复合绝缘子微间隙大小对电场分布的影响

复合绝缘子因长久运行或工艺缺陷等原因可能存在微间隙,这种微间隙的存在使局部电场发生畸变,使微间隙内发生电离,进一步可能发展为局部放电。带电金具与芯棒、伞裙护套之间微间隙放电会直接腐蚀芯棒,老化、腐蚀伞裙护套,降低芯棒的机械性能,引起芯棒脆裂、掉线,从而造成重大停电事故。对复合绝缘子存在微间隙时伞裙电场进行初步探讨,结果表明微间隙的存在使间隙局部场强分布发生严重畸变,金具处最大场强变大,微间隙附近处伞裙以及微间隙内部场强随着间隙增大局部畸变变得严重,但是微间隙的存在与否,对伞裙整体上的电位、电场分布影响不甚明显。     

复合绝缘子局部微间隙对电场分布影响的有限元数值模拟及分析

由于高压复合绝缘子受模压、材料热胀冷缩特性、密封加工工艺等因素的影响,在金具、芯棒和伞裙护套之间容易产生局部微间隙,从而造成局部放电,导致复合绝缘子的耐老化性能降低。将复合绝缘子的静电场无界域问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域电场问题,建立三维复合绝缘子模型,采用有限元方法对存在局部微间隙的复合绝缘子的电气性能进行分析,研究局部微间隙不同尺寸及位置对局部和整体电位、电场强度分布的影响规律。结果表明：局部微间隙邻近的3片伞裙的电场强度发生明显畸变,而对其余伞裙的影响可以忽略;局部微间隙尺寸增大将导致相应伞裙的电压承担率增加,球形微间隙表面的场强最大值也逐渐升高,导致微间隙内部区域放电几率增大。     

复合绝缘子芯棒界面微裂纹对场强电位分布性影响

因复合绝缘子芯棒的生产工艺或材料热胀冷缩效应等客观因素均可能造成芯棒界面的微裂纹存在。从场强电位分布角度出发,对存在局部芯棒微裂纹建模,并且对裂纹中充斥的不同微杂质进行仿真计算,结果表明:界面微裂纹的存在会导致金具处最大场强数值进一步增大,局部场强会发生明显畸变,并抬升了高压端前3片伞裙的电压承担值;水分渗入微裂纹内比较于酸液杂质对场强与电位分布均匀性影响更为明显;场强的畸变与电位的分布不均匀与界面微裂纹的深度有一定性的关系。场强畸变与伞裙电压承担差异会诱导放电通道的形成,进一步促进局部微裂纹的"膨胀",如此反复使裂纹内驻存更多微杂质(水分、酸液)等,使芯棒处于更恶劣的运行环境中,久之可能导致脆断的可能。     

伞裙边沿厚度对复合绝缘子场强分布的影响

为解决因复合绝缘子耐老化性能较差导致的场强分布不均匀问题,基于伞裙边沿厚度与复合绝缘子场强分布之间的紧密联系,通过ANSYS仿真软件进行复合绝缘子三维建模,分析了不同伞裙边沿厚度下复合绝缘子沿面场强和电位分布。结果表明,随伞裙边沿厚度的增加,金具处最大场强值增大,高、低压端前3片伞裙边沿场强值减小,中部绝缘子场强值相对增大;伞裙边沿厚度的增减对整个绝缘子电位分布无影响;伞裙边沿厚度为4 mm时伞裙场强分布较其他厚度时相对均匀,并有效降低了高、低压端伞裙场强,且具有一定的抗电蚀烧伤能力。     

