转轮法试验中复合绝缘子放电现象及泄漏电流特征分析

为明确复合绝缘子转轮法试验中放电现象及泄漏电流与其老化程度的对应关系,利用自主研制的复合绝缘子转轮老化试验装置对8支"R配方"的复合绝缘子短样进行了30 000转老化试验。通过监测老化过程中绝缘子表面放电现象及泄漏电流变化,总结出绝缘子表面放电现象及泄漏电流波形变化大致可分成均匀烘干、干带电弧、零星放电和微弱放电这4个阶段。分析了这4个阶段放电特征和泄漏电流波形特征,发现泄漏电流幅值、3次谐波和5次谐波的变化规律同绝缘子的老化程度有一定的对应关系,对辨识转轮试验中复合绝缘子表面的老化程度有一定的参考价值。     

复合绝缘子转轮法老化试验系统设计与开发

主要设计开发了一套基于槽轮传动结构的转轮法机械装置和泄漏电流采集测量系统在内的复合绝缘子转轮法老化试验系统,该系统包括槽轮传动机构的转轮试验平台设计、电流传感器和保护电路的设计以及基于LabVIEW8.0软件平台的泄漏电流分析软件的开发,通过选用屏蔽电缆、采取电缆屏蔽层一端接地和加装隔离变压器等措施解决了背景噪声和电磁干扰问题,最后对泄漏电流测量系统的准确度进行了验证,结果表明该系统自动化程度高,机械系统稳定,泄漏电流测量系统准确可靠,有利于复合绝缘子转轮法老化试验的深入研究。     

运行条件对复合绝缘子红外光谱的影响研究

长期挂网运行的复合绝缘子往往不可避免地发生老化,造成绝缘子绝缘性能的下降。为研究复合绝缘子在不同运行条件下的老化状态,文中采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析运行于不同环境、不同电压等级具有不同运行年限的多支复合绝缘子,并对复合绝缘子伞裙典型官能团的变化情况进行研究。研究结果表明:重污区绝缘子表面积污程度相对较重,造成复合绝缘子伞裙表面Si-O-Si链和Si-CH_3链含量相对较低,其老化程度更严重。同时,通过数理统计的方法研究运行于不同电压等级的绝缘子Si-CH_3与Si-O-Si的对应吸收峰面积,结果表明,不同电压等级的复合绝缘子红外光谱吸收峰面积具有分散性,220kV绝缘子红外光谱基团的吸收峰面积明显小110kV的绝缘子,但整体上峰面积呈现随运行年限增大而变小的趋势。     

运行中复合绝缘子憎水性能的影响因素

分析了影响运行中复合绝缘子憎水性能的主要因素及原因，并对如何保证憎永性能不良的复合绝缘子安全运行提出了建议。     

基于转轮法试验的复合绝缘子硅橡胶材料性能研究

为了研究硅橡胶复合绝缘子的耐漏电起痕和电蚀损性能,根据IEC 62217标准,建立转轮法试验台并进行30 000 r试验。试验结果表明经老化试验后的复合绝缘子憎水性下降严重甚至丧失,憎水性恢复后水平较低,介损、拉伸强度和泄漏电流均呈增大的趋势。经ATR-FTIR分析知电弧能使硅橡胶分子氧化,分子结构破坏,使Si-C键和主链断裂,并进一步解释了其老化机理。     

棒形悬式复合绝缘子的使用及运行情况

输电线路的防污闪问题日益突出,复合绝缘子的使用量逐步增大。为摸清棒形悬式复合绝缘子的使用和运行情况,为今后决策提供依据,国家电网公司发文对交直流棒形悬式复合绝缘子的使用和运行情况进行了调研。文章通过汇总各网省公司的报表后进行了分类统计分析,认为国产220～500kV交直流棒形悬式复合绝缘子的使用和运行情况良好,可以推广使用;并提出了科研、设计、制造和运行部门今后应关注的问题。     

复合绝缘子性能检测方法简析

检测线路上绝缘子老化后的质量情况，对于电网的安全运行具有十分重要的意义。复合绝缘子性能检测方法通过对比老化与未老化复合绝缘子的表面微观情况，分析了相应情况下其表面泄漏电流波形中谐波成分的变化，说明了利用泄漏电流检测复合绝缘子性能的可行性。     

