雾霾期间绝缘子的积污特性研究

积污会使输电线路绝缘子发生污闪的风险增加。近年来雾霾天气频发,开展雾霾条件下绝缘子积污特性研究具有重要意义。针对雾霾期间绝缘子的积污特性,文中开展了不同类型绝缘子及试片在雾霾天气下的自然积污试验,测量了绝缘子在雾霾期间等值盐密的变化,并获得了绝缘子表面污秽微观形貌、粒径分布、无机元素组分及热重曲线等理化特性。结果表明,雾霾期间绝缘子表面等值盐密增速大于空气质量良好时的等值盐密增速;但是雾霾期间的高PM2.5浓度对绝缘子积污的影响有限;就粒径分布与无机元素组分而言,雾霾期积污污秽与长期自然积污污秽差异不大;试片表面光泽度随积污时间增加而下降,光泽度可用于短期少量积污的表征。     

复合绝缘子积污腐蚀表面泄漏电流分析

为了研究复合绝缘子积污腐蚀表面与泄漏电流的关系,以人工污秽试验的方法制备试样,采用泄漏电流测量装置分别按积污时间、盐密、灰密、pH值为变量对试样的泄漏电流进行测量,并分析了上述变量对泄漏电流的影响。结果表明,复合绝缘子表面泄漏电流随着试样腐蚀时间的增加而增加,且酸性环境对其影响大于碱性环境;相较于灰密对积污腐蚀表面泄漏电流的影响,盐密的变化对泄漏电流的影响更明显;泄漏电流分别随着电压的提高和加压时间的增加而增大。     

雾霾天气对输变电设备外绝缘的影响

从输变电设备防污闪角度讲,雾霾与传统的湿沉降、污(脏)雾是同一概念。雾霾对输变电设备外绝缘影响的研究,主要包括雾霾的理化特征、雾霾对绝缘子表面污秽度的影响、雾霾的模拟及其对绝缘子污闪电压的影响等内容。文章重点介绍了20世纪90年代以来北京、上海两地开展的试验研究工作:大气污染易演变成霾与雾霾天气,导致输变电设备外绝缘表面湿沉降的增加。雾霾脏污程度可用雾水电导率表征,雾霾的持续作用可使绝缘子表面污秽度有限增大,绝缘子污闪电压有所降低。近年来,国网公司系统坚持"绝缘到位,留有裕度"的防污闪方针,成功地抵御了雾霾天气对输变电设备的侵袭,遏制了大面积污闪事故的发生,线路污闪跳闸率降至历史最低水平。     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

带电复合绝缘子积污特性的对比观测

复合绝缘带电是否会对绝缘子盐密(ESDD)和灰密(NSDD)值产生影响关系到电力系统污秽复合外绝缘配置,开展带电复合绝缘子与不带电复合绝缘子积污对比观测有助于研究复合绝缘子带电与不带电运行积污规律。为此,选择深圳地区22处代表性的输电杆塔上进行带电与不带电复合绝缘子挂样观测,测量了积污期为2a的复合绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了带电与不带电复合绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:带电与否对复合绝缘子上表面盐密基本无影响,下表面盐密值约增加0.3倍,片均值约增加0.1倍;带电复合绝缘子盐密片均值与不带电复合绝缘子上、下表面盐密值有较好的线性关系;带电运行对复合绝缘子灰密值有影响,带电有利于不溶灰份的积累,上表面灰密增加0.4倍,下表面增加约0.7倍,片均值增加约0.5倍。带电绝缘子的灰密盐密比更大。带电复合绝缘子积污特性的对比观测数据为实验室开展复合绝缘子污闪试验工况及现场外绝缘配置考虑带电因素提供了基础数据。     

污秽成分对LXY_4—160绝缘子串交流闪络特性的影响

自然条件下绝缘子表面的积污成分呈多样性,而污秽成分差异对绝缘子污闪电压有影响。本文以7片LXY4—160标准玻璃绝缘子串为研究对象,试验研究其在不同污秽成分下的交流闪络特性,结合不同污秽成分下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流的测量结果,分析了污秽成分对绝缘子串交流闪络特性的影响,研究结果表明:改变污秽成分中可溶性物质和不溶性物质的比例,均对污闪电压有影响;对于可溶性物质,绝缘子的污闪电压随着NaCl比例减小、CaSO4比例增加而升高;对于不溶性物质,绝缘子的污闪电压随着SiO2、Al2O3和Fe2O3混合物比例变化而产生相应的改变;不同污秽成分下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流存在差异,影响局部电弧的产生和发展过程,最终导致绝缘子污闪电压存在差异;自然积污研究中仅利用等值盐密无法表征自然积污程度。研究结果对输电线路外绝缘设计和选择具有一定的参考价值。     

运行中500 kV输电线路绝缘子串自然积污及污闪特性研究

500 kV输电线路是我国电网的主干网架,运行中一旦发生绝缘子污闪事故将严重威胁电力系统可靠运行,因此了解运行电压下绝缘子的自然积污规律及其污闪特性十分重要.对重庆电网某500kV交流输电线路运行中绝缘子的自然积污情况及污闪特性开展了测试研究,研究结果表明:运行中绝缘子上,下表面累积的盐密,灰密有差异,且下表面的盐密/灰密较上表面的严重;运行中绝缘子表面灰密累积速度大于盐密累积速度;运行中各串绝缘子以及绝缘子串中各片绝缘子的积污均存在差异;自然积污下绝缘子污闪电压比人工染污下绝缘子污闪电压高;污秽成分及绝缘子表面污秽分布的差异是导致运行中绝缘子污闪电压高的主要原因.     

