高电导率雾对悬式瓷质绝缘子交流闪络特性的影响

为研究高电导率雾对染污绝缘子交流闪络特性的影响,在人工气候室内采用高压微雾加湿法和固体涂层法模拟XP10-160型悬式瓷质绝缘子串污秽湿润过程,并通过人工污秽试验获得了绝缘子闪络电压与盐密、雾水电导率的关系曲线。研究结果表明:绝缘子污秽闪络电压随雾水电导率的增大而降低,且当原有绝缘子表面盐密值较小时,雾水电导率对其闪络特性的影响更为突出,并可以将雾水电导率对绝缘子闪络特性的影响归结为附加盐密系数。文中利用Comsol Multiphysics软件仿真计算了不同电导率雾下绝缘子的空间电场分布规律,得出高电导率雾主要通过改变绝缘子表面污秽度影响绝缘子的污闪电压。     

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。     

特高压变电站支柱绝缘子重覆冰闪络仿真计算与试验分析

变电站支柱类绝缘子比线路绝缘子更容易覆冰,对输电线路影响更严重。为了获取特高压(UHV)变电站支柱类绝缘子覆冰后电气特性,建立了基于Obenaus概念的特高压支柱绝缘子重覆冰闪络物理模型,对比了固体涂层法和覆冰水电导率法试验得到的闪络电压结果。试验得出:覆冰水电导率和表面盐密对闪络电压的影响相互独立且均为负幂指数趋势;不同的污秽度与不同覆冰水电导率之间具有线性对应关系。建立了计算模型,将污秽和喷淋水电导率对覆冰闪络电压的综合影响等效为只有冰层没有污层的状态,降低了计算的难度。利用该模型计算了重覆冰条件下特高压支柱绝缘子的闪络电压,结果与试验验结果的误差<10%,验证了模型的准确性。     

雾水电导率对FXBW-35/70复合绝缘子交流雾闪特性的影响

目前的染污绝缘子的电气特性主要采用在蒸汽雾湿润条件下进行。试验经验表明,蒸汽雾湿润过程中绝缘子湿润时间难以控制,且试验过程中雾室内的温度也上升,这些影响因素使蒸汽雾试验与自然条件下绝缘子闪络时的环境条件明显不同。文中在人工气候室内利用超声波雾发生装置研究了复合绝缘子FXBW-35/70的交流雾闪特性。试验结果表明,不同雾水电导率下,绝缘子的闪络电压随着染污盐密ESDD的增加而降低,并呈负幂指数函数变化关系;随着雾水电导率的增加其闪络电压也降低,其可以表示为负指数函数关系。在输电线路外绝缘设计时应考虑雾的染污程度的影响,研究结果可为工程应用提供有价值的参考。     

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。     

盐雾环境下清洁和染污绝缘子交流耐压特性

盐雾是沿海及盐碱地区一种特殊的气象环境,盐雾环境下绝缘子的耐受电压会显著降低,威胁到输电线路的安全运行。为了研究绝缘子在盐雾环境下的耐压特性,对悬式瓷绝缘子XWP–300表面清洁和染污2种情况下的试品进行了盐雾试验。研究结果表明,当盐密和雾水电导率增大到一定程度时,绝缘子的50%耐受电压(U_(50%))趋于稳定;雾水电导率相同的情况下,绝缘子在NaNO_3盐雾中的50%U较在NaCl盐雾中的低,Na_2SO_4盐雾中的U_(50%)较高,但3种盐雾中的U_(50%)差异较小,盐雾对绝缘子耐受电压的影响主要取决于雾水电导率。分析清洁和染污绝缘子盐雾试验过程中的泄漏电流发现,清洁绝缘子表面泄漏电流幅值随时间呈现快速增长到最大值后趋于稳定的趋势,而染污绝缘子表面泄漏电流幅值随时间呈现先增大后减小的趋势。此外,根据清洁绝缘子在电压恒定时表面泄漏电流随雾浓度变化的规律,提出了清洁绝缘子在盐雾中采用电压升降法进行试验的改进方案。     

