基于随机森林模型的瓷绝缘子污秽等级判定研究

瓷绝缘子经常面临因表面污秽沉积而引起的闪络问题,给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。表面泄漏电流法是对瓷绝缘子进行在线监测及污秽等级判定的重要方法,而判定的难点在于泄漏电流的环境因素、电气特征与表面污秽程度存在着非常复杂的非线性关系。在实验室模拟试验信号和现场运行实测信号的基础上,通过时域法和离散小波时频法分析获得了与绝缘子污秽度相关的重要电气特征量,建立了基于随机森林算法的瓷绝缘子污秽等级判定模型,验证实验结果表明该模型能有效识别绝缘子的污秽等级,且性能稳定可靠,可为瓷绝缘子的污秽监测及污闪的预防提供有效借鉴和参考。     

谐波电压影响下的瓷绝缘子污秽故障特征量研究

泄漏电流法是监测瓷绝缘子表面污秽故障的重要方法,但瓷绝缘子所承受电压包含谐波时会导致泄漏电流特征量的有效性降低,进而造成绝缘子表面污秽故障的诊断准确率降低,因此提出了一种以泄漏电流时间积分为基础的污秽故障新特征量,推导了该特征量的理论数学模型,并通过与其它故障特征量的对比分析文中提出的新特征量的优越性和有效性进行了验证。提出的瓷绝缘子污秽故障新特征量受电压谐波影响更小,在不同谐波电压影响下均能很好地地反映绝缘子污秽故障情况,可为瓷绝缘子的在线监测及污闪预警提供参考和借鉴。     

湿沉降对珠海地区输电线路外绝缘的影响

对珠海地区2010年2月2~7日连续大雾期间输电线路在线监测数据进行分析,证实了湿沉降(酸雾和盐雾)是沿海地带化工产业集聚区域绝缘水平降低的主要原因,也是盐密测量值低而实际污秽等级高的主要原因。监测到清洁绝缘子在湿沉降中的严重放电现象,揭示了盐密与运行经验脱节的关键因素,认为积污与大气中的湿沉降同时标定才能较准确地评定污秽等级。对复合、瓷和玻璃绝缘子的监测数据进行比较后证明,提高瓷和玻璃绝缘子的爬电比距不能有效地遏制湿沉降对外绝缘的危害,复合绝缘子具有明显的优势。     

1000kV交流变电站支柱和空心绝缘子污秽外绝缘设计的探讨

阐述了污秽外绝缘设计的基本方法及存在的一些问题,并在此基础上推荐出了变电站绝缘子污秽外绝缘的设计方法。对于1000kV变电站支柱和空心绝缘子进行污秽外绝缘设计,考虑到现场污秽中所含CaSO4对污耐受电压影响较大,进行了等值附盐密度校正,最后给出了1000kV变电站支柱和空心绝缘子的污秽外绝缘配置,建议Ⅲ级污秽等级1000kV瓷空心绝缘子的结构高度为11.0m～12.8m、支柱绝缘子的结构高度为9.3m～10.5m、复合空心绝缘子的结构高度为8.8m～10.2m。     

我国绝缘子的发展现状及应考虑的问题

介绍了我国交直流悬式瓷、玻璃和复合绝缘子以及变电站和换流站支柱瓷、复合绝缘子和空心瓷、复合绝缘子及套管制造技术的发展历程和技术水平。并结合我国绝缘子的运行经验、制造技术水平以及对技术的认识,提出了不同类型绝缘子在制造、设计、选型、运行方面应考虑的问题及建议。如:330 kV及以上支柱瓷绝缘子应采用等静压干法成型工艺;制造企业应控制悬式瓷和玻璃绝缘子的铁帽、绝缘件和水泥胶装剂机械强度的分散性;160 kN、210 kN、300 kN、400 kN、530 kN机械强度等级的绝缘子,应分别采用φ24、φ24或φ28、φ30、φ34或φ38、φ38或φ40芯棒制造绝缘子。超高压和特高压可选该系列中芯棒较大值。不能在同一电压等级采用同一直径的芯棒来制造不同机械强度等级的绝缘子。c级及以下污秽等级复合绝缘子的爬电系数(C.F)不大于3.2;d级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.5;e级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.8;等。     

基于灰靶理论的高压绝缘子污秽状态综合评判

针对绝缘子污秽程度状态综合评判中没有标准的评估等级划分方法的现状,提出了一种方法对绝缘子污秽状态等级进行划分并对绝缘子污秽等级进行综合评判.将灰靶理论引入到绝缘子污秽状态评估中,结合反映绝缘子污秽状态的相关指标因素,综合考虑各指标的均衡性,构建了绝缘子污秽状态综合评判体系,利用灰靶理论对绝缘子污秽状态等级进行划分,充分...     

