异常发热复合绝缘子温升的影响因素研究

对异常发热复合绝缘子在不同环境湿度、温度、风速以及电场强度作用下的温升进行测试。新绝缘子在不同温湿度条件下几乎不出现温升,伞 套材料劣化复合绝缘子的温升随环境湿度的上升而升高,随着风速的提高而减小,随均压环屏蔽深度的增大而减小。材料劣化为复合绝缘子出现异常 发热的前提。环境温湿度通过影响材料在交变电场下极化损耗所产生的发热能量以及绝缘子的散热条件,从而影响绝缘子的温升。风速将影响绝缘子 的散热条件。电场强度的变化将直接影响材料极化损耗所引起的发热能量,均压环对高压端场强的削减作用将有效抑制绝缘子的温升。     

湿热环境异常发热复合绝缘子电热耦合仿真分析北大核心CSCD

复合绝缘子运行中异常发热现象频发,其中老化与表面污秽是导致发热的主要原因。文中采用有限元多物理场仿真,结合实测获得的材料参数,分别建立了正常运行、湿热老化、局部涂污及整体涂污等4种典型工况下的复合绝缘子仿真模型,根据湿热老化以及表面污秽的不同发热特征,分别建立静电、电流场两种模型。通过电场计算分析发现:湿热老化后复合绝缘子沿面电场增大、界面电场降低;局部涂污复合绝缘子在涂污处电场稍微下降;整体涂污复合绝缘子由于沿面电流增大造成电场畸变严重。通过以电介质损耗为接口的耦合热场以及电流场⁃热场耦合的电热联合仿真与试验结果对比发现:正常与局部涂污复合绝缘子基本无温升;湿热老化与整体涂污复合绝缘子温升明显,但温度梯度方向相反。仿真计算所得绝缘子最大温升位置与试验结果相同,试验结果与仿真计算结果基本吻合。     

高海拔地区电晕放电对染污复合绝缘子表面憎水性的影响

复合绝缘子在实际运行中面临各种严酷环境,在高海拔地区空气稀薄,一旦发生电晕放电,带电粒子将对复合绝缘子表面状态产生严重的不良影响,破坏其表面状态,使其表面憎水性下降,丧失优异的防污闪性能。利用不同压强的气体环境模拟不同的海拔进行了不同海拔下交、直流电晕放电对不同染污程度复合绝缘子的影响实验,获取了气压、电压、放电形式等因素对复合绝缘子表面憎水性及憎水性恢复特性的影响规律;并讨论了交流电压作用下,表面污秽对复合绝缘子憎水性及憎水性恢复特性的影响。结果表明:交、直流电晕放电产生的高能粒子造成复合绝缘子表面憎水性不同程度降低,随气压降低或外施电压升高,电晕放电对复合绝缘子表面状态造成的影响程度加深;交流电晕对复合绝缘子表面憎水性的破坏程度远大于正、负极性直流电晕;干燥条件下,表面轻度污秽在一定程度上减弱电晕放电对复合绝缘子表面憎水性的破坏效果。     

基于Mask-RCNN算法的复合绝缘子串红外图像分割与温度读取

红外成像可以快速发现复合绝缘子异常温升,从而实现缺陷检测。为了解决复合绝缘子红外检测中人工诊断时间成本高、效率低、背景干扰多的问题,文中提出了基于Mask-RCNN的温升绝缘子自动检测方法。首先使用Mask-RCNN对红外图像数据进行学习训练,进而对其中的绝缘子目标进行识别检测和图像分割。在智能分割之后,通过识别图中的温度范围数据并将绝缘子区域图像灰度与之比对,得到了绝缘子的温度信息,用于绝缘子异常发热故障的诊断。实验研究表明:在对南方某市绝缘子红外测温图像的自动识别中,Mask-RCNN有着优异的表现,能够运用于在巡线工作中,可以有效减轻人工处理数据的压力,对于提升推进智能巡线的智能化水平、保障输电线路安全运行有着重要的意义。     