棒形悬式瓷绝缘子的覆冰交流闪络特性研究

绝缘子覆冰闪络事故严重危害着输电线路的运行安全。为了研究影响棒形悬式瓷绝缘子覆冰交流闪络特性的因素,文中在人工气候室内对棒形悬式瓷绝缘子进行了带电和不带电的人工覆冰试验以及交流闪络试验,研究了表面覆冰程度、盐密污秽度和覆冰水电导率对绝缘子闪络特性的影响,试验中使用高速摄影机对放电电弧的发展过程进行检测,并用示波器记录泄露电流和闪络电压。结果表明:带电覆冰和不带电覆冰导致绝缘子表面覆冰程度不同,对其冰闪特性具有显著的影响:局部放电的初始位置和电弧的发展过程具有不同的特点而且在电弧发展到完全贯穿绝缘子表面前,在相同的试验电压下带电覆冰绝缘子的泄露电流比不带电覆冰绝缘子的泄漏电流大;棒形悬式瓷绝缘子覆冰闪络电压随盐密污秽度和覆冰水电导率的增大而降低,且相同盐密污秽度下带电覆冰绝缘子的闪络电压高于不带电覆冰绝缘子的闪络电压。研究结果可为为输电线路绝缘子选型以及防冰减灾等,提供试验依据和技术参考。     

带电盐雾环境对复合绝缘子硅橡胶材料闪络特性的影响

沿海及多雾地区,复合绝缘子可能长期运行在盐雾环境中,使得闪络电压降低,威胁电网的安全稳定运行。为研究复合绝缘子硅橡胶材料在持续盐雾环境中闪络特性的变化,人工模拟了盐雾环境,对带电不同时间后的硅橡胶材料进行了交流闪络试验,记录了闪络电压和带电期间的泄漏电流。结果表明:试品的闪络电压与带电电压值有关,带电试验中所施加的电压值越高,带电试验结束后的闪络电压越低;闪络电压随雾水电导率的增加呈负幂指数规律降低,特征指数随带电时间的增加而增加;闪络电压随带电时间的增加而降低。随着带电电压值、雾水电导率和带电时间的增加,试品表面水膜占表面积的比值和泄漏电流特征量(脉冲数量、最大脉冲幅值、累积放电量等)增加,是造成闪络电压下降的主要原因。     

用盐雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性

针对空气污染导致雾水电导率增大,复合绝缘子污闪概率也随之增加这一情况,提出了用盐雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性。在人工雾霾模拟实验箱内,通过控制雾水电导率和雾水含量,用均匀升压法对蒸汽雾生成到消散两个阶段对绝缘子进行大量试验,记录闪络电压,并用高速摄像仪观察闪络路径。结果表明:空气中雾水含量低时,雾水电导率对绝缘子闪络电压作用不明显;随着雾水含量增加,增大雾水电导率对绝缘子闪络电压作用明显。且干净复合绝缘子在其注塑痕迹处发生起弧和闪络的概率较高,而对于染污绝缘子该痕迹对闪络影响不大。     

可溶性污秽成分对绝缘子交流闪络特性的影响

为研究污秽成分对外绝缘的影响,根据国内外研究现状,选取6种典型可溶盐成分,以3片XP-160标准瓷绝缘子串为研究对象,试验研究其在不同污秽成分下的交流闪络特性。研究结果表明:不同污秽成分下绝缘子表面的污层电导率存在差异,从而影响绝缘子串的闪络特性;部分特殊成分的受热分解特性以及难溶性对绝缘子的闪络电压有明显影响;污秽成分对绝缘子闪络电压的影响不仅仅体现在其对污层电导率或者等值盐密的影响,其对电弧放电过程中热电离的影响也是重要因素之一;运用等值盐密计算闪络电压的经验公式具有一定的缺陷,本文通过试验得出的修正系数可提供一定参考。     

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。     

盐密和灰密对110kV复合绝缘子闪络电压的影响

合成绝缘子具有很好的防污闪特性,但也会发生污秽闪络,这与常规的人工污秽试验仅考虑盐密的影响不无关系。文中选择110kV合成绝缘子为试品,在人工雾室中研究了灰密(NSDD)和盐密(ESDD)对合成绝缘子污闪特性的影响,分析了NSDD影响的原因,并采用2种方法对试验数据进行了分析和拟合。结果表明:人工污秽试验中,合成绝缘子污闪电压Uf与ESDD和NSDD均有关,但二者的影响是彼此独立的;随着ESDD或NSDD的增加,其Uf均按幂函数规律降低;ESDD和NSDD对Uf影响的特征指数分别为0.106、0.140,即对于合成绝缘子,灰密的影响大于盐密,这与瓷绝缘子相反;灰密对污闪电压影响的原因之一是吸收更多的水分,二是破坏合成绝缘子的憎水性。     

±800 kV长串绝缘子污闪特性及绝缘子选择研究

对±800 kV直流输电线路上可能用到的几种典型大吨位绝缘子的污闪特性进行了系统的人工污秽试验研究。针对线路中可能用到的V型串及双I串并联结构,通过试验分析了它们对绝缘子串污闪电压的影响。结果表明,大吨位绝缘子的直流污闪电压与串长之间仍存在较好的线性关系,V型绝缘子串的污闪特性与I型串基本一致,可以直接使用I型串的试验结果,但并联绝缘子串间距对绝缘子串污闪特性存在显著影响,且串长不同时,并联绝缘子串间距对其污闪电压的影响效果不同。基于上述试验结果,并考虑了现场等值盐密与试验盐密的校正关系,给出了±800 kV特高压直流输电工程外绝缘参数计算和线路绝缘子选型的方法。     

