超高压线路绝缘子污秽状态在线监测的研究

该文阐述了绝缘子污闪机理及运行状态与泄漏电流的关系.利用泄漏电流脉冲幅值及各个幅值段的脉冲个数,结合温度对绝缘子运行状态进行判断,并在此基础上介绍了通过短消息实现数据传输的绝缘子泄漏电流在线监测系统.试验表明,这种设计方案具有结构简单、操作方便、测量准确可靠的特点.     

采样电阻值对泄漏电流中脉冲分量采集结果的影响及机理初步分析

为研究采样电阻值对绝缘子泄漏电流采集结果的影响,采集了9 kV和25 kV工频电压下,单片干燥洁净及表面有分离水珠的瓷绝缘子的泄漏电流,并使用大容量工频试验变压器以及人工气候室开展了绝缘子人工污秽试验。试验中分别使用了5个不同阻值的无感电阻采集泄漏电流信号。提取并统计了脉冲幅值的最大值及幅值大于1/2最大脉冲幅值的脉冲均值。结果表明:采样电阻值对泄漏电流中的脉冲分量有显著影响;绝缘子在干燥洁净状态下施加电压25 kV时,采样电阻取1?与10 k?时测得的泄漏电流中脉冲幅值比大致为200;绝缘子污湿状态下施加工频额定9 kV电压,采样电阻取1?和100?时,脉冲幅值比亦可达到10左右。通过最小二乘法拟合发现随着串入阻值的增加脉冲信号幅值呈幂函数规律下降,必须考虑采样电阻值的影响,而基于该规律有望校正泄漏电流采集结果。初步分析认为采样电阻阻值对泄漏电流中脉冲分量采集结果产生影响的原因是电阻值会影响放电时的暂态过程。     

气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响

泄漏电流信号中包含了丰富的能够体现绝缘子运行状态的信息量。为此,以XP-70型瓷绝缘子为研究对象,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的人工雾室里进行了大量的交流人工污秽试验,分别研究了3种盐密、4种气压和5种不均匀度对绝缘子泄漏电流幅值的影响。试验结果表明:绝缘子整体平均盐密与上下表面污秽分布不均匀度和气压三者对绝缘子泄漏电流幅值的影响是相互独立的,泄漏电流幅值随着盐密的增加和气压的降低而均呈上升趋势,并且随着绝缘子上下表面污秽分布不均匀度的减小而呈下降趋势。还主要分析了绝缘子上下表面污秽分布不均匀度和气压对绝缘子泄漏电流幅值的影响机理。最后,利用最小二乘原理对试验结果进行拟合,得到了考虑盐密(ρESDD)、不均匀度(K)和气压(p)后的泄漏电流幅值的表达式,利用表达式可以估计绝缘子表面的污秽程度和分布特点。研究结果对于建立基于泄漏电流表征线路绝缘子的运行状态系统具有一定的参考价值。     

基于紫外脉冲法的陶瓷绝缘子污秽状态检测及评估方法

基于紫外脉冲检测法,搭建了污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统,在人工雾室内进行了不同污秽分布下陶瓷绝缘子放电紫外脉冲检测与泄漏电流检测试验。试验结果表明:全污秽绝缘子泄漏电流明显大于其他污秽分布绝缘子;存在非连续污秽分布时,污秽绝缘子泄漏电流与洁净绝缘子相近,此时通过泄漏电流检测绝缘子污秽状态将产生较大误差;紫外脉冲检测系统具有较好的放电检测性能,能有效检测不同污秽分布绝缘子放电状态。构建了包含紫外脉冲数、污秽分布、温度与湿度、气象环境、绝缘子类型与材质、运行电压等影响因素的绝缘子状态评估指标体系,基于评价指标层次结构建立关系矩阵及模糊一致矩阵,获取项目层及指标层各因素权值;按照绝缘子状态安全等级构建各指标隶属度函数,采用模糊综合评估法判断被测绝缘子样品的安全等级。     

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。     

用脉冲电流法判定线路绝缘子污秽程度

根据运行中污秽绝缘子产生泄漏脉冲电流的原理,提出了用脉冲电流法判定线路绝缘子污秽程度的方法。据此研制的装置用高速采样系统确定电流脉冲个数和幅值,计及线路状况及大气环境等因素后综合处理,判定绝缘子污秽程度。该法使用简便,可在线监测线路绝缘子的污秽程度和清扫质量,为状态检修提供了科学依据。     

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。     

染污玻璃绝缘子泄漏电流特性及其闪络电压预测

有效预测绝缘子闪络电压是防止发生污闪事故的重要手段,泄漏电流是分析检测绝缘子闪络电压的重要方法。在人工污秽实验室进行大量的试验,模拟运行电压下污秽度与相对湿度对泄漏电流的影响,从不同角度提取了能够反映绝缘子表面污秽度及相对湿度的4个泄漏电流特征量:泄漏电流脉冲幅值熵S、脉冲幅值Ih、能量比K及能量E,并得到它们之间的变化规律。提出基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的绝缘子闪络电压预测模型,将4个特征量S、Ih、K、E及相对湿度作为GRNN模型的输入量,闪络电压作为GRNN模型的输出量。预测结果与试验结果对比分析可知,相对误差小于7.33%,表明提出的绝缘子闪络电压预测GRNN模型的预测结果与试验结果基本一致,能够有效地对绝缘子闪络电压进行预测。     

