绝缘子表面自然污秽成分分析及其研究展望

为研究自然污秽化学成分对污秽度评估和污闪电压的影响,总结了国内外绝缘子表面自然污秽成分的研究现状,归纳了污秽的成分、分类和测量方法;分析主要污秽成分的来源、污秽评估与污秽成分间的关系、污闪电压与污秽成分间的关系,发现用等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)进行污秽度评估存在不足,需要加以修正,并提出了修正思路;另外,在相同外界条件下,不溶性污秽颗粒度也会影响污闪电压的大小,从污秽层附水量方面进行了解释.指出需加强有机污秽对污秽度评估和污闪电压等影响的研究,建立新的污秽度评估体系.     

高压绝缘子自然污秽组成的研究

通过对高压绝缘子自然污秽的离子色谱分析,结合垢样扫描电镜和能谱分析、X射线衍射结果,确定高压绝缘子的污秽的确切成分和精细物相组成,结果显示高压绝缘子自然污秽无论盐密高低其主要组成为硫酸钙.     

特殊工业粉尘地区复合绝缘子自然积污特性研究

硅橡胶复合绝缘子具备机械强度高、防污闪性能优异、质量轻、运行维护方便等优点,在电网建设中应用广泛。在部分工业化工区,存在特殊工业粉尘污染,该类地区运行的复合绝缘子表面更容易积污,绝缘子表面在积污后憎水性显著降低,绝缘性能明显减弱。为研究特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子自然积污特性,文中对江苏某工业园区运行的复合绝缘子进行取样,使用污秽度与微观分析结合的方法对积污特性进行研究。结果表明,该地区运行的复合绝缘子普遍表面污秽度较重,污秽可溶物等值盐密(ESDD)数值较高,且污秽中存在的不溶灰分主要元素为碳(C)、氧(O)、硅(Si),含碳粉、二氧化硅(SiO 2)、氧化钙(CaO)等影响绝缘子表面导电性及吸水性的物质。文中所提方法能较好地揭示特殊工业粉尘地区的污秽特性。     

不同材料绝缘子表面的自然污秽成分测量与离子配对分析

自然条件下绝缘子表面的污秽成分受地形、气候及绝缘子表面材料的影响。为有效测量和研究电力系统外绝缘表面污秽成分,研究了离子交换色谱法对绝缘子表面污秽成分的具体测量方法,并对重庆地区自然积污的瓷、玻璃、复合绝缘子表面自然污秽离子成分进行了测量。针对目前普遍采用的离子配对原则的不足,提出了基于模糊聚类的离子配对原则,为污秽成分离子配对提供了依据。研究结果表明:重庆地区的输电线路绝缘子表面主要污秽成分为CaSO_4;由于污秽成分在不同材料表面的积累特性不同,位于同一地点3种绝缘子表面污秽成分和含量分布有所差异;等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)无法表征电力系统外绝缘自然积污程度,需在污秽地区建立基于污秽成分的污秽程度表征方法,以提高电力系统外绝缘污秽测试的可靠性。     

绝缘子表面自然污秽物性与污染源关系研究

不同污染源影响绝缘子积污量,对污秽的理化性质也有较大影响。文中选取江苏盐城各县市不同污染源附近的6个绝缘子悬挂点,通过取样分析悬挂点绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和等值附灰密度(NSDD)及其污秽可溶物、不溶物中阴阳离子体积分数和上、下表面污秽颗粒粒径的变化,研究分析了不同污染源附近绝缘子自然积污规律。结果表明:连续积污两年后,各污染源附近绝缘子下表面的盐密和灰密高于上表面;水泥厂、热电厂、镍厂和工业园区附近绝缘子的污秽度要大于农田公路区和化肥厂,平均灰盐比以水泥厂附近绝缘子3.28为最高,化工园区1.75为最低;不同污染源绝缘子表面污秽物的理化性质存在很大差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑上述积污特点。     

