1000kV交流变电站用支柱、空心绝缘子存在的问题及解决办法

根据我国1000kV交流输变电工程对高压支柱绝缘子和空心绝缘子技术参数的要求,综合分析国外成功的制造经验、技术参数、500kV运行经验及国内制造能力,提出了国内支柱瓷绝缘子和空心绝缘子在按Ⅲ级污秽等级设计中,额定机械弯曲破坏负荷为10kN和16kN的支柱瓷绝缘子的高度应在(10000～120000)mm之间,如受制造设备限制,高度至少不小于8800mm,主体直径为(280～320)mm,爬电距离为(27500～33275)mm,并且应在其瓷表面涂PRTV、RTV;空心绝缘子的长度为(11000～13000)mm,最低高度不应小于9600mm,主体直径为(900～1200)mm,爬电距离为(40000～50000)mm。阐述了空心复合绝缘子可以解决空心瓷绝缘子不能解决的污秽和机械强度问题,建议在我国1000kV交流输变电工程中大量使用。     

1000 kV交流特高压支柱瓷绝缘子制造技术

根据晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程对支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,首次采用污耐压法对其进行了污秽外绝缘设计、耐地震计算分析和耐地震性能评价、成功地研制了结构高度10m、额定弯曲破坏负荷16kN、扭转破坏负荷10 kN.m、爬电距离30 250 mm的1 000 kV特高压工程用支柱瓷绝缘子。该支柱绝缘子由五个单元件组成,具有优良的机械强度特性、污耐压特性和耐地震能力,可运行于c级污秽等级。试验验证和运行经验皆表明研制的支柱瓷绝缘子的电气、机械特性等满足晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程的要求。     

1000kV交流输电线路污秽外绝缘设计方法的研究

不同国家对1000kV交流输电线路绝缘子污秽外绝缘的设计原则相同,但设计参数不同。从污秽绝缘子闪络概率、单个绝缘子最大耐受电压、污秽设计目标电压、绝缘子串几方面着手,将等值附盐密度ESDD校正到附盐密度SDD;结合单个绝缘子闪络概率、上下表面不均匀积污比、等值附灰密度、绝缘子形式以及串形对绝缘配置进行了校正。在此基础上,根据外绝缘设计方法,给出了CA-590EZ普通型绝缘子的配置方案:污秽耐受水平ESSD=0.06mg/cm2、NSSD=0.5mg/cm2时,单“I”形串为54片,双“I”形串为58片,单“V”形串为52片。     

我国绝缘子的发展现状及应考虑的问题

介绍了我国交直流悬式瓷、玻璃和复合绝缘子以及变电站和换流站支柱瓷、复合绝缘子和空心瓷、复合绝缘子及套管制造技术的发展历程和技术水平。并结合我国绝缘子的运行经验、制造技术水平以及对技术的认识,提出了不同类型绝缘子在制造、设计、选型、运行方面应考虑的问题及建议。如:330 kV及以上支柱瓷绝缘子应采用等静压干法成型工艺;制造企业应控制悬式瓷和玻璃绝缘子的铁帽、绝缘件和水泥胶装剂机械强度的分散性;160 kN、210 kN、300 kN、400 kN、530 kN机械强度等级的绝缘子,应分别采用φ24、φ24或φ28、φ30、φ34或φ38、φ38或φ40芯棒制造绝缘子。超高压和特高压可选该系列中芯棒较大值。不能在同一电压等级采用同一直径的芯棒来制造不同机械强度等级的绝缘子。c级及以下污秽等级复合绝缘子的爬电系数(C.F)不大于3.2;d级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.5;e级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.8;等。     

国产盘形和棒形支柱绝缘子耐污性能的试验研究

在总结西安电瓷研究所最近以来特别是“七五”和“八五”期间对盘形和棒形支柱绝缘子耐污性能的研究成果的基础上，阐述了绝缘子的性能与爬距、造型的关系，人工与自然污秽的等价性以及外绝缘污秽监督的问题。     

±800kV特高压直流支柱瓷绝缘子的研制及应用

根据±800kV特高压直流输电工程中支持平波电抗器用支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,较详细地介绍了±800kV直流系统中平波电抗器用支柱瓷绝缘子的产品设计、试制及试验等研制情况,支柱瓷绝缘子的污秽外绝缘设计,瓷外表面PRTV涂层的特点、优点,耐地震计算分析和性能评价。试验结果表明,所研制绝缘子的机械、电气等...     