应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态

应用红外检测技术能够有效检测复合绝缘子劣化状态。剖析了导致复合绝缘子发热的原因,研究红外检测技术评估复合绝缘子劣化状况的方法,提出了应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态的两个判据。以沿海地区某110 k V变电站110 k V母线复合绝缘子红外检测温度异常为例,应用红外检测技术诊断该复合绝缘子缺陷类型,并通过停电解剖复合绝缘子验证了红外检测结果的正确性。     

不同运行条件下复合绝缘子伞裙老化特性研究

为准确评价不同运行条件下复合绝缘子伞裙老化特性,评估其运行性能,分别对运行年限不同、所处地区污秽等级不同、运行环境不同的复合绝缘子进行憎水性检测和傅里叶红外光谱分析,并通过热重分析进行验证。对比不同条件下复合绝缘子伞裙的红外光谱(特征官能团吸收峰)和热重曲线差别,明确了运行年限相对较长、处于重度工业污秽地区或大风沙尘地区的复合绝缘子老化程度较高,并据此给出了复合绝缘子的运维建议。     

复合绝缘子故障检测方法的有效性分析

随着复合绝缘子在电网中用量增加,由复合绝缘子故障所引发的输电线路事故也相应增多,为此对运行复合绝缘子的潜在故障开展有效检测对于保障输电网络运行可靠性意义重大。笔者通过在运行复合绝缘子上人工模拟漏电起痕、表面金属颗粒附着、内部碳化通道等常见绝缘子故障,试验研究了紫外成像法、红外成像法和电场法检测方法检测这3类故障的效果,并分析了3种检测方法的有效性,结果表明:紫外成像法可有效检测引发复合绝缘子放电的故障缺陷;红外成像法可以检测发热故障,但对短时绝缘故障检测效果有限;电场法仅适合检测存在于绝缘子上较严重的短路性故障;潮湿气候条件更有利于绝缘子故障的检测,运行单位应加强雨雾天气或凌晨空气湿度较大气候条件下绝缘子的巡检工作。     

复合绝缘子护套-芯棒界面异常老化特征及原因分析

护套-芯棒界面是复合绝缘子内绝缘的重要组成部分,与复合绝缘子的异常运行缺陷、故障密切相关。本文针对一起发热的500kV运行复合绝缘子进行深入分析,结合多种表征技术对护套-芯棒界面老化特征进行了研究。结果表明：界面处护套的老化受其所在位置电场强度的影响显著。有异常温升或放电处的硅橡胶护套和环氧玻纤芯棒粘接良好,但界面处都...     

运行条件对复合绝缘子红外光谱的影响研究

长期挂网运行的复合绝缘子往往不可避免地发生老化,造成绝缘子绝缘性能的下降。为研究复合绝缘子在不同运行条件下的老化状态,文中采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析运行于不同环境、不同电压等级具有不同运行年限的多支复合绝缘子,并对复合绝缘子伞裙典型官能团的变化情况进行研究。研究结果表明:重污区绝缘子表面积污程度相对较重,造成复合绝缘子伞裙表面Si-O-Si链和Si-CH_3链含量相对较低,其老化程度更严重。同时,通过数理统计的方法研究运行于不同电压等级的绝缘子Si-CH_3与Si-O-Si的对应吸收峰面积,结果表明,不同电压等级的复合绝缘子红外光谱吸收峰面积具有分散性,220kV绝缘子红外光谱基团的吸收峰面积明显小110kV的绝缘子,但整体上峰面积呈现随运行年限增大而变小的趋势。     

硅橡胶复合绝缘子运行寿命的试验研究

为评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全寿命,提高供电可靠性,从上海电网中实际运行的线路上,选取运行年限>10a的110kV硅橡胶复合绝缘子作为试验研究样品绝缘子,通过对其表面特性及工频和冲击电压的试验研究,并辅助硅橡胶材料的微观试验,分析和探讨硅橡胶复合绝缘子运行寿命特性、电气和机械性能的综合因子老化规律,评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全运行状态。研究结果表明:在硅橡胶材料表面特性正常的情况下,其工频和冲击电压试验的干、湿闪电压较接近并与外绝缘结构有关;当硅橡胶材料表面特性老化时,其干、湿闪络电压出现差值,表现出与材料表面特性有关。     

