750 kV复合横担外绝缘特性试验研究

复合材料横担凭借其耐污性、耐雷性优良、重量轻、便于安装等优点,在架空输电线路中具有大规模应用的潜力。为了深入研究复合横担绝缘子的外绝缘特性,实现在750 kV交流输电线路上改造应用的目标,采用750 kV复合横担真型塔头试品,通过模拟系统操作过电压和雷电过电压对试品进行塔头冲击电压试验,同时在大型环境气候试验室开展了全尺寸复合横担绝缘子人工污秽工频电压试验。试验结果表明该复合横担塔头绝缘强度可以满足我国西北地区海拔1500 m条件下的750 kV交流输电线路运行要求。     

10kV线路防雷击及污闪的绝缘塔头和横担

为了提高绝缘水平,增大放电路径,有效防止雷击跳闸及污闪事故,解决10 kV配电线路易发生雷击闪络或雷击断线、污闪及其他原因闪络的问题,试验研究了配电线路防雷击、污闪的绝缘塔头和横担,并对针式绝缘子与绝缘横担的组合绝缘体进行了相关的电气和机械性能试验。试验结果表明,采用绝缘横担与绝缘子组合,可显著提高雷电闪络电压和污闪电压及配电网的安全运行水平和供电可靠性,简化配电线路带电作业程序。     

基于有限元的500 kV复合绝缘横担电场分布仿真分析

复合绝缘横担由于其绝缘性能好、质量轻、节约输电走廊等优点应用前景广泛，然而目前针对复合绝缘横担尤其是500 kV及以上电压等级的生产设计、试验验收、施工运维、标准规范等研究国内外尚属空白。高压复合绝缘横担在运行过程中的电场分布特性是复合绝缘横担设计、验收过程中必须解决的问题，针对此，本文建立了500 kV复合绝缘横担电场分布及电位计算模型，利用COMSOL有限元分析软件对500 kV复合绝缘横担及其相连接部分杆塔进行仿真分析。此外，为了确保后续老化、绝缘实验的便捷性及可操作性，建立了500 kV复合绝缘横担缩比模型，并确定缩比模型的试验电压。结果表明：复合绝缘横担表面最大场强出现在横担高压端，电场强度为3.82×10⁵ V/m，斜拉绝缘子表面最大电场强度为支柱横担的86.38%，最大电场强度为3.3×10⁵ V/m。确定了当缩比模型按照原尺寸的1∶5进行缩放时，使得缩比模型的表面最大场强达到预期电场强度的试验电压为60 kV，为复合绝缘横担的室内初期试验提供了理论依据。     

配网复合绝缘横担防雷试验研究及耐雷水平计算

传统铁横担上使用的绝缘子雷电冲击50%击穿电压(U_50%)比较低，存在绝缘导线雷击断线的情况。因此，绝缘性能好、强度高、质量轻的复合绝缘横担开始受到人们的广泛关注，有利于提高配电网的耐雷水平。为了进一步研究复合绝缘横担的防雷性能，本文在不同海拔地区开展雷电冲击闪络试验，得到了10 kV复合绝缘横担的U_50%和伏秒特性曲线。并在试验的基础上，利用电磁暂态程序(ATP-EMTP)建立了10 kV线路雷击仿真模型，分析计算复合绝缘横担的耐雷水平。结果表明：在海拔为22 m地区，复合绝缘横担的正、负极性U_50%分别为415.43 kV和589.14 kV，而针式绝缘子的正、负极性U_50%分别为151.05 kV和200.77 kV。在海拔为2 100 m地区，复合绝缘横担的耐雷水平降低了20%左右，但仍远高于针式绝缘子。因此，复合绝缘横担展现出优异的防雷性能，具有广阔的应用前景。     

500 kV可踩踏复合绝缘横担塔设计及真型试验

依据张南-昌平Ⅲ回500 kV线路(北京段)昌平站出线段实际情况,设计开发500 kV可踩踏复合绝缘横担窄基直线塔.横担结构采用简单紧凑的“两拉两压”形式,省去悬垂绝缘子串,减少因塔头风偏放电造成故障现象,在压杆中间间隔布置脂环族环氧伞裙,使结构具备可踩踏功能.依据原有线路形式,考虑铁塔塔型结构、空气间隙要求、仿真计算预留安全系数工况下的挠度变形,确定产品结构高度、芯体直径.分析结构在断线、大风90°、覆冰3种严苛工况下受力失稳情况.结果 表明:整体一阶屈曲系数均大于2.5,各部件轴向应力均远小于金属及复合材料力学强度,设计结构的安全性高.1∶1真型试验塔整塔力学性能及上相可踩踏复合绝缘横担电性能测试结果均能满足标准及设计要求.     