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。     

超、特高压直流线路瓷和玻璃绝缘子污闪特性研究

根据直流人工污秽试验,笔者分析和比较了6种型式瓷和玻璃绝缘子污闪特性。试验结果表明:不同型式绝缘子的污秽闪络性能不同,盐密影响特征指数α与绝缘子的结构和材质有关.其值在0.32～0.55间。同样污秽下,玻璃绝缘子的污闪电压梯度高于相同结构的瓷绝缘子,外伞型绝缘子的污闪电压梯度低于钟罩型绝缘子。绝缘子的有效爬电系数与其型式和污秽程度有关,可表示为K=M×(SDD)~m。在试验的五种非标准绝缘子中,玻璃钟罩型绝缘子较好的利用了其爬电距离,而双伞型瓷绝缘子的有效爬电系数最低。     

自然积污绝缘子表面污秽分布特性研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,文章通过实验方法,重点研究分析了玻璃,瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布规律,所选择的这三种绝缘子为河北保定地区输电线路上已运行多年的悬垂绝缘子,利用盐密(Equivalent Salt Deposit Density,ESDD)与灰密(Non Soluble Deposit Density,NSDD)实验测量了绝缘子串中不同片的绝缘子及同一片绝缘子的不同表面的盐密、灰密,将数据以表、图的形式进行了处理分析,得到该地区绝缘子的污秽分布规律,最后以玻璃绝缘子及瓷绝缘子为研究对象,运用ANSYS对其在不同盐密分布下的电场及电流密度进行了仿真分析。     

35～1000kV线路绝缘子污闪电压值的估算

针对目前绝缘子污闪电压缺乏系统研究的现状,建立了35~1 000 kV输电线路用普通型绝缘子交流污闪电压的计算模型即展开普通型绝缘子成平面模型后分析交流污闪条件,计算出绝缘子在不同表面污层电导率条件下的临界污闪电压值;对35~1 000 kV输电线路用5种不同吨位的普通型绝缘子进行交流人工污秽试验,获其在各盐密下的50%污闪电压;通过计算值和试验值的对比,可将绝缘子表面污层电导率转化为盐密,从而算出各普通型绝缘子在不同盐密下的交流污闪电压值。试验验证计算结果误差小,说明该模型能够有效估算代表普通型绝缘子的50%污闪电压情况。该研究结果可供各电压等级输电线路外绝缘选择参改。     

基于运行电压下泄漏电流的交流污闪电压预测(英文)

This paper presented a model to predict the AC flashover voltage of contaminated suspension insulators.The prediction method is based on the maximum leakage current under AC operating voltage.Three kinds of widely used suspension insulators were tested in various contamination states such as pollution layers with different equivalent salt deposit density(ESDD),different composition of the conductive components,different non-soluble deposit density(NSDD) and different pollution distribution states to simulate the contamination states in nature.The effective ESDD was proposed and calculated.Influences of contamination states to maximum leakage current and flashover voltage were studied.Then,the relationships between flashover voltage and leakage current in these states were presented.Finally,considering the difference of insulator profiles,a new parameter is defined and a model to estimate the flashover voltage based on this parameter is developed.The model could be used in all kinds of suspension insulators in different contamination states and was validated by the test results.     

预染污方式对瓷和玻璃绝缘子人工覆冰交流闪络电压影响的研究

绝缘子覆冰是一种特殊形式的污秽,一般来说覆冰前绝缘子表面存在污秽才会导致绝缘子在运行电压下发生冰闪。如何模拟和表征污秽对绝缘子冰闪电压的影响,是防冰抗冰设计的基础。笔者根据人工气候室的试验结果,探讨了染污方式,即固体涂层法染污或覆冰水电导率染污对3种型式的瓷和玻璃绝缘子覆冰交流闪络电压的影响,分析了人工覆冰绝缘子的两种染污方式之间的关系。研究结果表明:在对冰闪电压的影响上,两种染污方式存在等价性,但采用覆冰水电导率模拟污秽时试验简便,试验结果的分散性相对较小;染污方式对覆冰绝缘子的放电路径有影响,固体涂层法染污的绝缘子冰闪路径沿着绝缘子表面;覆冰水电导率模拟污秽时,放电沿着冰层外表面,因此试验结果的分散性较小,试验简便和易于控制。