基于PCA-kmeans和图谱特征的绝缘子表面污秽程度评估方法

绝缘子污秽闪络是威胁输电线路外绝缘防护的主要故障，为了寻求一种可靠的非接触式绝缘子污秽状态在线检测方法，本研究以高光谱成像技术为基础，通过人工污秽试验制备了5个污秽等级下不同类型的污秽绝缘子样品，随后通过高光谱成像平台分别获取了不同污秽状态下绝缘子样品的图谱特征并进行了分析，在此基础上结合主成分分析法和k-means空间聚类实现了绝缘子表面污秽等级的评估，并结合主成分计算结果和伪彩处理可以实现绝缘子表面污秽分布的可视化。结果表明该方法可以准确地实现污秽状态的分类和识别，识别准确度均在93%以上，其中复合绝缘子的污秽等级识别率最高到达了96.5%。本研究为绝缘子污秽状态的可视化在线监测提供了一种新的技术手段，同时为后续高光谱成像技术的现场污秽检测应用提供了研究基础。     

XP-7瓷绝缘子耐张串的表面电导率与污闪电压相关性

针对6~10 kV中压瓷绝缘子XP-7耐张串的污闪事故,分析了近年来重庆局部地区电网污闪事故与绝缘子表面污秽度的关系,通过对瓷绝缘子表面污层电导率指标和污闪电压的计算分析,来推广不同电压等级下污秽绝缘子的事前更换预警可行性。试验结果表明,该法对污闪电压和电导率指标的关系明了,可用其加上微处理器和远程通讯单元实现更直观的远程监控系统而提前预警,降低偏远地区输电线路电力环网缺相污闪事故,提高电力荷载的稳定性。     

应用附件系统提高玻璃、瓷绝缘子的污秽闪络电压

分析了玻璃、瓷绝缘子在污秽闪络方面存在的一些问题,提出了应用附件系统提高玻璃、瓷绝缘子的污秽闪络电压的解决方法,针对这种类型的绝缘子进行污秽闪络电压的试验,试验结果表明,在没有改变绝缘子原有结构的情况下,应用附件系统可提高他们污秽闪络电压。     

长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的试验研究

为研究长棒形瓷绝缘子的污闪特性,指导线路绝缘配置与选型,采用交流人工污秽试验方法,研究了盐密、污秽不均匀度对单节长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的影响,得到了长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数。试验表明:长棒形瓷绝缘子污闪电压与盐密值之间满足负幂指数关系;长棒形瓷绝缘子表面污秽含量一定时,随着伞裙上下表面污秽不均匀度的增加,其污闪电压先增加后减小;绝缘子迎背风面不均匀积污时,其污闪电压高于均匀积污的情况。以双伞型瓷绝缘子串为基准时,灰密1.0 mg/cm~2的长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数为K_1=0.611 6S~(-0.11)。     

污秽瓷绝缘子污闪过程及其电弧特性研究

输配电外绝缘污秽闪络仍然是威胁电网安全运行的重要隐患,目前国内外对于污闪机理的研究仍在开展。通过人工污秽试验研究了瓷绝缘子交流闪络特性,根据拍摄到的闪络过程,研究了绝缘子表面电弧发展规律。继而开展了瓷材料平板模型沿面闪络试验,获取了电弧延伸过程,测得了伏安特性并且计算电弧常数。研究结果表明,交流电压下瓷绝缘子表面电弧发展具有随机性,除了明显延伸的局部电弧之外,其表面还有多处火花放电;导电物种类对瓷表面电弧发展过程有影响,氯化钠下污秽瓷表面的局部电弧伏安特性可用U=112.8 I-0.54表示,而硫酸钙下污秽瓷表面为U=163I-0.39;根据临界闪络理论,瓷绝缘子闪络的污秽影响特征指数与沿面电弧常数之间存在数学关系,且该关系与所得的试验结果基本一致。     

1000 kV交流特高压支柱瓷绝缘子制造技术

根据晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程对支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,首次采用污耐压法对其进行了污秽外绝缘设计、耐地震计算分析和耐地震性能评价、成功地研制了结构高度10m、额定弯曲破坏负荷16kN、扭转破坏负荷10 kN.m、爬电距离30 250 mm的1 000 kV特高压工程用支柱瓷绝缘子。该支柱绝缘子由五个单元件组成,具有优良的机械强度特性、污耐压特性和耐地震能力,可运行于c级污秽等级。试验验证和运行经验皆表明研制的支柱瓷绝缘子的电气、机械特性等满足晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程的要求。     

XP-7瓷绝缘子耐张串的表面电导率与污闪电压相关性

针对6~10 kV中压瓷绝缘子XP-7耐张串的污闪事故,分析了近年来重庆局部地区电网污闪事故与绝缘子表面污秽度的关系,通过对瓷绝缘子表面污层电导率指标和污闪电压的计算分析,来推广不同电压等级下污秽绝缘子的事前更换预警可行性。试验结果表明,局部电导率指标和污闪电压有着密切的相关性,用作基准的电导率指标的实测电压和估算电压应控制在±10%以内。后期推广阶段应再细化电导率指标和污闪电压一一对应的关系,确保数据的真实等价性,为在线预警监测系统地研制提供有力支撑。     

