染污绝缘子串直流污闪放电模型及验证

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要是以平板模型为基础.本文以7片串XP-160绝缘子为例,开展染污绝缘子串直流污闪放电模型研究.提出染污绝缘子串直流放电过程的电路模型是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型计算所得的临界污闪电压与实测值的误差在7%以内;得到泄漏电流大于200mA时,染污绝缘子串局部电弧的综合受力中热浮力起主导作用,解释了局部电弧发展中存在飘弧现象的原因.     

染污玻璃绝缘子泄漏电流特性及其闪络电压预测

有效预测绝缘子闪络电压是防止发生污闪事故的重要手段,泄漏电流是分析检测绝缘子闪络电压的重要方法。在人工污秽实验室进行大量的试验,模拟运行电压下污秽度与相对湿度对泄漏电流的影响,从不同角度提取了能够反映绝缘子表面污秽度及相对湿度的4个泄漏电流特征量:泄漏电流脉冲幅值熵S、脉冲幅值Ih、能量比K及能量E,并得到它们之间的变化规律。提出基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的绝缘子闪络电压预测模型,将4个特征量S、Ih、K、E及相对湿度作为GRNN模型的输入量,闪络电压作为GRNN模型的输出量。预测结果与试验结果对比分析可知,相对误差小于7.33%,表明提出的绝缘子闪络电压预测GRNN模型的预测结果与试验结果基本一致,能够有效地对绝缘子闪络电压进行预测。     

污秽不均匀度对XP-160绝缘子串交流闪络特性的影响

实际运行中的绝缘子上/下表面的污秽分布并不是均匀的,因此对不均匀污秽下绝缘子的污闪特性进行了研究。通过对7片XP-160标准瓷绝缘子串在污秽分布不均匀时的交流闪络特性进行试验,得到了不同盐密、不同污秽不均匀度(上、下表面盐密比,T/B)下的绝缘子串闪络特性。对不同污秽不均匀度下表面污层电导和泄漏电流与绝缘子串污闪电压的关系进行了分析,结果表明:盐密和污秽不均匀度对绝缘子串的污闪电压都有影响,且两者的影响互相独立;绝缘子串的污闪电压会随着T/B的减小而增大;7片XP-160绝缘子串的污闪电压(Uf)与附盐密度(ρSDD)、T/B分别满足幂函数和对数函数关系,通过数据拟合得到污秽影响特征指数b及不均匀污秽下修正系数C分别为0.365和0.501;不均匀污秽下,绝缘子表面污层电阻增大是导致XP-160绝缘子串交流污闪电压提高的主要原因。     

染污绝缘子放电中泄漏电流的频谱变化

为更有效地预防污闪的发生,在实验室反复试验研究绝缘子交流污秽放电过程中泄漏电流的变化特性,提取了以泄漏电流为污闪预警主要特征量即利用功率谱变换对泄漏电流进行频域分析,提取出泄漏电流频域中功率谱最大谱峰值曲线增长速率作为污闪预测的有效参量从而防止污闪的发生的新思路。得出的试验结果说明此参量可以为污闪预警提供更明确的理论指导,有利于污闪预警系统更清晰地建立。     

染污绝缘子污闪全过程泄漏电流波形及谐波特性分析

污闪是高压输电线污秽绝缘子沿面放电的极端结果,要预防污闪必须及时准确地做出表面污秽度的预测。为此,针对泄漏电流与绝缘子表面污秽度之间的紧密联系,基于污闪发展全过程的3区段思想,通过反复的实验测试,研究污秽沿面放电全过程中泄漏电流的3区段典型波形,提取出波形的区段变化特性;利用频域谐波分析方法,揭示出污闪过程中3区段泄漏电流的主要谐波成分的变化特点和规律;利用系统波形畸变率来分析波形质量的原理,建立了污闪发展全过程泄漏电流波形的畸变率,确立了3区段波形畸变率的变化范围。研究表明,电流波形、谐波以及波形畸变率都是泄漏电流特性很好的描述参量,这些特性参量的变化规律与绝缘子片数、污秽度和绝缘子形状等参量无关,具有可推性和一致性。实验分析证明,泄漏电流波形、谐波以及波形畸变率从图形和量值两方面出发,可以为污闪区段预警提供更明确的理论指导,有利于更清晰地建立污闪预警系统。     

饱和受潮绝缘子外绝缘状态评估系统的试验验证

污闪问题是电力系统最重要的问题之一。为了有效预防污闪,介绍了一套绝缘子外绝缘状态评估系统。该系统综合考虑绝缘子型号、线路电压等级、相对湿度、最大泄漏电流等因素的影响,对绝缘子的外绝缘状态尤其是闪络电压做出预判,进而防止污闪事故的发生。基于这套外绝缘状态评估系统,研究了等值附盐密度(equivalentsalt deposit density,ESDD)、绝缘子串长以及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流最大值与污闪电压的关系,并对同一ESDD下的实测污闪电压和估算污闪电压进行了对比。结果表明,当所选用的XWP2-160型绝缘子的串长分别为28、21、14片时,污闪电压的实测值和估算值的最大相对误差分别为4.6%、6.6%、5.5%。对比结果最终验证了该系统的可靠性和准确性。     

布置方式对染污绝缘子污闪电压影响综述

染污绝缘子的放电机理、污闪特性是绝缘子防污闪措施研究的核心因素。目前国内外科研机构及专家学者已进行了大量的试验和理论研究,取得了很多有价值的成果。总结了国内外近30年来关于绝缘子污闪的研究进展,从染污绝缘子表面污层的物理特性、污闪形成机理、染污绝缘子试验方法、污闪特性及其绝缘子布置方式等方面系统地分析总结了染污绝缘子污闪电压的各种影响因素,总结了不同布置方式对绝缘子污闪电压的影响规律,提出了不同环境下外绝缘配置的建议。     