750 kV酒杯型复合横担杆塔电场仿真计算及电晕试验

750 kV酒杯型复合横担杆塔的横担部分同时承受电气和机械荷载,其运行电压等级高,绝缘结构复杂,电位、电场分布不均匀,影响线路长期稳定运行。以750 kV酒杯型复合横担杆塔为研究对象,应用三维有限元分析方法,建立了750 kV酒杯型复合横担杆塔的三维仿真模型,计算了各相复合横担在不同方案下的电位、电场分布,设计了各相复合横担的均压屏蔽装置,优化了均压屏蔽装置的结构参数。电场计算结果表明优化后的均压屏蔽装置能使复合横担各关键位置电场强度满足控制要求,真型塔头电晕试验结果表明复合横担绝缘子及金具在1.2倍试验电压下未发现可见电晕放电,可应用于实际工程。     

高海拔下交流500 kV复合横担污闪特性

复合横担杆塔的应用对节省输电走廊等资源具有重要意义。500 k V复合横担由2支呈"V"形布置的水平大直径绝缘子和2支斜拉绝缘子构成。为获得500 k V复合横担的污闪特性,在高海拔下,对全尺寸500 k V复合横担大直径水平部分进行了多个污秽度下的人工污秽试验,研究了污闪过程中的局部电弧电流及电弧发展过程,并校核了500 k V复合横担的污秽外绝缘配置裕度。研究结果表明:高海拔下复合横担污闪电压与污秽度呈负幂指数关系;随着污秽度的增加,最大局部电弧电流线性增加;复合横担大直径绝缘子的零星点状放电和局部电弧放电易出现在下部;复合横担双臂污闪电压低于单臂约3%,双臂下电弧发展具有交替形式。所研究500 k V复合横担具有较高的污秽外绝缘配置裕度。     

10kV架空配电线路雷电防护用绝缘塔头

为增强感应雷抵御能力,改善架空配电线路防雷性能,提出了一种10kV架空配电线路感应雷防护用绝缘塔头结构。该结构由绝缘支柱、连接金具、横担、立担和绝缘子构成,其中绝缘支柱用于提高三相共用对地绝缘水平,技术经济性较好。对不同绝缘水平时线路的感应雷闪络率进行了计算,根据计算结果并考虑技术经济性,按照将感应雷闪络率降低96%的标准,确定了绝缘塔头的雷电冲击耐受电压应≥400kV;通过受力分析,确定了绝缘支柱和连接金具的抗弯强度应能耐受三相导线每相施加1 955N水平拉力时产生的弯矩。研制了绝缘塔头产品,该产品通过了雷电冲击放电试验和抗弯试验的检验,技术性能满足设计要求。绝缘塔头产品已分别在广东和广西电网的2条10kV线路上挂网运行,表现出了较好的防雷性能。     

750kV双回紧凑型线路杆塔放电特性及绝缘配合

为了获得哈密—永登750 kV双回紧凑型输变电工程杆塔间隙的放电特性参数,以为工程设计提供依据,针对该工程塔型及金具特点,采用真型塔头试验研究方法,开展了V串导体对杆塔间隙的标准操作冲击、长波前操作冲击(波前500μs、1000μs)和标准雷电冲击电压放电特性试验研究。试验获得了多条50%放电电压特性曲线及不同波前时间操作冲击放电电压的差异;根据试验结果并结合过电压计算结论,提出了操作过电压下的最小安全绝缘间隙建议值。研究表明初步设计绝缘间隙值有较大裕度,从经济性考虑可以适当减小。     

不同结构型式的配网复合绝缘横担电气性能研究

为了更好指导复合绝缘横担的应用,通过试验对比研究了方管复合绝缘横担及方棒复合绝缘横担的雷电冲击电压、湿工频闪络电压、污秽闪络电压及污秽覆雪闪络电压的变化情况.结果表明:10 kV方管复合绝缘横担的50％干雷电闪络电压为388.3 kV,高于方棒复合绝缘横担的370.0 kV,但方管复合绝缘横担的湿工频耐受电压、污秽工频耐受电压及污秽覆雪闪络电压均低于方棒复合绝缘横担,最后提出了不同运行环境下复合绝缘横担差异化的应用方案.     