高压输电线路用复合绝缘子内部间隙电场分析

复合绝缘子芯棒与绝缘护套之间出现空气或液体间隙时,间隙周围电场会发生畸变,高场强区域将会出现局部放电,造成复合绝缘子的耐老化性能、机械性能降低。为了精确评估间隙存在对电场分布的影响,以FXBW4-110/100型号的输电线路用复合绝缘子为例,基于ANSYS仿真软件建立复合绝缘子三维有限元模型,分析存在空气或液体间隙时复合绝缘子内部电场的强度,研究间隙尺寸、位置对电场强度分布的影响规律。研究结果表明,空气或液体间隙处电场强度均会增大,液体间隙长度足够大时间隙周围电场强度会超过空气击穿场强,引起局部放电;间隙长度越大或距离导线侧越近,间隙内场强越大,对绝缘子造成的破坏也会越严重。     

高电压直流复合绝缘子表面电荷积聚的有限元数值模拟及影响分析

空间直流电场和伞裙表面电荷静电将造成高电压直流工程用复合绝缘子伞裙表面快速并大量积聚电荷,引起绝缘子沿面电场畸变且闪络电压降低,从而导致高电压直流工程用复合绝缘子的绝缘性能和耐老化性能下降。以FXBW6-10/70型号的高电压直流输电线路用复合绝缘子为例,建立复合绝缘子二维仿真模型,采用有限元法对表面存在有电荷的高电压直流复合绝缘子进行电气特性分析,研究表面积聚电荷的正、负极性以及电荷积聚量对伞裙轴向和径向电场分布的影响规律,采用改进的电容探头测量伞裙表面积聚电荷随时间的动态变化过程,验证有限元仿真的有效性。结果表明：导线侧三交汇点处场强最大值与伞裙表面积聚的负极性电荷量呈负相关,与伞裙表面积聚的正极性电荷量呈正相关;伞裙表面积聚电荷存在由伞裙内侧逐步向伞裙边沿扩散的动态特性。     

架空线路复合绝缘子现场红外测试研究现状评述

酥朽断串已成为威胁复合绝缘子运行的重要问题,红外测温是发现芯棒早期酥朽缺陷的重要手段,但由于缺陷复合绝缘子发热特征不清晰、红外测试影响因素较多,限制了现场复合绝缘子红外测试效果。通过梳理复合绝缘子芯棒缺陷类型、发热机理、红外特征,并总结复合绝缘子现场红外测试影响因素,比较了现场不同测试方法的优缺点。结果表明,单一芯棒—护套粘接不良绝缘子温升数值较低,而芯棒酥化和芯棒碳化缺陷可产生数十摄氏度的温升;现场红外测试影响因素有测试角度、湿度、测试距离、伞裙对芯棒的遮挡、图像清晰度等;从测试效率、避开伞裙遮挡考虑推荐采用无人机测试方法,对于现场V型串塔身内侧绝缘子,需寻找更优的测试位置以避免伞裙遮挡。     

±800 kV特高压直流线路V型悬式复合绝缘子表面电场分析

特高压直流线路带电作业及一些金具的安装与绝缘子表面的电场分布密切相关,为了得到电场分布,采用Solidworks建立仿真模型,根据实际情况加载±800kV的电压,对于复合绝缘子串中出现导通性故障的部分进行电位耦合,结合Ansys有限元分析方法,给出V型复合绝缘子串正常和模拟局部导通性故障情况下的电场分布云图,以及局部导通性故障情况下轴线及其周围合成场强的分布情况,进而分析局部导通性故障对绝缘子串的影响,从而为绝缘子串结构设计、带电作业等方面提供参考依据。     

超高压输电线路复合绝缘子性能老化评估

为及时了解在运复合绝缘子运行状态、系统评估电力网运行可靠性,2016年相关运行单位依据南方电网有关规定对超高压输电线路运行环境较为复杂的复合绝缘子进行抽样检测,测试内容共分为材料性能、电气性能和机械性能三项。测试结果表明,复合绝缘子在镀锌层厚度、水煮后陡波冲击、机械破坏负荷和端部密封性这四方面的性能未随运行年限的增加而出现明显老化;复合绝缘子性能老化主要体现在憎水性、带护套芯棒水扩散、伞裙漏电起痕、芯棒护套粘结性这几个方面,且性能老化程度与绝缘子运行年限表现出一定的正相关性。!     