高海拔地区±800kV直流玻璃绝缘子污闪特性研究

为了解决特高压输电线路中的外绝缘问题,通过对大吨位玻璃绝缘子在不同盐密、不同灰密、不同染污情况下进行直流污闪特性试验,对其污闪特性进行了研究。试验表明:玻璃绝缘子和瓷绝缘子直流污闪特性相似;盐的大小、灰的大小及污秽分布情况对大吨位瓷绝缘子直流污闪特性影响较大。     

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。     

运行多年RTV涂料绝缘子防污性能的研究

在绝缘子表面使用室温硫化硅橡胶(RTV)涂料能显著提高绝缘子的耐污闪能力。清华大学于1985年在我国率先研制出RTV涂料，并于次年在天津电力局首次现场使用。首批在天津电网挂网运行的RTV涂料绝缘子，已在不进行任何维护的条件下安全运行近18年。     

PRTV涂料对绝缘子串交流冰闪电压的影响

PRTV涂料具有良好的防污闪性能,但用于防覆冰闪络方面,国内外的相关研究还鲜有报道。根据人工气候室的试验结果,笔者分析了在覆冰期、融冰期覆冰水电导率和串长对涂有PRTV绝缘子串的覆冰闪络电压的影响。通过对涂有和未涂PRTV两种形式绝缘子串的覆冰闪络特性的分析,得出PRTV对于提高覆冰绝缘子闪络电压没有效果,涂PRTV的绝缘子串其冰闪电压约降低10%～15%;PRTV涂层的憎水性引起绝缘子表面覆冰状态发生变化,使得冰层与涂料表面粘附不紧密,内部存在许多微小气隙,容易产生局部放电和局部电弧,从而损坏PRTV涂层,导致绝缘子串泄漏电流增大。     

持久性就地成型防污闪复合涂料对绝缘子覆冰及交流冰闪电压的影响

持久性就地成型防污闪复合涂料(permanent-room-temperature-vulcanized anti-contamination flashover composite coating,PRTV)具有优异的防污性能,但对绝缘子是否具有延缓覆冰和提高冰闪电压的作用国内外鲜有报道。根据人工气候室的试验结果,分析了PRTV涂料对绝缘子串覆冰及其冰闪电压的影响。结果表明：PRTV涂料在覆冰初期具有延缓覆冰的作用,但在严重覆冰过程中则没有明显效果;与未涂覆PRTV的绝缘子串相比,涂覆PRTV涂料的绝缘子串其冰闪电压约降低7%~15%;涂覆PRTV涂料后绝缘子串冰闪电压降低的主要原因是PRTV涂层的憎水性引起覆冰状态的改变,使得冰层内部形成高场强的"空腔",更易产生局部放电并烧伤涂层。     

提高220kV周洋线玻璃绝缘子串工频闪络电压的研究

针对陕西电网220kV周洋线玻璃绝缘子串因环境湿度和污秽改变引起的闪络事故,根据目前线路的运行状况,对不同组合方式的玻璃绝缘子串在实验室进行了模拟试验,寻找出了提高线路玻璃绝缘子串工频闪络电压的最佳组合方式。     

提高220 kV周洋线玻璃绝缘子串工频闪络电压的研究

针对陕西电网220kV周洋线玻璃绝缘子串因环境湿度和污秽改变引起的闪络事故,根据目前线路的运行状况,对不同组合方式的玻璃绝缘子串在实验室进行了模拟试验,寻找出了提高线路玻璃绝缘子串工频闪络电压的最佳组合方式。     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究,绝缘子染污采用固体层法,试验结果表明,Y型绝缘子串与悬垂串相比,直流污秽闪络电压可提高约9%。在500 kV输电线路上采用Y型绝缘子串时,在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时,可减小杆塔尺寸,降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数,为500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。     

布置方式对直流绝缘子串人工污秽闪络特性的影响

直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响，以2种典型直流瓷绝缘子(XZP-210和XZP-300)为试品，在人工雾室中通过试验研究了悬垂单串布置(I型)、悬垂双串布置(II型)和V型布置绝缘子串的直流负极性污闪特性，分析了布置方式对负极性污闪电压的影响。结果表明：直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响；在不同污秽程度下，V型布置时直流污闪电压比I型布置时高14.5%~25.9%，II型布置则比I型布置低4.2%~9.0%；且随着污秽程度的增加，V型布置相对于I型布置的污闪电压提高的百分数和II型布置相对于I型布置降低的百分数均增大。     

涂覆半导电室温硫化硅橡胶涂层的绝缘子污闪特性试验与仿真

绝缘子覆冰对电网的安全运行构成巨大威胁,目前有学者提出一种基于半导电RTV的电热防冰法。为了研究这种方法对于绝缘子污闪特性的影响,分别进行了绝缘子的污闪试验,绝缘子受潮试验和电场仿真计算,发现其可以在一定程度上提高绝缘子的污闪电压。由于这种半导电RTV具有较好的憎水迁移性,因此对污闪电压的提高有一定作用。此外,绝缘子半导电涂层增加了表面泄漏电流,对污秽层有烘干作用。同时通过仿真计算研究了涂层对绝缘子电场分布的影响,发现半导电涂层可以均匀绝缘子下表面的电场。综合分析得出半导电涂层的憎水迁移性、对污秽层的烘干作用、对绝缘子下表面电场的均匀作用,共同作用从而提高了绝缘子的污闪电压。