复合绝缘子老化状态红外光谱分析方法

长期挂网运行的复合绝缘子随着运行时间的增加会不可避免地老化,造成绝缘子性能下降,影响电力系统的运行可靠性。使用傅里叶变换红外光谱仪测试运行于相同电压等级具有不同运行年限的复合绝缘子老化程度。通过不同官能团的波长所对应峰值来确定材料中的化学键,以样品外层的FTIR吸收峰强度作为反映复合绝缘子老化状态的特征量,并与核磁共振法测量结果进行对比。研究结果表明:复合绝缘子表面积污严重,其吸收峰强度低于内层吸收峰强度;有机侧链比无机主链断裂程度更严重,吸收峰值下降百分比越大;绝缘子的吸收峰强度呈现随运行年限增加而减小的趋势。红外光谱外层吸收峰与核磁共振测量结果吻合,两种结果在一定程度上都能反映复合绝缘子的老化程度。     

基于泄漏电流的复合绝缘子憎水性能诊断技术

为建立基于泄漏电流特征量的复合绝缘子憎水性能诊断方法,研究了在饱和湿度情况下,污秽度和憎水性能对泄漏电流最大值、泄漏电流出现次数及累积放电量的影响,用聚类分析法对复合绝缘子的憎水性能进行诊断。结果表明:泄漏电流最大值随污秽度和憎水性等级的变大呈增加趋势,污秽度和憎水性能影响泄漏电流幅值的区间不同,污秽度主要影响泄漏电流的低幅值部分,而憎水性能主要影响泄漏电流的高幅值部分,造成这种差异的原因是污秽度和憎水性能对复合绝缘子表面电阻的影响不同;污秽度对复合绝缘子表面累积放电量的影响更明显。使用聚类分析法,选取的泄漏电流特征量能够实现对复合绝缘子憎水性能的诊断。     

交流1000kV棒形悬式复合绝缘子

山东泰光电气有限公司(淄博泰光电力器材厂)研发的1000KV交流架空线路用复合绝缘子系列产品,该系列产品属国内首创,填补了国内空白,产品性能达到国际领先水平。通过了由中国电力企业联合会在组织并主持召开的技术鉴定会。首次研发成功     

合成绝缘子交流转轮法与斜面法的比较研究

转轮法即将成为IEC62217试验方法,该法比综合气候加速老化试验方法的试验设备简单,试验周期短。 硅橡胶合成绝缘子交流转轮法试验结果表明,转轮法在一定程度上可筛选有问题的合成绝缘子,但主要仍是考核 试品的耐漏电起痕性能,而就这一考核而言斜面法的严酷性要高于转轮法。     

高速铁路接触网悬式复合绝缘子防雷应用特性实验研究

为了促进我国高速铁路复合绝缘子的科学使用,进一步提高接触网运行可靠性,针对接触网用棒形悬式复合绝缘子的防雷应用特性开展研究。采用实验模拟的方法研究了工频电弧烧损绝缘子、影响绝缘子短期机械性能的程度,论证得出工频电弧会降低绝缘子长期机械性能,提出了应对措施并验证了措施的保护有效性。研究结果表明:雷击诱发的接触网短路电流电弧会明显烧损棒形悬式复合绝缘子两端部部件,破坏芯棒对外界密封性,虽然不会影响绝缘子短期机械性能,但长期运行后会导致绝缘子发生芯棒脆断和金具锈蚀抽芯故障。对于可能遭受雷击的路段,安装专用线路避雷器或者并联间隙装置实施保护,可避免此类运行安全风险。该结论对电力系统110kV及以下电压等级悬式复合绝缘子同样适用。     

高压直流输电线路耐张串用长棒形悬式瓷绝缘子的机械特性

耐张串对绝缘子提出了更高的要求,目前主要采用盘形瓷绝缘子和玻璃绝缘子,但是瓷绝缘子和玻璃绝缘子为了防污闪,都设计得很长很重,瓷绝缘子的零值问题更是非常突出。长棒形悬式瓷绝缘子是一种性能优良的绝缘子,在高压直流输电线路耐张串上有着广泛的应用前景。为此,结合Ansys力学软件通过计算和力学试验,分别研究了长棒形悬式瓷绝缘子在集中力作用下的力学特性、在均布力作用下的力学特性、在扭转力作用下的力学特性、拉伸破坏特性以及端部附件的机械安全问题,最后得出结论:长棒形悬式瓷绝缘子的静态力学特性能够满足高压直流输电线路耐张串的要求,从机械性能上来讲,可以应用在高压直流输电线路耐张串上。     