污秽成分对LXY_4—160绝缘子串交流闪络特性的影响

自然条件下绝缘子表面的积污成分呈多样性,而污秽成分差异对绝缘子污闪电压有影响。本文以7片LXY4—160标准玻璃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,结合不同污秽成分下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流的测量结果,分析了污秽成分对绝缘子串交流闪络特性的影响,研究结果表明:改变污秽成分中可溶性物质和不溶性物质的比例,均对污闪电压有影响;对于可溶性物质,绝缘子的污闪电压随着NaCl比例减小、CaSO4比例增加而升高;对于不溶性物质,绝缘子的污闪电压随着SiO2、Al2O3和Fe2O3混合物比例变化而产生相应的改变;不同污秽成分下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流存在差异,影响局部电弧的产生和发展过程,最终导致绝缘子污闪电压存在差异;自然积污研究中仅利用等值盐密无法表征自然积污程度。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。     

浙江电网架空输电线路绝缘子串的自然积污特性

掌握自然积污绝缘子的积污特性是绘制污秽区域分布图的重要依据。因此,以浙江电网架空输电线路绝缘子串为对象,对自然积污绝缘子的积污特点进行了试验研究。采用数量统计方法分析了上、下表面的等值灰密(NSDD)、等值盐密(ESDD)积污比KNSDD、KESDD以及2者比值KNSDD/ESDD的分布规律,并对不同污染源下绝缘子表面污秽物化学成分进行了分析。结果表明:不同结构型式自然积污绝缘子上、下表面污秽分布的不均匀特性存在差异;自然积污绝缘子KNSDD/ESDD的平均值为4.66,整片绝缘子KNSDD/ESDD平均值的变化趋势与下表面KNSDD/ESDD的变化趋势基本一致;绝缘子表面污秽物中,Ca2+占全部阳离子的摩尔分数最高,SO42-占全部阴离子的摩尔分数最高;同一片绝缘子,上、下表面污秽中各种离子的摩尔分数存在一定差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑这些积污特点。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明：绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污染源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明:绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

绝缘子污秽成分分析与清洗剂去污机理研究

为深入了解高压绝缘子污秽的组成和带电清洗剂对高压绝缘子表面污秽的去除机理,对高压绝缘子表面污秽进行了扫描电镜、红外光谱、x-射线衍射、x-射线荧光光谱和离子色谱分析,用接触角法研究了污秽粘附于绝缘子表面的作用力,测定了带电清洗剂和高压绝缘子的表面张力(γ);通过杨氏和表面能方程,分别计算出粘附功Wa、铺展系数Sw/s和浸湿功Wi。研究结果表明,污秽与绝缘子表面之间为van der Waals引力,无氢键形成。带电清洗剂表面张力较小,Wa>Wi>Sw/s≥0,表明带电清洗剂能在被污染的绝缘子表面自发浸湿和铺展。在带电清洗剂的作用下,减小了污秽与绝缘子表面的van der Waals结合力,使污秽从绝缘子表面脱附下来。该研究对开发新的绝缘子带电清洗剂提供了实验与理论依据。     

广州地区输电线路绝缘子污秽成分分析

笔者采用X-射线粉末衍射仪、X-射线能谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪及离子色谱仪对广州市区及郊区化工厂、焦化厂、发电厂、钢铁厂、农田等5种典型环境中的输电线路绝缘子污秽的化学成分进行了定性和定量分析。这些区域绝缘子污秽主要由C、SiO2、CaSO4、硅铝酸盐、氯化物(KCl、NaCl、MgCl2等)、Fe3O4等组成。污秽中的炭黑的存在提高了污秽的电导率,对污闪事故的贡献不容忽视。化工厂和焦化厂附近绝缘子污秽一价盐质量分数较高,有较大的污闪风险,钢铁厂和发电厂绝缘子污秽一价盐质量分数很低。这些研究结果对广州地区输电线路绝缘子的选型、运行和维护,防污措施的制订,绝缘子污闪事故的原因分析,具有重要的参考意义。     

500KV线路自然积污规律试验研究

本文介绍了一种测量５００ｋｖ线路绝缘子串自然污盐密串平均值测量的新方法，总结了各种号绝缘子的积污规律，以及塔高；电压等级对绝缘子积污的影响。为５００ｋＶ线路绝缘、绝缘子选型，污秽研究和线路清扫等提出了科学依据。     