国内电机绝缘材料和工艺及绝缘结构现状及分析

对目前国内电机绝缘材料、绝缘工艺和绝缘结构的现状及存在的问题进行了分析.分析了电机绝缘材料及绝缘结构基准体系建设的必要性,为未来的电机绝缘材料及绝缘结构的发展提供了建议.     

中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨

本文在介绍目前国内中压开关柜的绝缘方式和复合绝缘技术的基础上,结合国家标准中关于中压开关柜的绝缘要求,对中压开关柜发生的绝缘事故进行分析,并提出了提高中压开关柜绝缘能力的措施.     

固体绝缘材料绝缘电阻测量的不确定度评定

探讨了固体绝缘材料绝缘电阻测量的不确定度评定方法。基于测量绝缘电阻的原理,分析了引起绝缘电阻测量不确定度的因素。以聚氨酯圆片为例考察每个因素带来的影响,得出测量结果的扩展不确定度,并提供了降低测量不确定度的方法。     

冷绝高温超导电缆绝缘层设计研究

通过对冷绝缘高温超导电缆绝缘层的设计、评测及研制工艺过程分析,总结了绝缘失效的原因及研制工艺的缺陷,提出绝缘层研制工艺优化改进的措施及操作方法,可为冷绝缘高温超导电缆的研究提供一定的参考。     

超导电缆绝缘及其材料性能

在26篇文献的基础上综述了超导电缆本体及终端结构和绝缘特点。分析了不同绝缘结构的特点及主要绝缘材料常温和低温条件下的电气及机械性能。固体绝缘在低温下具有更优异的电气性能,但机械性能下降。EPR绝缘在液氮低温下的机械性能优于同条件下PE及XLPE的性能。液氮浸渍复合绝缘结构较易产生局部放电,纤维基绝缘材料的耐局部放电性能比薄膜材料差。提高液氮浸渍复合绝缘中液氮的压力可提高绝缘层局部放电的起始放电电压。     

应用N758绝缘纸优化立体卷铁心树脂绝缘干式变压器的绝缘结构

本文中笔者研发了一种新型变压器绝缘结构,应用新型导线绝缘包纸可以优化立体卷铁心树脂绝缘干式变压器的绝缘结构。介绍了F级立体卷铁心树脂绝缘干式变压器新型绝缘结构的研发及应用,并通过试验验证其性能的优越性。     

新型多腔孔陶瓷复合绝热材料保温性能测试

热力设备和管道保温对降低机组能耗有重要意义。将新型多腔孔陶瓷复合保温材料用于华能丹东电厂350 MW机组的部分设备和管道上,并测试了该新型保温材料的保温层表面温度、表面散热损失、实际使用厚度等;同时,将实际测试结果与实验室中热流密度、保温材料温度随厚度的变化测试结果分析比较,并利用扫描电子显微图片分析了材料结构对材料保温性能的影响。实验结果表明,新型多腔孔陶瓷复合保温材料的孔隙尺寸小、导热路径长并具有多级配结构,因而保温效果好;使用该新型保温材料的设备（如燃烧器）外表面温度低于国家标准规定值;该复合保温材料热流密度值小,仅为158 W/m²,远低于国标规定的最大散热损失266 W/m²;与硅酸铝棉保温材料相比,达到同样保温效果时,使用厚度可降低65%。     

电缆终端内绝缘带与绝缘油相容性试验研究

为解决电缆终端内绝缘带溶胀导致的渗漏油问题,以退运充油终端内以及未使用的同型号绝缘带、绝缘油为研究对象,基于运行要求设计了相容性试验,并进行了红外光谱、失重率、击穿电压等对比测试,分析了溶胀发生的原因以及防治措施。测试结果表明硫化不充分会导致橡胶材料更容易与聚异丁烯绝缘油反应,绝缘带与绝缘油加速热老化后绝缘带质量、绝缘油击穿性能均有明显降低。使用该批次橡胶绝缘带的电缆终端投运后,浸泡在绝缘油中的绝缘带溶胀甚至软化开裂,会导致密封失效发生渗漏油,同时绝缘油击穿性能下降,需尽快更换相应电缆终端。目前并无适用的电缆附件内材料相容性试验和高黏度绝缘油击穿电压测试方法标准,基于已开展的多组对比试验结果,明确了电缆终端内绝缘带与绝缘油相容性试验的关键参数和评价指标,提出适用于高黏度绝缘油的击穿电压测试方法,为同型号充油终端的检查和更换措施提供技术支持,避免了批次性故障的发生。