空心复合绝缘子疲劳负荷下的破坏特性

空心复合绝缘子是高压电器的重要外绝缘部件,同时承受机电热等多种应力.空心复合绝缘子的长期疲劳性能对配套主机设备安全运行意义重大,但相关研究很少.以500 kV典型规格的空心复合绝缘子为试验对象,分别进行了2组有无1000次弯曲疲劳对比试验,研究了不同弯曲负荷下的端部连接结构破坏形式.试验数据表明,两组试验的最终弯曲破坏...     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

直流悬式系列瓷绝缘子设计性能及应用

介绍了不同结构造型直流悬式瓷绝缘子外绝缘设计上的特点、产品瓷质结构、主要机电性能和质量控制水平。通过直流人工污秽选型试验,直流绝缘子串自然积污试验,设计优化出大盘径大爬距钟罩型、大盘径大爬距双伞型和大小伞相间三伞型系列瓷绝缘子。分析讨论了瓷绝缘子外绝缘设计技术参数和相互之间的关系,给出了影响产品污耐压特性相关技术参数的较佳取值范围。产品线路运行经验表明,直流悬式瓷绝缘子结构造型优异,机电性能可靠,产品质量稳定,系列等级完善,达到了国产化直流悬式瓷绝缘子为特高压直流输电工程建设配套的目的。     

户内绝缘子污秽闪络分析及改善建议

绝缘子污秽闪络会严重威胁电网的安全运行。针对市区内大量老旧变电站,因负荷重要、接线复杂、改造困难、支柱绝缘子爬电比距难调整、目前无法退出运行等原因,介绍了绝缘子污闪形成的原因、必要条件及机理,结合220kV武威站户内35kV正Ⅱ母6号电容器因事故引发跳闸案例分析,得出污闪跳闸的主要原因是站内空气湿度陡然增加,致使绝缘子表面在工作电压的作用下产生泄漏电流,最终酿成跳闸事故。依据变电站环境气候的不同,从运维方面入手,对支柱绝缘子防污闪工作,提出了在湿润和干燥环境下改善绝缘子闪络的措施与建议。     

绝缘配置优化的研究

采用通常的塔头绝缘配置设计,线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10:1～12:1,造成输电线路的故障率占全部输变电设备故障的80%左右;同时也限制了环境污染严重情况下需要增加外绝缘配置而加大绝缘子串长的可能。按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比约为0.7的设计原则进行塔头绝缘配置,并推荐采用"V"形串替代"I"形串方式构成紧凑型线路。结果表明,既节约了线路走廊资源,又提高了输电线路的绝缘水平,可大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故;将外绝缘耐污等级提高到3.5cm/kV以上;可基本免除绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行维护成本。     

应用附件系统提高复合支柱绝缘子的干闪络电压

分析了传统绝缘子在外绝缘方面存在的一些问题,提出了应用附件系统来提高传统绝缘子的外绝缘性能的解决方法,针对复合支柱绝缘子进行了干闪络的试验,试验结果表明:在不增加绝缘子长度的情况下,应用附件系统可提高其干闪络电压。     

特高压支柱瓷绝缘子弯曲强度可靠性分析

特高压工程在电气、机械和运行可靠性方面对支柱绝缘子提出了更高的技术要求。从统计学角度提出产品强度设计与配合方面的一些新思路,分析了常规设计方法与笔者推荐的设计思路下瓷支柱绝缘子弯曲负荷试验时的损伤概率,提出:提高特高压瓷支柱绝缘子可靠性的关键是降低瓷材料的分散性;元件设计时,若瓷材料由于工艺等原因的限制分散性较大,可通过提高法兰和水泥胶装结构的强度提高元件可靠性;整柱设计时,非等裕度强度配合可以有效提高瓷支柱绝缘子的可靠性。     

棒形悬式复合绝缘子伞形结构对覆冰闪络特性的影响

研究了两种类型伞形结构(耐污型和防冰型)的棒形悬式复合绝缘子在相同的绝缘距离、硅橡胶外套材料、人工污秽和人工覆冰试验条件下对交流覆冰闪络电压特性的影响,同时介绍了复合绝缘子的人工覆冰闪络试验方法。覆冰闪络试验结果表明,防冰型复合绝缘子的伞形结构设计较合理,可以阻止或延长冰桥的形成,对于110 kV/100 kN棒形悬式复合绝缘在相同人工污秽(SDD/NSDD 0.25/1.5 mg/cm2)和人工覆冰(覆冰水折算到20℃时电导率为120μS/cm,覆冰密度0.84～0.89 g/cm3)试验条件下,防冰型的交流覆冰闪络电压比耐污型提高了17.0%～25.0%,具有一定的防覆冰闪络的效果;其次,防冰型复合绝缘子受覆冰重量的影响小于耐污型,即覆冰越严重,防冰型覆冰闪络电压下降的趋势小于耐污型。     

1000kV交流输电线路绝缘子串污秽特性研究

对1000kV交流输电线路长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽工频耐受特性试验研究。结果表明,绝缘子串的U50%与串长呈非线性趋势;按线性拟合所求取的U50%较试验所求取的要高1.6%～10.2%;不同型式绝缘子串的U50%与SDD为负指数幂关系,其指数范围为-0.202～-0.195,U50%与NSDD为负指数幂关系,其指数约为-0.1341;在相同试验条件下,双伞型绝缘子单“I”串U50%比普通型绝缘子提高约5%,普通型绝缘子双“I”串U50%比单“I”串降低约6%,“V”串U50%比单“I”串提高4%～13%。