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。     

污秽绝缘子泄漏电流光纤传感器的设计

本文分析了污秽绝缘了泄漏电流的特点和光纤信号传输的特点，提出了污秽绝缘子泄漏电流光纤传感器的设计方法。     

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。     

LCM高压绝缘子污秽在线监测系统

通常,国内专家都采用测量绝缘子表面的等值盐密来对高压绝缘子的安全性能进行技术衡量。而测量绝缘子表面的等值盐密只能了解其污秽程度,不能真实地反映绝缘子的泄漏电流随环境的变化和放电几率。澳大利亚红相(厦门)公司和澳大利亚POW-ERLINK昆士兰州电力公司联合推出电力传输线及变电站绝缘子在线监测系统(LCM)。通过这套系统人们能够对污秽环境下运行绝缘子进行实时监测,较科学地安排清扫周期,保证设备的安全运行。1　在线监测系统原理分析　　LCM高压绝缘子在线监测系统对运行绝缘子的泄漏电流从绝缘子的第2片截取下来(如图1所…     

绝缘子污秽等级测量方法选择

电气设备电瓷外绝缘污闪是高压设备的主要事故，此类事故停电时间长、涉及范围广，威胁着电力系统的安全稳定运行。本文主要对绝缘子污秽测量方法选择、绝缘子等值盐密测量中遇到的问题进行了分析和探讨。通过5年对绝缘瓷瓶串进行的等值盐密测量的实际经验，进而明确测量绝缘子污秽采用等值盐密方法。此方法可用400mL水，不取出脱脂棉进行测试（对确定大气的污秽等级的影响是可以忽略的）。     

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。     

污秽绝缘子泄漏电流智能采集系统

文章描述一种高压绝缘子污秽泄漏电流的采集系统.该系统利用电磁感应和磁补偿的方法,设计了一种漏电流互感器,实现了污秽绝缘子表面泄漏电流的精确测量,经过数据分析和处理,系统实现了对绝缘子绝缘状况的实时监测,实验结果表明该采集系统能够适应泄漏电流大范围的变化,为研究污秽积聚过程提供了重要参考.     

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。     

气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响

泄漏电流信号中包含了丰富的能够体现绝缘子运行状态的信息量。为此,以XP-70型瓷绝缘子为研究对象,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的人工雾室里进行了大量的交流人工污秽试验,分别研究了3种盐密、4种气压和5种不均匀度对绝缘子泄漏电流幅值的影响。试验结果表明:绝缘子整体平均盐密与上下表面污秽分布不均匀度和气压三者对绝缘子泄漏电流幅值的影响是相互独立的,泄漏电流幅值随着盐密的增加和气压的降低而均呈上升趋势,并且随着绝缘子上下表面污秽分布不均匀度的减小而呈下降趋势。还主要分析了绝缘子上下表面污秽分布不均匀度和气压对绝缘子泄漏电流幅值的影响机理。最后,利用最小二乘原理对试验结果进行拟合,得到了考虑盐密(ρESDD)、不均匀度(K)和气压(p)后的泄漏电流幅值的表达式,利用表达式可以估计绝缘子表面的污秽程度和分布特点。研究结果对于建立基于泄漏电流表征线路绝缘子的运行状态系统具有一定的参考价值。     

基于BP人工神经网络的绝缘子泄漏电流预测

外绝缘泄漏电流和绝缘子的污闪过程存在密切的对应关系，相对湿度是影响泄漏电流产生和发展的关键因素之一。首先对两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其在运行电压作用下、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析；采用BP人工神经网络的方法，建立了不同湿度下的泄漏电流最大值之间的对应关系；选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对建立的BP神经网络进行训练。利用部分试验数据进行的验证以及采用不同方法获得的泄漏电流随相对湿度变化曲线均表明，使用该神经网络来建立不同表面受潮状态时泄漏电流最大值之间的关系是准确有效的。     

饱和受潮条件下的绝缘子泄漏电流特性

空气湿度的大小直接影响到绝缘子表面污层的润湿情况,进而影响泄漏电流的特性。为此,针对目前电力系统大量使用的多种绝缘子,采用固体污层法试验研究了绝缘子在饱和受潮条件下的泄漏电流特性。在简要介绍了试验装置后详细分析了泄漏电流与染污程度、受潮状态、爬电比距等因素的关系,并建立了泄漏电流最大值与等值盐密、污闪电压梯度、运行电压、绝缘子串长、雾浓度之间的对应关系。这些基础规律的研究,可为绝缘子泄漏电流监测系统的正确预警和专家系统的正确分析奠定基础。     

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。     

染污方法对瓷绝缘子直流污闪特性的影响

在人工污秽试验中,IEC标准推荐了几种染污方法,但未给出不同方法试验结果差异的相关说明。为此,采用大吨位瓷绝缘子XZP-300为试品,研究了定量涂刷法、浸污法2种染污方法获得的瓷绝缘子试品在不同盐密条件下的直流污闪特性,比较了2种染污方法试验结果的概率分布特性,同时分析了2种试验方法试验结果的差异,并基于污闪平板模型从原理上解释了差异的原因。结果表明,定量涂刷法和浸污法的试验结果均近似呈正态分布,可以采用2种方法均值计算50%耐受电压;定量涂刷法获得的污闪电压高出浸污法的污闪电压约2%～6%;通过基于平板模型的公式推导可证明,均匀染污表面的污闪电压低于不均匀染污表面的,由于浸污法染污绝缘子表面盐密分布比定量涂刷法的更均匀,因此浸污法的污闪电压低于定量涂刷法的。     

交、直流电压下复合绝缘子和瓷绝缘子的自然积污试验

利用位于北京市西北的自然积污试验站,研究了交流与直流电压下复合绝缘子和XP-70、XWP-70型瓷绝缘子的积污特点及积污量关系。在该站条件下,不同绝缘子污秽差异主要在绝缘子下伞面;交流电压下,积污期内复合绝缘子上伞面积污速率略高于瓷绝缘子上伞面,下伞面积污速率是瓷绝缘子下伞面的2倍以上。复合绝缘子下伞面的直流与交流积污比>5,瓷绝缘子下伞面的直流与交流积污比>10。大、小雨量下绝缘子下伞面受到两种不同方式的自清洗。复合绝缘子下伞面自清洗略受憎水性影响而削弱。直流与交流电压下,积污3a与积污1a的复合绝缘子下伞面污秽比值分别约为2.2和1.4,上伞面污秽相差不大。     

高压染污绝缘子泄漏电流的频谱特征

随着电网电压等级的提高和各类污染的加剧,绝缘子污闪事故日益严重,通过有关特征量提取来实现绝缘子表面状态的监测是预防污闪、提高电网可靠性的关键.为此,以频谱理论和高阶统计量理论为基础,研究了高压污秽绝缘子泄漏电流的功率谱、功率谱频段能量变化规律;提取了泄漏电流的双谱信息,并分析了双谱对角切片和最大谱峰及其对应的频率分量的...     

污秽绝缘子交流试验泄漏电流分离研究

分析污秽绝缘子耐受和闪络试验过程中泄漏电流的成分后结合数字滤波的特点和泄漏电流成分的特性,论证了数字滤波法分离脉冲电流的不合理性。在此基础上,提出了基于非滤波方式实现泄漏电流工频和脉冲分量分离的方法。脉冲和放电量统计表明本文方法更符合实际,研究污秽闪络机理更有效。     

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。