输电线路绝缘子串温度场仿真分析

本文在了解红热外成像技术及其发展现状的基础上,研究了架空输电线路绝缘子串发热机理和温度分布异常的原因,并运用ANSYS有限元分析软件对不同工况下绝缘子串的温度分布进行仿真计算。然后对运行中的绝缘子串进行实测,即使用红外热像仪采集输电线路中绝缘子串的红外热成像图谱,并进行绝缘子温度异常的案例分析。最后将仿真结果与案例图谱进行对比分析,论证红外热成像技术在架空输电线路绝缘子状态检测中的可行性和有效性。     

不同湿度下低值瓷质绝缘子的发热特性

绝缘子串中劣化低值绝缘子对电网的安全运行构成了潜在的隐患。以瓷质绝缘子为试品,利用红外成像技术重点分析了不同阻值的低值绝缘子在不同相对湿度、不同位置条件下对检测的影响;并提取数据绘制了温升曲线,研究了其发热规律,最后通过Comsol有限元分析法进行了模拟仿真。实验结果表明:低值绝缘子位于绝缘子串高压端时易于检测,阻值较大的低值绝缘子位于串中部或接地端时易漏检;劣化绝缘子的温升幅度与阻值大小并不成线型规律变化,阻值为30 M?左右时发热最大;污秽等级为I级,相对湿度在70%～80%时,绝缘子发热最大,相对湿度90%时,劣化绝缘子温升有所下降,会致使误检或漏检的发生。     

复合绝缘子在变电站的使用及运行分析

为解决复合绝缘子在变电站特殊条件下能可靠运行存有疑虑的问题,在阐述了复合绝缘子在变电站运行中存在的特殊问题,如在较强的电场、承受复杂弯扭负荷等严酷运行条件下长期安全工作的可靠性后结合当前复合绝缘子的制造水平、运行经验和研究成果对该问题进行了分析,认为复合绝缘子在变电站的使用技术上可行,经济上合理。最后根据变电站内特殊运行条件,提出了复合绝缘子应用于变电站具体的建议和运行维护措施。     

复合绝缘子酥朽发热老化的原因分析

为探究500 kV陕瀛线复合绝缘子异常发热的原因,采集故障绝缘子样本进行了红外和紫外检测、解剖分析、电镜扫描、X射线能谱分析等试验,结果表明,陕瀛线复合绝缘子异常发热故障是酥朽老化引起;酥朽老化是绝缘子的内部蚀损导致,其直接表现特征为局部发热,红外精确定位是早期发现此类故障的有效办法;酥朽老化的形成过程与复合绝缘子内部缺陷引起的局部放电有关,局放引起发热,伴随环氧树脂化学裂解,玻璃纤维表面蚀损,硝酸根离子产生等特征,导致绝缘子机械强度下降。     

光纤光栅复合绝缘子的试制及标定试验

针对输电线路复合绝缘子运行检测现状,在综述国内外相关检测技术的基础上,结合光纤传感技术和复合绝缘子技术,通过在复合绝缘子的芯棒基体内植入光纤布拉格光栅构成智能芯棒结构,成功研制了光纤光栅复合绝缘子,设计了复合绝缘子内部温度与应力的采集系统,从而实现了复合绝缘子运行状态的实时监测;并对光纤光栅复合绝缘子进行了标定试验,确定了光纤光栅复合绝缘子的光栅中心波长与温度及拉力之间的定量数值关系。研究结果表明,拉力和温度的变化均与光栅中心波长变化量呈很好的线性关系,其中光栅的拉力系数在47～50pm/kN、温度系数基本在13.5～14.1pm/°C范围内变动。这些数据为绝缘子挂网运行状态分析定量检测依据。     