冷雾环境下绝缘子污层饱和湿润特性分析

电力系统污闪事故多发生在秋冬清晨,其特点是环境温度低并伴有大雾天气,因此研究冷雾环境下绝缘子污层饱和湿润特性对于防污闪工作的深入研究具有重要的意义。笔者通过人工污秽试验测量了不同盐密、灰密下的绝缘子污层饱和湿润时间以及泄漏电流曲线,分析了盐密、灰密和绝缘子型式对污层饱和湿润时间和泄漏电流的影响,得到了其饱和湿润特性。结果表明:盐密、灰密和绝缘子结构型式对污层的饱和湿润均有一定的影响。不同结构的绝缘子在同一污秽度下,其污层饱和湿润时间差别较大。研究结果可为输电线路外绝缘设计和选择提供参考。     

110kV绝缘子串泄漏电流随户外环境变化的规律

户外运行绝缘子串的泄漏电流监测需要考虑环境温湿度及污秽度的影响。在绝缘子户外试验场进行了大量人工污秽试验,连续观测了110kV XP-160绝缘子串在一个或多个自然日的泄漏电流幅值变化规律。研究了不同灰密（NSDD）、盐密（ESDD）对绝缘子串泄漏电流幅值的影响及其与相对湿度、环境温度的关系,得到了泄漏电流幅值与相对湿度及污秽度的定量关系。研究结果表明：在相对湿度较小的情况下,随着污秽度的增加,泄漏电流会缓慢增加,但增长幅度并不明显;当相对湿度较大时,随着污秽度的增加,泄漏电流幅值会明显增大。     

自然积污绝缘子的污闪电压和泄漏电流特性试验研究

以浙江电网自然积污FC70P/146、XWP2-7绝缘子为对象,对自然积污绝缘子的污闪电压和泄漏电流特性进行了试验研究;提出了考虑污秽折算系数的自然积污绝缘子外绝缘特性试验研究方法,采用数据拟合方法得到了自然积污绝缘子表面等值盐密、灰密及上下表面积污不均匀性对污闪电压及泄漏电流的影响规律。结果表明:对于自然积污FC70P/146和XWP2-7绝缘子,污闪电压的不均匀度影响特征系数N分别为0.128 5和0.095 9,要小于人工污闪电压的N值。对于FC70P/146绝缘子,泄漏电流的平均等值盐密影响特征指数a和不均匀度影响特征系数N分别为0.757 2和0.218 8;对于XWP2-7绝缘子,a和N分别为0.454 7和0.180 8。相对而言,FC70P/146绝缘子的a、N值要大于XWP2-7绝缘子。     

雾霾期间绝缘子闪络特性的研究进展

雾霾天气对绝缘子闪络特性的影响是近年来新出现的一个难题。研究结合了近年来关于雾霾期间绝缘子闪络特性影响的相关研究,对其进行了系统性的分析与讨论。主要从雾霾的组分与污秽物成因、模拟雾霾积污的试验以及雾霾天气对绝缘子闪络电压的影响等几个方面进行详细的探讨。研究表明:雾霾主要来源于人工排放的大量污染物,在湿度较高的环境下发生化学反应沉降在绝缘子表面;人工模拟污秽试验中对等值盐密的取值存在一定的缺陷;雾霾天气下泄漏电流沿绝缘子表面发展,绝缘子发生沿面闪络;污秽物粒径的分布与绝缘子的材质有关;绝缘子表面可溶性盐类、雾水电导率以及其憎水性都会影响绝缘子的闪络特性,使其闪络电压降低。     

复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究

绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用。以FXBW-110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验。试验结果表明：复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明：绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污染源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

穆家换流站交、直流系统外绝缘积污特性研究

针对±500 kV穆家换流站交、直流系统绝缘子表面积污情况的研究,选取8个测试点进行污秽度测试。得到该站投运1年来交、直流系统的积污特性;直流户内场地积污较轻,直流户外场地积污秽最重,最大可达0.19 mg/cm2(绝缘子表面喷涂PRTV)。交流场地年度盐密0.14 mg/cm2(绝缘子表面喷涂PRTV)。     