复合绝缘子的表面电场仿真与泄露电流实验研究

为了研究复合绝缘子盐污和受潮对绝缘子表面电场分布的影响,分析了绝缘子污秽发生闪络放电的原理.通过有限元分析软件ANSYS建立复合绝缘子模型,分析绝缘子在敷盐和受潮时导致电场分布畸变以及表面电场分布不均匀的影响.并通过实验研究绝缘子闪络电压和泄露电流值及其波形,试验结果表明复合绝缘子水滴和盐污影响表面电场分布,盐密度和湿...     

电介质的微空气隙中电场的计算

针对固体介质中不同微空气隙形状(球体,椭球体)内部电场计算问题,将其简化为计算均匀电场中介质球、介质椭球内的电场,应用电介质极化原理,得到了微空气隙内部电场分布的数值解。数值计算结果表明:气隙内的场强总要比固体内的场强高得多,而气隙的介电强度比固体介质低,所以当加至一定电压时,在固体介质击穿之前,总是在空气隙内先开始放电,从理论上解释了固体内部发生局部放电的原因。     

缺陷对电缆接头复合界面电场分布 影响的仿真分析

摘要： 利用COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件建立了三维模型,分析了界面粗糙度缺陷、界面划痕缺陷和界面湿度缺陷对电缆接头复合界面电场分布的影响。结果表明：界面粗糙颗粒、划痕和湿度都会使附近的区域局部电场强度发生畸变,进而改变电缆接头复合界面电场的分布,影响沿面放电的进程。该仿真分析为研究复合界面的沿面放电提供了相应的理论依据。     

基于电场计算及模态分析的220 kV GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究

特高频局部放电法和振动法是GIS盆式绝缘子缺陷检测的重要工具,为了研究特高频局部放电法和振动法的适用性,需要对缺陷盆式绝缘子电场分布和振动模态研究。该文建立了含有正常或缺陷盆式绝缘子的直线型GIS间隔的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子的表面电场分布和振动模态,并研究裂纹缺陷对表面电场强度和振动模态的影响。研究结果表明,当盆式绝缘子有裂纹时,裂纹附近出现明显的电场畸变,靠近母线的裂纹端部电场畸变更为严重,靠近外壳的裂纹有可能无法用特高频局部放电法进行检测。当盆式绝缘子存在裂纹时,前10阶模态频率均呈下降趋势。     

微间隙形状对电缆中间接头场强分布影响性研究

因近年来由电缆中间接头造成的电缆绝缘击穿、电缆爆炸的现象屡见不鲜,其中主要原因是局部场强畸变而引起的局部放电,而局部微间隙的存在是造成场强过于集中的主要因素之一,因此针对电缆中间接头存在不同形状的局部微间隙进行场强分析是有意义的。通过对含有局部微间隙的电缆中间接头进行有限元分析求解,结果表明微间隙存在,会使内部场强发生严重畸变,且场强的畸变程序与微间隙的面积成正比关系;微间隙的面积相同、形状不同时,对应的场强数值是不同的,圆斑状间隙比较于其它间隙形状时,内部场强数值最小,但应力锥处场强最大;而正方形状间隙,内部场强数值取到最大值。直接表明局部微间隙形状对场强分布是有显著影响的。     

110 kV复合绝缘子电场分布影响因素

研究不同影响因素下的复合绝缘子沿串电场分布特性,对提高绝缘子可靠性具有重要意义。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件建立了三维模型,分析了杆塔、导线长度和山坡倾斜角度对绝缘子沿串电场分布的影响。结果表明：导线改善了绝缘子串高压端局部场强过高的情况,且导线越长改善的效果越明显;杆塔使得沿绝缘子串方向的电场分布更加均匀;山坡的倾斜角度,对绝缘子高压侧的电场分布有些细微影响,但可以不予考虑。由此可得,导线、杆塔、地面与绝缘子间的杂散电容都会影响绝缘子沿串电场的分布     