室外绝缘子泄漏电流的仿真*

针对长期挂网运行的绝缘子上产生泄漏电流的问题，提出一种绝缘子泄漏电流特征识别方法。首先利用一种等效电路模型模拟各种情况下的绝缘子泄漏电流；其次通过ATP/EMTP仿真软件模拟了四种不同环境下新绝缘子和老化绝缘子的泄漏电流波形；最后对仿真获取的泄漏电流波形、幅值、总谐波失真等特征作出了分析。结果表明，泄漏电流的大小和波形很大程度上取决于绝缘子表面电阻的非线性特性。     

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。     

Performance of RTV silicone rubber coatings installed in coastal systems

RTV SIR coatings can improve the performance of ceramic insulators, in cases where pollution problems are experienced and the use of composite housings is not technically or financially in profit for the electrical utility. In this paper the performance of coatings installed in a coastal high voltage substation is investigated by measurements of leakage current. The measurements indicated the importance of the wetting mechanism, for the specific environmental conditions. In the case of condensation the surface activity on the coated insulators has been remarkably suppressed. On the other hand, in the case of light rain the same levels of activity have been recorded for both coated and non-coated insulators. The overall performance of the coated insulators, for the specific conditions, is superior in comparison to the non-coated insulators.     

转轮法试验中复合绝缘子放电现象及泄漏电流特征分析

为明确复合绝缘子转轮法试验中放电现象及泄漏电流与其老化程度的对应关系,利用自主研制的复合绝缘子转轮老化试验装置对8支"R配方"的复合绝缘子短样进行了30 000转老化试验。通过监测老化过程中绝缘子表面放电现象及泄漏电流变化,总结出绝缘子表面放电现象及泄漏电流波形变化大致可分成均匀烘干、干带电弧、零星放电和微弱放电这4个阶段。分析了这4个阶段放电特征和泄漏电流波形特征,发现泄漏电流幅值、3次谐波和5次谐波的变化规律同绝缘子的老化程度有一定的对应关系,对辨识转轮试验中复合绝缘子表面的老化程度有一定的参考价值。     

小波变换在绝缘子泄漏电流检测中的应用

为了掌握运行中绝缘子的污秽程度,介绍了一种基于小波变换的绝缘子泄漏电流检测方法。通过正交小波分解含有噪声的泄漏电流信号,利用噪声信号主要表现的高频特性,对分解后的高频系数进行阈值量化处理,并重构处理后的泄漏电流信号以消除噪声。对在此基础上设计的基于DSP的绝缘子在线监测系统仿真和实验的结果表明,采用这种算法可提高对绝缘子污秽程度的预测效果。     

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。     

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。     

±800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究

特高压直流输电在国内外均没有设计、建设和运行经验。根据我国云广±800kV特高压直流工程建设的需要，该文以5种不同结构型式的超、特高压直流复合绝缘子短样为试品，在人工雾室试验研究了试品的人工污闪特性，分析了试品绝缘子污闪电压与盐密、气压的关系。结果表明，直流复合绝缘子短样污闪电压(Uf)的污秽程度影响特征指数(a)与伞裙结构和材质有关，其值为0.25~0.3，小于瓷和玻璃绝缘子绝缘子，即Uf受污秽程度的影响较小，在污秽严重地区，复合绝缘子具有优势；Uf的气压影响特征指数n与绝缘子材质、结构、污秽程度等有关，对于直流复合绝缘子，n值为0.5~0.8，大于瓷绝缘子，在高海拔地区，复合绝缘子不具有优势。根据该文试验结果，采用样品绝缘子E，±800kV特高压直流输电线路在轻污秽、海拔1000m及以下地区的基本电弧距离应不小于8.16m，爬电距离应不小于30.2m。     

500kV瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙后的覆冰闪络特性

为了研究500kV超高压瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙(CAS)后的覆冰闪络电压特性,在特高压交流试验基地的大型环境气候实验室开展了500kV瓷支柱绝缘子加装CAS和未装CAS的覆冰闪络试验。研究并分析了2种工况下支柱绝缘子覆冰状态、闪络电压、泄漏电流发展以及放电路径。研究结果表明,加装CAS的瓷支柱绝缘子可有效阻止冰棱的形成,并且增爬裙之间不会被冰棱桥接,其放电主要沿冰棱和气隙发展。在绝缘子表面有污秽的覆冰状态下,带有CAS的500kV瓷支柱绝缘子覆冰闪络电压大于最大运行相电压,较未装CAS的支柱绝缘子提高约58%。     

复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究

绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用。以FXBW-110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验。试验结果表明：复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大。     

高压电网绝缘子在线绝缘性能的多级模糊综合评判

对绝缘子在线检测到的数据利用模糊综合评判的方法进行处理，除对泄漏电流峰值、泄漏电流有效值、脉冲电流频度进行模糊化处理以外，还利用曲线拟合的方法对泄漏电流奇次谐波和脉冲电流峰值进行模糊化处理。在构建模糊关系矩阵时，用偏大型半梯形分布引入了相对湿度因子，使得在计算过程中充分考虑天气的影响。从而得到绝缘子的在线绝缘性能和检修建议并通过现场试验数据验证了该方法的可行性。