不同运行年限复合绝缘子表面护套特性的研究

随着复合绝缘子运行年限的增长,有机材料的复合绝缘子会发生不可逆转的老化。伴随绝缘材料自身的性能的恶化,有可能影响电力系统的安全在线运行。为了进一步积累复合绝缘子安全运行的相关经验,特对可能存在安全隐患的110 kV叶氮清线及110 kV白氮线中不同运行年限的绝缘子共摘取3只进行抽检,研究不同运行年限后的复合绝缘子表面特性,对其进行了一系列的试验。研究内容包括绝缘子表面不同部位的憎水性分布、通过扫描电镜来分析绝缘子表面的污秽特征,以及通过离子成分分析,研究了污秽成分。试验研究表明,运行后的绝缘子的憎水性能出现不均匀分布,分析绝缘子表面的污秽成分,有助于了解该区域的污区特点,合理的制定防污措施。     

珠三角地区不同地形条件下绝缘子污秽积累规律的研究

笔者选取中国珠江三角洲地区220 kV输电线路上的4个试验点,结合珠三角地区的年降水分布与城市热岛效应等因素,通过分析试验点上绝缘子的盐密(ESDD)和灰密(NSDD)变化来研究珠三角地区不同地形下绝缘子表面积污积累规律。研究表明:绝缘子的ESDD受降雨影响较大而NSDD较小;影响绝缘子积污的主要因素是降雨量和污染源;绝缘子的最大污秽度出现在雨季第1场降雨之前;不同地形下绝缘子表面积污积累规律不同;热岛效应在污秽积累过程中起了重要作用。     

基于WebGIS的高压绝缘子污秽分析管理系统

构建了一个适应于电力行业的通用WebGIS架构及其工作流程,利用WebGIS、J2EE、多媒体数据库、计算机辅助分析技术、空间数据挖掘技术开发了一个高压绝缘子污秽分析管理系统。该系统能够完成线路绝缘子污秽信息(特别是红外热像信息)的收集、管理、应用、分析的全部工作过程,改进和优化污秽信息处理工作流程,提高线路绝缘子的维护效率。     

基于GSM SMS的绝缘子污秽在线遥测系统

研制了一种输电线路绝缘子污秽状况在线遥测系统,它是利用全球移动通信系统(GSM)短消息服务(SMS)进行数据传输的。简述了该系统的工作原理、系统构成、技术特点和应用效果,给出监测分机的硬件、软件的设计思路,以及通过RS232,并利用AT指令来读取短消息的具体实现方法,详细介绍了专家软件功能。该系统实现了对输电线路绝缘子污秽的远程实时监测,并在污秽接近过限时发送预报警信息,及时指导输电线路绝缘子的清扫工作。     

模拟自然污秽绝缘子串的电压分布试验研究

输电线路绝缘子串电压分布受多种因素的影响,选用江西省典型污秽区110 kV在线运行XWP2–70绝缘子串作为试品,根据自然污秽的现场污秽度及分布规律,设计了5类不同污秽度的污秽绝缘子试验,并采用小球间隙法研究绝缘子串的电压分布。试验结果表明:洁净的绝缘子串电压分布主要受电容影响;污秽条件下绝缘子表面结构组成发生变化,绝缘电阻降低;在不同染污方式及污秽度的情况下,绝缘子串电压分布受电容、绝缘子表面干区和剩余污层及绝缘电阻的共同影响。该研究为改善绝缘子串的电压分布提供了指导依据。     

线路绝缘子直流污闪电压修正研究

为了给出线路绝缘子不同污秽分布条件下直流污闪电压线性海拔修正系数,便于在海拔≤2 km地区直流线路外绝缘的设计,实验研究了在实际海拔1 970 m条件下绝缘子电弧的发展特性。研究表明:绝缘子上下表面污秽分布情况对瓷绝缘子直流电弧发展路径影响较大,造成直流污闪电压随海拔升高下降的程度不同。通过比较不同海拔高度下(0与2 km)210 kN钟罩型绝缘子人工污秽试验结果,提出了绝缘子上下表面污秽分布均匀与不均匀两种条件下直流污闪电压线性海拔修正系数分别为6%和3%,并利用大吨位(300 kN)钟罩型绝缘子试验结果验证了该线性修正系数。结果表明,该修正系数也适用于大吨位绝缘子。