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.     

交直流电压下绝缘子放电紫外脉冲与泄漏电流对比分析

绝缘子污闪是威胁电力系统安全可靠运行的主要因素之一,如何有效检测绝缘子污秽状态成为污闪防治的关键。本文基于搭建的污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统,利用人工气雾室开展了不同污秽分布与空气湿度下陶瓷绝缘子放电紫外脉冲检测与泄漏电流对比实验研究。实验结果表明:直流电压下,不同污秽分布与空气湿度下绝缘子放电紫外脉冲数与泄漏电流具有相似的规律,可采用绝缘子放电紫外脉冲数替代泄漏电流检测污秽绝缘子,实现绝缘子污秽状态的非接触检测与评估;交流电压下,不同污秽分布绝缘子放电紫外脉冲数区别不大,难以通过紫外脉冲检测实现不同污秽分布绝缘子的区分。研究工作为输电线路绝缘子污秽状态非接触检测与评估提供了参考。     

饱和受潮绝缘子外绝缘状态评估系统的试验验证

污闪问题是电力系统最重要的问题之一。为了有效预防污闪,介绍了一套绝缘子外绝缘状态评估系统。该系统综合考虑绝缘子型号、线路电压等级、相对湿度、最大泄漏电流等因素的影响,对绝缘子的外绝缘状态尤其是闪络电压做出预判,进而防止污闪事故的发生。基于这套外绝缘状态评估系统,研究了等值附盐密度(equivalentsalt deposit density,ESDD)、绝缘子串长以及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流最大值与污闪电压的关系,并对同一ESDD下的实测污闪电压和估算污闪电压进行了对比。结果表明,当所选用的XWP2-160型绝缘子的串长分别为28、21、14片时,污闪电压的实测值和估算值的最大相对误差分别为4.6%、6.6%、5.5%。对比结果最终验证了该系统的可靠性和准确性。     

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。     

Effect of core diameter of cylindrical polymer insulators on contamination flashover voltage—part I

This paper presents the investigation results of the effect of the core diameter on the flashover voltage of cylindrical polymer insulators under contaminated and heavy fog conditions. The specimens had the same or very similar shed profiles but different core diameters. The results confirmed a large reduction in flashover voltage when the core diameter was increased from 26 mm for transmission line insulators to 73 mm for post insulators; however, change is not so significant from post insulators to bushing shells having larger core diameters. Higher flashover voltages of line insulators are attributable to the large difference in the leakage current density between the trunk and shed portions so that the wetting conditions are very different between these portions. This causes the applied voltage to the whole insulator to be divided and allotted to almost all the dried trunks, preventing the concentration of the applied voltage to only a few portions, resulting in higher flashover voltages. The quantitative assessment of contamination flashover voltage characteristics of hydrophobic polymer insulators presented in this paper will be helpful in the selection and design of polymer insulators for contamination areas. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

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。     

涂覆半导电室温硫化硅橡胶涂层的绝缘子污闪特性试验与仿真

绝缘子覆冰对电网的安全运行构成巨大威胁,目前有学者提出一种基于半导电RTV的电热防冰法。为了研究这种方法对于绝缘子污闪特性的影响,分别进行了绝缘子的污闪试验,绝缘子受潮试验和电场仿真计算,发现其可以在一定程度上提高绝缘子的污闪电压。由于这种半导电RTV具有较好的憎水迁移性,因此对污闪电压的提高有一定作用。此外,绝缘子半导电涂层增加了表面泄漏电流,对污秽层有烘干作用。同时通过仿真计算研究了涂层对绝缘子电场分布的影响,发现半导电涂层可以均匀绝缘子下表面的电场。综合分析得出半导电涂层的憎水迁移性、对污秽层的烘干作用、对绝缘子下表面电场的均匀作用,共同作用从而提高了绝缘子的污闪电压。     

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。     

绝缘子污秽度检测与污闪预警研究综述

概述了现今绝缘子污秽度检测方法的优缺点,提出泄漏电流是污闪预测中最为重要和科学的参量.分析了泄漏电流特征量提取的时域和频域的各种有效方法,及各方法的优点和局限性.结合绝缘子的污秽特点,指出了今后绝缘子污秽检测方法的研究方向和重点是应建立基于泄漏电流的多参量的综合预警模型.     

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。     

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。     

特高压输电线路污闪和风偏风险实时评估与预警

特高压输电线路跨越距离长,易受不同气象条件的影响,实现特高压输电线路在不同气象条件下的电气可靠性实时评估与预警对保障电力系统稳定可靠运行具有重要意义。分析了输电线路污闪和风偏闪络的机理,将气象数据引入特高压输电线路电气可靠性实时评估与预警中,结合未来1~72h数值天气预报的结果,建立了基于气象参数的特高压输电线路污闪、风偏风险实时评估与预警模型,预测特高压输电线路在不同气象条件下的污闪和风偏闪络电压,进而得到特高压输电线路在不同气象条件下的污闪和风偏闪络的风险等级,实现评估与预警。     

