压曲线对±800kV直流输电线路"I"型绝缘子串进行了污秽外绝缘设计。结果表明,在轻污秽度等级下,采用210kN盘形悬式瓷绝缘子,按爬电距离等同原则换算需64片,按结构高度等同原则换算需67片。     

1000kV交流绝缘子串泄漏电流特性研究

为研究特高压交流输电线路绝缘子的耐污性能,在试验室试验采用GB/4548-2004规定的升降法进行人工污秽试验。研究1000kV3种不同型式的交流绝缘子在u50%人工污秽放电过程中的泄漏电流变化特性。它们在相同附盐密度SDD条件时的泄漏电流峰值变化趋势一致,但幅度差异较大,其中8m空心绝缘子泄漏电流峰值幅度最高,支柱绝缘子次之,盘形绝缘子泄漏电流峰值幅度最低,主要与其结构形式有关。1000kV输电线路用盘形绝缘子临近闪络时泄漏电流的临界电流Ic值为500mA,明显小于500kV长串绝缘子闪络的临界电流值Ic水平;而超过一定幅值的电流脉冲频度明显大于500kV长串绝缘子的电流脉冲频度水平。反映出1000kV特高压污秽绝缘子电弧发展更迅猛、更强烈的特点。记录绝缘子超过一定幅值的电流脉冲计数的变化、泄漏电流波形的改变、以及峰值幅度数据的分析结果,指出了绝缘子闪络与否的条件。特高压绝缘子泄漏电流峰值Im幅度、电流波形及电流脉冲放电频度可作为污闪报警的判据。     

人工污秽下盐/灰密对普通悬式绝缘子串交流闪络特性的影响

污闪是电力系统的严重自然灾害之一,国内外对盐密(ESDD)的影响进行了大量的研究,但对灰密(NSDD)影响的研究较少。文中以7片串普通悬式绝缘子XP-160为试品,在人工雾室中进行了大量的人工污秽试验,分析了ESDD和NSDD的变化对人工污秽绝缘子交流闪络电压的影响。试验结果表明:在人工污秽试验中,ESDD和NSDD均对绝缘子交流闪络电压有影响,与ESDD对人工污秽绝缘子串绝缘子交流闪络电压的影响一致,人工污秽绝缘子串交流闪络电压与NSDD也呈幂函数关系。在对交流闪络电压的影响上,ESDD和NSDD是相互独立的。因此,污区的划分不仅应考虑ESDD,同时也应考虑NSDD。对于7片串XP-160,文中还给出人工污秽试验条件下绝缘子串的交流污闪电压表达式。     

110kV绝缘子串泄漏电流随户外环境变化的规律

户外运行绝缘子串的泄漏电流监测需要考虑环境温湿度及污秽度的影响。在绝缘子户外试验场进行了大量人工污秽试验,连续观测了110kV XP-160绝缘子串在一个或多个自然日的泄漏电流幅值变化规律。研究了不同灰密（NSDD）、盐密（ESDD）对绝缘子串泄漏电流幅值的影响及其与相对湿度、环境温度的关系,得到了泄漏电流幅值与相对湿度及污秽度的定量关系。研究结果表明：在相对湿度较小的情况下,随着污秽度的增加,泄漏电流会缓慢增加,但增长幅度并不明显;当相对湿度较大时,随着污秽度的增加,泄漏电流幅值会明显增大。     

基于网格曲线分析绝缘子附灰密度的变化趋势

提出了一种基于网格曲线分析绝缘子附灰密度变化趋势的新方法。首先介绍了网格分形的基本概念和计算方法,讨论了泄漏电流畸变特征产生的机理,并利用网格分形算法提取畸变形成网格曲线。在比较网格曲线变化特点的基础上,提出了分析绝缘子附灰程度变化趋势的新方法。以单片WXP2-70高压线路耐污盘形悬式绝缘子为试品,在雾室中进行了人工污秽试验,试验结果表明新方法能够有效地区分不同附灰密度下的绝缘子。     

