污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。     

污秽瓷绝缘子泄漏电流的估算方法

泄漏电流的检测和分析作为污秽绝缘子在线监测的一种方法近年来引起大量关注。国内外研究表明,泄漏电流受作用电压和环境因素等的影响,但探索绝缘子泄漏电流与各影响因素之间的本质联系较少。为此,以单片的普通悬式绝缘子XP-70为试品,在人工雾室中进行了大量的人工污秽试验,利用最小二乘原理分析得到了作用电压U、盐密ρESDD和相对湿度RH与泄漏电流的具体关系式。结果表明:人工污秽试验中,绝缘子的泄漏电流幅值Ih与作用电压U、盐密ρESDD和湿度RH均有关,盐密、湿度影响较明显;随着ρESDD的增加,Ih按幂函数规律增加,特征指数为0.413;随着U和RH的增加,Ih均按指数函数规律增加,特征指数分别为0.044和9.815。研究结果对于工程中建立基于绝缘子泄漏电流的污秽度评估系统有一定的参考价值。     

基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽度表征方法研究

针对电力系统运行中悬式绝缘子污秽度实时监测困难,预测方法准确性不高。文中在多因子环境试验箱内对XP-70绝缘子进行大量人工污秽试验,在非饱和湿度范围内控制湿度缓慢变化,得到绝缘子泄漏电流与施加电压间的相位差(θ)变化规律及其与环境湿度(R_H)、盐密(ESDD)和灰密(NSDD)间的定量关系。指出θ与RH呈现显著的负相关性,特别是RH65%后,θ随R_H变化更为明显同时对污秽度变化较为敏感,可作为反映绝缘子润湿程度和表面污秽度的表征。提出相位差与湿度变化范围的比值(k)可作为表征污秽度等级的参量,测量R_H、θ后可通过k值与污秽度的关系式计算出绝缘子表面的污秽等级,此方法可作为现场污秽度实时监测的有效手段。     

污秽绝缘子泄漏电流与环境温、湿度相关分析

由于污秽绝缘子泄漏电流受环境温、湿度影响较大,泄漏电流与环境温、湿度关系研究具有重要的现实意义,为此基于多因子环境试验箱内单片XP-70绝缘子的人工污秽试验,运用泄漏电流测量系统和环境温、湿度采集系统记录了不同等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)、环境温度θ和相对湿度RH下的电流、电压波形,通过分析泄漏电流幅值随污秽度和环境温湿度的变化规律,建立了一种基于泄漏电流、污秽状况及环境温、湿度的数学模型。利用非线性回归分析方法,拟合出盐密、灰密、温度、相对湿度与泄漏电流幅值之间的关系,此表达式为Im=0.084ρ0ES.0D5D4(e0.008RH+15.170e-0.069r-0.076/ρNSDD)e0.026θ。研究成果表明:随着盐密、灰密、温度和相对湿度的增加,泄漏电流也逐渐增加,所得表达式能更为精确地表达出绝缘子泄漏电流和环境温湿度及污秽度的定量关系。此研究结果可为评估瓷绝缘子的污秽状态提供方法和思路。     

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。     

基于泄漏电流脉冲主成分分析的外绝缘污秽状态评估方法

为了防止污闪事故的发生,需要对外绝缘污秽状态进行评估。本文提出一种基于泄漏电流脉冲主成分的外绝缘污秽状态评估方法。首先对一种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录不同等值附盐密度(ESDD)和不同相对湿度(RH)下的电流波形,根据脉冲阈值的不同,将泄漏电流脉冲分成80档。利用主成分分析,从中提取一组泄漏电流脉冲主成分向量,用于概括原80档脉冲包含的信息。聚类分析和综合主成分分析的结果表明,绝缘子泄漏电流脉冲主成分向量与污秽度之间存在密切的关系,可以为外绝缘污秽状态评估提供重要参考。     

考虑变压器磁滞饱和特征的污秽试验仿真

人工污秽试验中作为电源广泛采用的试验变压器容量有限,磁滞饱和特性明显,故须系统讨论人工试验过程中变压器引入的影响及造成的试验数据和现场数据间的差异。在综合考虑试验变压器特征和污闪特征的基础上,建立了人工污秽试验过程模型,并针对典型污闪试验,进行仿真。将仿真结果和理想变压器条件下污闪模型仿真结果进行对比发现:在人工污秽试验中,试验变压器的较大铜损,导致了明显的负载效应;试验变压器的软磁化特性,导致了很明显的励磁涌流;变压器的非线性励磁特性,在泄漏电流中引入了很大的谐波成分。这对于修正人工污秽试验数据,研究污闪机理,建立污闪检测和预警等后续研究的深入,具有现实意义。     

相对湿度及盐密对绝缘子泄漏电流的影响

为研究环境相对湿度及盐等值密度对绝缘子泄漏电流的影响,以XP-70绝缘子为实验对象,在人工雾室进行大量的人工污秽试验。同时利用非线性回归分析方法,分析了相对湿度及盐密对污秽绝缘子泄漏电流最大值的影响。     