利用泄漏电流递归分析法研究绝缘子雾凇闪络

绝缘子的运行状态直接关系输变电线路的安全运行.由于泄漏电流贯穿于绝缘子运行始终,能够直接反映绝缘子表面状态及放电特征.在实验条件下模拟雾凇环境,以硅橡胶绝缘子为试样,将其悬挂于雾凇环境下不同时间,雾凇即在绝缘子表面凝结,然后分别施加电压至发生闪络.通过高速摄像机记录闪络现象和过程,采用递归分析法研究泄漏电流的非线性特征,将闪络发展过程中泄漏电流的内在变化在递归图及其定量指标中表征出来,结果表明泄漏电流的非线性特征变化与闪络过程中绝缘子表面放电现象具有很好的一致性,有效揭示了绝缘子雾凇闪络过程的发展以及闪络发生的机理,从而提高户外绝缘子运行的可靠性与准确性.     

高速气流中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响研究

运行于高速沙尘环境中的车顶复合绝缘子频繁发生异常及不明闪络现象,严重威胁列车的安全、稳定运行。风沙环境使得复合绝缘子附近的空间电场发生了一定的畸变,会影响复合绝缘子的闪络特性。文中基于风洞试验系统探究高速气流环境中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响,测定了高速气流沙尘状况下复合绝缘子的闪络电压,对比了在有沙尘与无沙尘时复合绝缘子的闪络电压,揭示了沙尘环境下复合绝缘子闪络电压的变化趋势;实验结果表明:高速气流环境下,复合绝缘子的闪络电压随风速的增加先增大后减小,有沙尘时复合绝缘子的闪络电压要比无沙尘时低;在同一气流速度下,当沙粒粒径为100μm、沙流量较小时,复合绝缘子的闪络电压要高于沙流量较大时的闪络电压;随气流速度的不断增大,沙尘通过畸变电场而影响闪络电压的程度将逐渐低于流场特性的影响,而使得在气流速度较高时不同沙尘流量的闪络电压差距较小。     

基于不同发热特征的复合绝缘子老化原因分析

红外温升检测是筛查故障复合绝缘子的有效手段，但导致复合绝缘子异常发热的原因多种多样，并不是所有原因都会演变为恶性故障，因此区分不同原因引起的异常发热对电网安全稳定经济运行尤为重要。本文对两支存在不同发热特征的220 kV退运复合绝缘子进行扫描电镜、傅里叶红外光谱等理化特性研究，同时对其介电性能进行分析。结果表明：造成不同异常温升现象的原因不同，其中发热部位集中在高压端端部、温升值低于5℃的复合绝缘子，其发热处芯棒的环氧树脂无明显降解现象，介电常数和介质损耗因数也无明显增加，而其护套出现孔洞和较浅的微裂纹，介电常数和介质损耗因数随湿度的增加而增加；发热部位延伸至多片伞裙、温升值达到40℃的复合绝缘子，其芯棒的环氧树脂有明显降解现象，介电常数和介质损耗因数分别为正常部位的3.67倍和79.4倍。     

湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制研究

湿热环境下,含界面缺陷的复合绝缘子更易发生酥朽断裂、界面击穿等严重事故。目前湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制尚未明确。本文对含有不同界面缺陷的复合绝缘子短样进行湿热老化,对比吸潮与干燥状态下各试样的温升与放电结果,然后通过解剖观察、微观形貌观察及表面元素与官能团变化分析,研究湿热环境对含界面缺陷复合绝缘子性能的影响。结果表明：绝缘子界面缺陷在湿热作用下会加速绝缘子的老化进程,扩大为界面失效,界面处局部放电与水分杂质的极化损耗会引发异常发热故障,其中金属缺陷引发的温升明显高于其他类型缺陷;随着界面缺陷逐步扩大,环氧树脂由界面向内部发生氧化分解,玻璃纤维大量裸露,进而发生劣化。     

运行中复合绝缘子的状态评价及试验研究

通过对复合绝缘子制造工艺和运行状况进行调研,对当前复合绝缘子的生产和运行情况进行了全面评估,并在此基础上结合试验研究提出了符合实际运行情况的检测复合绝缘子运行状态的方法。