珠三角地区架空线路绝缘子的自然积污特性

绝缘子自然积污特性研究对架空输电线路的外绝缘配置具有重要意义。在一条架空输电线路上安装不同伞形、材质的绝缘子串,测量绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和附灰密度(NSDD),分析比较绝缘子自然积污受各种因素的影响程度。研究表明:降雨、风速对绝缘子表面积污有很大影响;绝缘子带电积污量远大于不带电积污量;外伞形绝缘子自洁性能较好,钟罩形次之,深棱形最差;结构高度高的绝缘子,自然积污相对较低;相同条件下,瓷质绝缘子自然积污比玻璃绝缘子低;附灰密度与等值附盐密度具有普遍的正相关趋势。     

冷雾环境下绝缘子污层饱和湿润特性分析

电力系统污闪事故多发生在秋冬清晨,其特点是环境温度低并伴有大雾天气,因此研究冷雾环境下绝缘子污层饱和湿润特性对于防污闪工作的深入研究具有重要的意义。笔者通过人工污秽试验测量了不同盐密、灰密下的绝缘子污层饱和湿润时间以及泄漏电流曲线,分析了盐密、灰密和绝缘子型式对污层饱和湿润时间和泄漏电流的影响,得到了其饱和湿润特性。结果表明:盐密、灰密和绝缘子结构型式对污层的饱和湿润均有一定的影响。不同结构的绝缘子在同一污秽度下,其污层饱和湿润时间差别较大。研究结果可为输电线路外绝缘设计和选择提供参考。     

直流输电线路绝缘子选择

直流输电在系统安全、不同频率间联网和节约投资等方面具有优势。在相同污秽条件下,直流绝缘子的积污量是交流绝缘子的1～2 倍,在污秽不严重地区,直交流积污比较大,随着等值盐密的增大,积污比随之减小并趋于一致。直流绝缘子片数选择受污秽情况下的工作电压控制,按人工污秽闪络特性来选择绝缘子片数比较直观; 按泄漏比距选择方法简单易行。绝缘子上下表面积污比CUR 和灰密NSDD 对污秽闪络特性有影响,随着CUR 减小,绝缘子污耐受电压将提高;随着NSDD 增加,绝缘子污耐受电压将下降。综合考虑绝缘子性能、运行经验和经济等因素,建议在一般污秽地区采用玻璃或瓷绝缘子,在较重污区和重污区采用合成绝缘子。     

重污绝缘子串电压分布特性的试验研究

输电线路绝缘子串的电压分布受污秽分布状态的影响。根据自然污秽的分布规律,将绝缘子盘面污秽分布分为三种类型,在重污条件下对单片绝缘子及绝缘子串进行电压分布特性试验研究。试验结果表明:单片绝缘子污闪电压随等值附盐密度(ESDD)增加而降低;在绝缘子串中存在上盘面粘污不对称的绝缘子时,电压分布的随机性增强。该研究为改善污秽绝缘子串电压分布防止闪络事故提供了依据。     

污秽不均匀度对LXY4-160玻璃绝缘子串交流闪络特性的影响*

输电线路绝缘子表面污秽在自然条件下分布不均匀,污秽不均匀度是影响闪络电压的重要因素,因此研究输电线路绝缘子在不均匀污秽下的闪络特性具有重大意义。首先进行了LXY4 160玻璃绝缘子串的自然积污试验,然后研究了交流电压下污秽分布不均匀时7片LXY4 160玻璃绝缘子串的交流闪络特性,分析了不均匀污秽下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流与污闪电压的关系,得到了不同盐密(SDD)、不同污秽不均匀度(T/B)下绝缘子串的闪络特性。研究结果表明：SDD和T/B对LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压有影响,且二者对污闪电压的影响是相互独立的;随着T/B的减小,污闪电压会增大;7片LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压(Uf)与T/B、SDD分别满足对数和幂函数关系,且污秽影响特征指数b为0.280,不均匀污秽下修正系数C为0.271;不均匀污秽下绝缘子表面污层电阻将增大是导致LXY4 160玻璃绝缘子串污秽交流污闪电压提高的主要原因。研究结果对输电线路外绝缘设计和选择具有一定的参考价值。     

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。