基于紧凑型光电传感器的复合绝缘子内部缺陷检测方法研究

为了能够有效地对复合绝缘子的内部缺陷进行监测,通过有限元法和现场试验研究了紧凑型光电电场传感器检测复合绝缘子内部缺陷的方法。首先,依据实际110kV复合绝缘子的实际尺寸和材料属性建立了三维有限元模型,导通性缺陷分别设置在复合绝缘子的高压端、接地端和中间端,研究了不同位置和不同程度的导通性缺陷对周围电场分布影响;然后基于有限元仿真计算研究了复合绝缘子周围轴向电场和径向电场分布的变化。结果表明,当复合绝缘子存在内部导通性缺陷时,径向电场分布的变化相对轴向电场分布的变化要更为明显;不同位置的导通性缺陷导致电场分布变化的特征不同;不同严重程度的导通性缺陷导致电场分布的畸变量会随着导通性缺陷的严重程度的增加而增加;最后,通过试验验证了EOEF传感器检测高压复合绝缘子的内部缺陷的有效性。这对于在非固定端检测获取缺陷信息有着重要的意义。     

基于图像深度学习与三维电场仿真的电力用复合绝缘子缺陷挖掘分析

鉴于复合绝缘子运行环境差异较大、表面电场分布特征各异,亟需合理评估现役运行复合绝缘子运行状态。为此,首先应用紫外、红外成像技术对典型复合绝缘子进行观测形成电-热影像图谱数据库;然后应用小波成像技术对原始图像进行去噪处理,并基于聚类算法对复合绝缘子进行图像区域分割,联合视觉深度学习实现了复合绝缘子类型自适应识别和外轮廓匹配。同时应用三维建模技术对典型复合绝缘子电场分布规律进行仿真模拟,实现复合绝缘子高场强区域电场分布可视化;最终联合深度学习图像后处理结果和电场分布特征形成现役复合绝缘子运行状态评估策略。研究结果对于电力系统用复合绝缘子运行维护具有较好指导意义。     

126 kV GIS三工位隔离开关用绝缘拉杆击穿故障分析

为了分析一起126 kV GIS三工位隔离开关用绝缘拉杆击穿故障原因,通过对绝缘拉杆进行外观检查、耐压及局放试验、X射线检测、解剖观察、电场仿真分析等试验,判定故障的主要原因为绝缘拉杆电场结构设计不合理。金属嵌件与真空浸胶管相交联的三界面场强位置未采取合适的电场屏蔽设计,导致三界面位置楔形气隙及附近气孔直接暴露在高场强下,产生局部放电,长期局放造成绝缘材料劣化,最终发生击穿故障。     

高温超导电缆终端预制式应力锥气隙缺陷仿真及改善措施

高温超导电缆终端预制式应力锥可有效改善终端电场分布从而降低终端电场强度,但预制式应力锥在制造过程中可能会出现一些气隙缺陷,使电缆终端电场畸变、集中,引起局部放电甚至发生击穿致使高温超导电缆损坏。基于球型和长型两种气隙缺陷类型,建立了7种缺陷模型,通过有限元软件仿真得到各缺陷模型终端电场的分布和最大值,并根据仿真结果给出了改善措施。     

500kV交流输电线路含缺陷复合绝缘子电场分布特性研究

500kV线路复合绝缘子应用量大,正确有效判别出含有缺陷的复合绝缘子,对于保障电网安全稳定运行意义重大。为此,基于有限元分析方法,建立了500kV交流输电线路复合绝缘子串三维有限元模型,计算了正常和含有单个导通性缺陷情况下的绝缘子和空间电场分布并归纳其特征,分析了导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响。计算结果表明,当复合绝缘子串存在导通性缺陷时,电场强度分布曲线会出现有规律的畸变,该特征可为判断复合绝缘子是否存在导通性缺陷提供判断依据。