±800 kV楚穗特高压直流线路复合绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流线路复合绝缘子积污特性以指导线路外绝缘配置,于2013—2014年采集了±800 k V楚穗特高压直流线路复合绝缘子表面污秽,分析其污秽等值盐密等级分布,研究线路整体积污程度,以及直流极性、沿串部位分布等造成的积污差异。数据表明:832个污秽样本中,等值盐密最大值为0.192 9 mg/cm2,最小值为0.000 7 mg/cm~2,76%样本等值盐密0.025 mg/cm~2;相同积污条件下,直流极性不影响复合绝缘子整体积污程度;大部分复合绝缘子表面污秽呈两端重、中间轻的分布规律;大小伞裙交叉布置时,小伞裙等值盐密明显大于大伞裙;54.8%的伞裙上表面污秽盐密值大于或等于下表面,与玻璃或陶瓷绝缘子规律不同。±800 k V楚穗特高压直流线路整体污秽较轻,现有的复合绝缘子配置合理。     

绝缘子泄漏电流和放电现象的初步研究

基于大量人工污秽试验 ,详细描述了瓷绝缘子表面的放电现象并建立了泄漏电流幅值与典型放电现象之间的对应 ,研究了运行电压下绝缘子泄漏电流与盐密及污闪电压的关系     

雾霾环境指标对U70BL型绝缘子积污增长的影响

为深入研究雾霾环境下绝缘子的表面积污规律,分析了雾霾的空气质量指数(AQI)、雾水电导率、相对湿度这3个环境指标对U70BL型绝缘子表面积污特性的影响。通过统计平顶山市一座污秽试验站内U70BL型绝缘子在2014-12-10—2015-02-28期间的积污数据及同期的AQI指数日值,得出当AQI数值在50~100、100~200、200~500内时,试验绝缘子表面的盐密日平均增长量分别为-2.92×10~(-4)、3.7×10~(-4)、8.6×10~(-4) mg/cm~2;随着AQI指数的升高,盐密日增长量整体呈增加趋势。此外分析了实验室条件下相对湿度、雾水电导率对U70BL型绝缘子积污特性的影响,可得:相对湿度一定时,表面盐密随着雾水电导率的升高而增加;利用最小二乘法得到雾水电导率(x)与测量盐密(y)间的拟合关系式为y=1.771 5×10-6x+0.0112;雾水电导率为1 000μS/cm或2 500μS/cm时,湿度作用下污秽颗粒的湿沉降作用显著;且湿度越大,绝缘子表面盐密的增量越大;实验环境下,绝缘子积污9 h后表面的盐密增长量级始终在10~(-3) mg/cm~2。     

500kV交流岭深线路复合绝缘子的积污特性

绝缘子表面积污状况与污区划分及外绝缘的选择密切相关,是外绝缘的基础性工作之一。为此,文中选取10支深圳地区岭深线路交流500 k V复合绝缘子并对其积污特性展开研究。对测试结果进行方差分析发现,岭深线不同地形条件绝缘子整体积污状况接近,而同一支绝缘子不同部位表面积污状况存在差异,表现为:靠近绝缘子串两端的伞裙单元盐密值较大;绝缘子伞裙上表面积污重于下表面。上述测试结果表明复合绝缘子表面积污存在不均匀性,在进行复合绝缘子人工污秽试验时,应充分考虑复合绝缘子的积污特点。     

污秽中CaSO_4对典型瓷、复合绝缘子交流污闪特性影响对比分析

自然条件下输电线路绝缘子表面积污成分中含有大量的硫酸钙(CaSO_4),而污秽中CaSO_4对不同型式绝缘子的污闪特性有着不同的影响。为此,以7片XWP2-160型瓷绝缘子串和FXBW4-35/70型复合绝缘子为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,对比分析了CaSO_4对这2种型式绝缘子污耐压、闪络电压梯度及泄漏电流峰值的影响差异。研究表明:随着CaSO_4质量分数的增加,这2种型式绝缘子污耐压和闪络电压梯度均递增,而泄漏电流峰值递减;不同CaSO_4质量分数下,复合绝缘子的闪络电压梯度是瓷绝缘子闪络电压梯度的1.3~1.7倍,说明复合绝缘子耐污闪性能优于瓷绝缘子;此外,在CaSO_4作用下,盐密(SCD)的改变对于瓷绝缘子污耐压的影响程度为复合绝缘子的1.0~1.2倍,而对于闪络电压梯度为0.8~1.0倍,对于泄漏电流峰值为0.2~0.6倍。研究结果可为输电线路外绝缘设计和运行维护提供参考。     

±660kV银东线绝缘子串的自然积污特性研究

为分析±660 k V银东线绝缘子的自然积污规律,在山东德州设置污秽测量点,进行为期一年的自然积污试验。测量了绝缘子的等值盐密(ESDD)和等值灰密(NSDD),对比研究了瓷绝缘子和复合绝缘子表面污秽不均匀度、绝缘子串不同位置积污规律及灰盐比。结果表明:瓷钟罩绝缘子表面污秽不均匀度远高于复合绝缘子;绝缘子串高压端和接地端均比中间部分积污严重;复合绝缘子的伞裙直径越小,积污越严重;瓷绝缘子、复合绝缘子的灰盐比均值分别为12.44、5.86,下表面的灰盐比均大于上表面的灰盐比。