喷涂PRTV涂料玻璃绝缘子串染污外绝缘特性研究

PRTV涂料因其憎水性能良好,在输电线路外绝缘的建设和维护上得到了广泛应用。通过大量人工污秽试验,研究了220 k V和500 k V电压等级输电线路玻璃绝缘子串在PRTV涂料不同喷涂方式下的染污外绝缘性能。研究表明,PRTV涂料对提高绝缘子串污闪电压,降低表面泄漏电流效果明显;不完全喷涂PRTV涂料玻璃绝缘子串的污闪电压比普通绝缘子串有很大提高,甚至与完全喷涂效果相差不大,可大大节省涂料用量。提出了适合于220 k V电压等级绝缘子串的PRTV涂料喷涂方式,为输电线路外绝缘的设计和性能维护提供了支持和参考。     

Probabilistic assessment of flashover performance of transmissionlines in contaminated areas

Using a probabilistic method, a risk-of-failure study of 500 kV transmission line insulation was made by treating flashover voltage, contamination severity, degree of wetting as probabilistic variables. In the present study, a calculation of risk-of-failure was made using the actually recorded distribution of contamination severity, relative humidity and flashover voltage. The results were compared with those obtained by assuming normal distribution of the two variables     

基于高压侧测量的输电线绝缘子泄漏电流在线监测系统

设计了一种基于MSP430高压侧绝缘子泄漏电流在线监测系统,采用一段时间内泄漏电流的峰值最大值、峰值平均值和脉冲数等参数作为污秽程度划分的依据,详细介绍了基于反馈补偿型泄漏电流传感器的设计,实现电流传感器的高线性化,提出用电流互感器直接从高压负载电流中获取系统供电能量的思想,分析了干扰噪声对泄漏电流信号峰值提取的影响,在软件设计中,引入了小波变换算法对信号进行降噪处理的方法。实验测试表明,通过对实时监测记录的历史数据进行综合分析和统计,能够对绝缘子的污秽程度做出正确的划分,并实现绝缘子污秽过度报警功能,从而减少了污闪发生的概率,提高了供电系统可靠性。     

染污绝缘子放电发展区段与污闪预警的实验研究

污闪是污秽放电的极端结果,针对绝缘子泄漏电流与污秽放电之间的紧密联系,通过实验室反复试验,研究泄漏电流的特性,目的是提取污闪预警的特征量以防止污闪的发生。该文从泄漏电流有效值、泄漏电流波形以及泄漏电流功率谱图3个角度入手,提出污秽放电发展过程可以划分为3区段,即安全区、预报区和危险区。同时指明了泄漏电流时域和功率谱域的区段分界线,为进一步研究污秽放电预警提供了有效帮助。研究表明泄漏电流有效值变化,泄漏电流波形发展变化以及功率谱最大谱峰值曲线增长速率k的大小,可以为污闪预警提供更明确的理论指导。试验证明此划分有利于污闪预警系统更清晰地建立,有利于工程人员的实际操作。     

Effect of climatic conditions on contamination flashover voltage ofinsulators

The effects of weather conditions such as temperature and pressure on contamination flashover voltage of insulators were investigated theoretically, combining reported empirical relations. The flashover voltage theoretically calculated by the authors were compared with experimental data obtained in various parts of the world. Working curves were also presented for flashover voltage as a function of temperature and pressure for one contamination level and altitude     

覆冰绝缘子直流闪络特性研究现状

在总结大量文献研究成果基础上 ,从闪络特性和机理等方面分析了覆冰绝缘子直流闪络的各种影响因素。结果表明 :闪络电压与覆冰类型、覆冰水电导率、覆冰量及气压等有关 ;长串的直流闪络梯度较短串小 ,闪络频率与电压梯度成正比 ;闪络是由持续、高幅值的泄漏电流融化冰层所致。并提出了覆冰绝缘子闪络特性方面亟待研究的课题。     

Flashover dynamic model of polluted insulators under ac voltage

This paper presents a dynamic model allowing the prediction of discharge activity leading to flashover of polluted insulators. It takes into account the instantaneous changes of the discharge (arc) parameters. For a given voltage, geometry and pollution severity, the model enables one to determine the following parameters: temporal evolution of the current, arc resistance, propagation velocity, charge injection and flashover time lag. The flashover voltage characteristic as a function of the surface conductivity of insulators calculated by this model is quite satisfactory in contrast to the empirical and semi-empirical models reported in the literature. The leakage currents computed by our model are found to be in a good agreement with those measured in the laboratory     

丧失憎水性的直流复合绝缘子耐污特性

通过人工污秽试验研究了丧失憎水性的复合绝缘子在直流电压下的污秽闪络特性,给出了两种憎水性状态下的复合绝缘子污闪电压,在憎水性完全丧失状态下时不同表面污秽度下的复合绝缘子50%闪络电压,文中还分析了表面污秽不均匀分布对污闪电压的影响。试验结果表明即使复合绝缘子完全丧失憎水性,其污闪电压较相同长度的瓷或玻璃绝缘子串高20%～50%。