污秽绝缘子的泄漏电流特性及污闪事故率的预测

本文阐述了自然和人工污秽绝缘子串的泄漏电流与污秽电压的关系以及各种不同条件对试验结果的影响,并把所得到的结果用于污秽绝缘事故率的预测。     

悬式瓷制绝缘子泄漏电流与表面污秽的关系

为研究泄漏电流与相对空气湿度和污秽度的关系,以人工雾室内的大量人工污秽试验为依据,试验研究了瓷制绝缘子表面泄漏电流随相对空气湿度及污秽程度的逐步提升而不断增长的规律。结果表明,泄漏电流同空气相对湿度和污秽度之间存在着非线性关系;随着相对空气湿度和绝缘子表面污秽度的增加,表面放电现象明显加剧,泄漏电流随之增大,泄漏电流中3次谐波占基波比例也随之增加;湿度达到≥55%时,泄漏电流增幅明显。     

绝缘子温湿度在线监测技术研究

为降低绝缘子发生污闪的概率,需对影响绝缘子泄漏电流的温湿度值进行在线监测。为克服现有的在线监测温湿度技术在高环境温度和强电磁干扰等各种恶劣的环境下可靠性低的不足,采用了一种新的基于声表面波射频识别(SAWRFID)的绝缘子温湿度在线监测方法。首先对该SAW-RFID温湿度传感器标签芯片进行了通信测试、中心频率测试和性能测试,并基于该温湿度传感器对XP-70型绝缘子进行了实验,利用SAW-RFID温湿度传感器标签监测绝缘子温湿度,在此基础上分析得到了环境温湿度与绝缘子泄漏电流幅值的关系,为预估绝缘子绝缘性能提供了参考依据。     

污秽绝缘子泄漏电流特性研究

为提高泄漏电流评估绝缘子污秽度的可靠性,综述了污秽绝缘子泄漏电流特性问题20余年的研究成果,其内容包括临闪前泄漏电流和污闪电压的关系;在运行电压下及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流和放电现象间的关系;泄漏电流和等值附盐密度(ESDD)、绝缘子形状、片数、污秽状况以及污闪电压的关系;以及在绝缘子表面污层未达到饱和受潮条件时泄漏电流和雾浓度、相对湿度、ESDD间关系的研究。基于泄漏电流与其他污秽度参数之间关系的研究开发出在实验室及变电站测量多参量泄漏电流的仪器,并在现场测量了大量泄漏电流及气象条件的数据。根据研究成果提出了利用运行电压下的泄漏电流最大值进行污闪预警的方法。     

自然积污试验用19路泄漏电流在线监测系统的研制

污闪长期威胁着我国电力系统的安全,绝缘子泄漏电流的在线监测对于研究绝缘子污闪机理、防止污闪事故有着重要的意义。而泄漏电流在线监测系统的性能好坏决定了是否能够得到良好的研究效果。为此,详细介绍了一种用于自然积污试验的新型19路泄漏电流在线监测系统,包括系统的硬件组成、软件功能、校准试验结果等。针对过去泄漏电流监测系统的一些不足,该系统同时具备测量路数多、测量精度高、测量范围大、体积小、基于3G网络无线传输、自动故障记录、自动故障上报等优点,适合在自然积污站中对19支绝缘子同时进行长时间的泄漏电流监测。     

变电站设备外绝缘状态在线评估系统研发

为了有效预防变电站设备闪络事故的发生,根据最大泄漏电流和污闪电压关系建立了变电站设备外绝缘状态评估模型。该模型以一段时间内测得的绝缘子泄漏电流最大值为基础,综合地考虑了绝缘子形状系数、爬电总距离和现场相对湿度的影响。利用这个评估模型研发了变电站设备外绝缘状态在线评估系统。该系统在人工试验和现场运行中显示,能实时、正确地评估设备的污秽状态。     

唐山自然污秽试验站污秽评价系统

为了给输电线路防污闪提供科学指导,优化绝缘子污秽度预测特征量,从而提高污秽度预测可靠性,建立了唐山污秽试验站,选取环境温度、湿度、泄漏电流峰值、平均值以及脉冲次数,利用模糊数学方法建立并优化绝缘子污秽评价系统,得出的数据与现场实测数据有很好的一致性。     

变电站电力设备外绝缘泄漏电流分析

为了防止电力系统污闪事故的发生,必须对电力设备外绝缘状态进行监测。由于泄漏电流法具有便于实现在线监测的特点,已在电力设备的污秽度监测中得到了应用。利用自行研制的泄漏电流在线监测系统,对变电站的电力设备外绝缘泄漏电流进行了在线监测。根据现场采集到的泄漏电流数据,分析了泄漏电流发生的时段和月份,泄漏电流及其特征量和环境湿度之间的关系。     

变电站电力设备外绝缘泄漏电流分析

为了防止电力系统污闪事故的发生,必须对电力设备外绝缘状态进行监测。由于泄漏电流法具有便于实现在线监测的特点,已在电力设备的污秽度监测中得到了应用。利用自行研制的泄漏电流在线监测系统,对变电站的电力设备外绝缘泄漏电流进行了在线监测。根据现场采集到的泄漏电流数据,分析了泄漏电流发生的时段和月份,泄漏电流及其特征量和环境湿度之间的关系。     

恒压洁净雾环境中复合绝缘子表面泄漏电流特征参量分析

为有效地建立污闪与泄漏电流之间的关系，针对一种憎水性充分迁移的10 kV复合绝缘子试样，采用恒压洁净雾试验方法，分析了泄漏电流特征参量随受潮时间的长期变化特征，并讨论了泄漏电流各个特征参量与污闪之间的对应关系。结果表明：累积泄漏电流脉冲数目及累积放电量随时间的变化特性与试品是否发生污闪有对应关系，即发生闪络的试品其表面累积泄漏电流脉冲数目及累积放电量的上升速度均快于未闪络的试品。