±800 kV特高压直流棒形悬式复合绝缘子若干问题探讨

山东泰光电气有限公司研制的±800 kV特高压直流棒形悬式复合绝缘子系列产品是世界上用于特高压输电线路外绝缘的最新技术产品。文章介绍了±800 kV特高压直流棒形悬式复合绝缘子绝缘距离的2种推算方法,按已有直流线路推算和按试验数据推算结果相差不大。此外还讨论了复合绝缘子的老化问题及机械动载性能。     

玻璃纤维含量对复合绝缘子芯棒机械性能的影响

特高压复合绝缘子对于芯棒有较高的拉弯性能要求。通过对芯棒进行强度性能测试,研究了玻璃纤维纱含量对芯棒拉弯性能的影响。结果表明,当芯棒的纤维质量分数在79%～83%时,芯棒的机械性能最优。复合绝缘子中的芯棒最终按照质量分数80%左右的纤维含量进行生产,产品顺利通过了复合相间间隔棒产品定型试验。     

广东地区高温发热线路棒形复合绝缘子劣化特性

为了揭示高温发热的线路棒形复合绝缘子的劣化特性,文中对广东电网江门供电局某220 kV故障绝缘子开展了研究。观察了该支绝缘子的外观形貌,在带电状态下进行红外、紫外检测。之后进行解剖观察,采用现代材料测试方法(SEM、XPS)对比了芯棒劣化处与正常处的材料特性,使用宽频介电谱仪对比测试了劣化处与正常处芯棒短样的电气参数。试验和解剖结果发现,该绝缘子护套表面有击穿孔,加压温升严重、外部有微弱放电。内部交界面处芯棒表面劣化已经从高压端延伸至中部。材料分析表明界面处芯棒受到了严重的放电破坏,环氧树脂发生裂解,玻璃纤维有断裂和蚀损现象,存在氧化分解、酸性液体侵蚀等劣化过程。此外,劣化处芯棒的介电常数、介损角正切、电导率都有了明显的上升,造成电场进一步产生畸变,局部放电过程增强。研究表明,该类高温发热的线路棒形复合绝缘子芯棒劣化严重,并且局部放电等劣化过程较为剧烈,断裂风险极大。     

芯棒涂覆H-PRTV长棒形瓷绝缘子直流污闪特性

外形结构和材料对绝缘子的污秽闪络特性有较大影响。为此,采用恒压升降法,在高海拔地区进行了大吨位长棒形瓷绝缘子的直流人工污秽试验,通过测量泄漏电流和污闪电压,拍摄电弧发展照片,对比研究了芯棒涂覆强疏水型长效防污闪涂料H-PRTV对长棒形瓷绝缘子直流污闪特性的影响。结果表明,芯棒涂覆H-PRTV后,长棒形瓷绝缘子直流污闪电压明显提高,电弧发展过程明显缩短,临闪前大幅值泄漏电流脉冲减少,整个污秽闪络过程有延缓的趋势。     

试验方法对复合绝缘子污秽闪络特性的影响

IEC及中国相关标准推荐了几种绝缘子污秽的试验方法,但不同试验方法对复合绝缘子污闪特性的影响并不明确。以复合绝缘子为例,分别采用恒压升降法、均匀升压法、最大耐受法试验研究了复合绝缘子的交流污秽闪络特性。结果表明:试验方法对污秽影响特征指数a值的影响不明显;在标准偏差取7.0%时,采用均匀升压法得到的50%闪络电压比采用恒压升降法得到的50%耐受电压高0.5个标准偏差,采用最大耐受法得到的最大耐受电压Umw等于采用恒压升降法得到的闪络概率为10%的污闪电压;不同的试验方法得到的试验结果存在内在联系,可以根据试验的具体情况,选择适当试验方法。