瓷绝缘子劣化应对措施探讨

瓷绝缘子的劣化是造成闪络事故的主要原因之一,从盘形悬式瓷绝缘子的特性入手,分析绝缘子的劣化机理、规律,从瓷绝缘子的前期设计、运行保养、状态监测及老化淘汰等方面进行考虑,在配置、维护、测零、消缺及更换方面综合评价,科学决策,如:优化线路走径,合理确定污秽等级,确定泄漏比距和绝缘爬距,选择科学检测顺序和方法,全面推行“用盐密指导清扫,”确定测零周期等,防止因瓷绝缘子劣化而导致闪络事故的发生,保证电网安全运行。     

直流悬式系列瓷绝缘子设计性能及应用

介绍了不同结构造型直流悬式瓷绝缘子外绝缘设计上的特点、产品瓷质结构、主要机电性能和质量控制水平。通过直流人工污秽选型试验,直流绝缘子串自然积污试验,设计优化出大盘径大爬距钟罩型、大盘径大爬距双伞型和大小伞相间三伞型系列瓷绝缘子。分析讨论了瓷绝缘子外绝缘设计技术参数和相互之间的关系,给出了影响产品污耐压特性相关技术参数的较佳取值范围。产品线路运行经验表明,直流悬式瓷绝缘子结构造型优异,机电性能可靠,产品质量稳定,系列等级完善,达到了国产化直流悬式瓷绝缘子为特高压直流输电工程建设配套的目的。     

1000kV交流变电站用支柱、空心绝缘子存在的问题及解决办法

根据我国1000kV交流输变电工程对高压支柱绝缘子和空心绝缘子技术参数的要求,综合分析国外成功的制造经验、技术参数、500kV运行经验及国内制造能力,提出了国内支柱瓷绝缘子和空心绝缘子在按Ⅲ级污秽等级设计中,额定机械弯曲破坏负荷为10kN和16kN的支柱瓷绝缘子的高度应在(10000～120000)mm之间,如受制造设备限制,高度至少不小于8800mm,主体直径为(280～320)mm,爬电距离为(27500～33275)mm,并且应在其瓷表面涂PRTV、RTV;空心绝缘子的长度为(11000～13000)mm,最低高度不应小于9600mm,主体直径为(900～1200)mm,爬电距离为(40000～50000)mm。阐述了空心复合绝缘子可以解决空心瓷绝缘子不能解决的污秽和机械强度问题,建议在我国1000kV交流输变电工程中大量使用。     

三峡—华东直流输电线路的绝缘子选择研究

根据三峡—华东直流输电线路的污区分布及盐密预测，综合分析玻璃绝缘子、瓷绝缘子和合成绝缘子的机电性能及运行维护方面的优缺点，提出了绝缘子型式的选择方案。认为在轻污秽区域，以瓷绝缘子、玻璃绝缘子为首选型式；在重污秽区域，以合成绝缘子为首选型式。     

超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子关键技术研究

直流输电对绝缘子的防污秽性能提出了较高的要求,导致超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子的制造难度加大。根据超、特高压直流输变电系统对棒形支柱瓷绝缘子的技术要求,介绍了在瓷材料配方中引入工业氧化铝和调整K2O、Na2O的配比,开发出满足直流瓷绝缘子的瓷配方;选用高低参差不齐的深棱伞型,以提高防污性能,解决了生产过程中大直径毛坯的压制、成型、装烧等关键工艺问题;选用高强度水泥进行胶装,更好发挥瓷材料的强度;研究了直流瓷绝缘子污秽试验、特殊的电气试验。研究结果表明:国内超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子制造技术处于国际领先水平,基本可以满足超、特高压直流工程的技术要求。     

污秽分布对陶瓷XP-70与玻璃LXP-70绝缘子放电影响的实验研究

基于绝缘子污秽分布的非连续特征,开展了非连续污秽分布对陶瓷XP-70与玻璃LXP-70绝缘子交/直流放电影响的实验研究。首先,基于紫外脉冲原理搭建了污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统。在此基础上,研究了非连续污秽分布对绝缘子交/直流放电紫外脉冲与泄漏电流的影响特性。试验结果表明:非连续污秽分布下陶瓷绝缘子交流放电紫外脉冲数高于全污秽绝缘子放电紫外脉冲数。全污秽陶瓷绝缘子直流放电紫外脉冲数明显高于其它污秽分布下绝缘子放电紫外脉冲数。玻璃绝缘子不同污秽分布下交/直流放电紫外脉冲数在不同电压等级下表现出较大差异。一般情况下,全污秽绝缘子泄漏电流高于非连续污秽分布绝缘子泄漏电流,洁净绝缘子泄漏电流小于污秽绝缘子泄漏电流,不同干带污秽绝缘子泄漏电流表现出差异化。绝缘子污秽非连续分布对泄漏电流表征污秽程度产生偏差,在实际中,可结合绝缘子放电紫外脉冲与泄漏电流检测综合评估绝缘子污秽程度。     

关于应用污秽量测量值划分外绝缘污秽等级的研究

本文通过标准盘形绝缘子的人工和自然污秽试验,现场污秽量(包括盐密和污层电导率)的测量,提出了划分外绝缘污秽等级的建议,並根据标准盘形绝缘子临界电压与临界电流间的关系提出了现场外绝缘污秽的监视方法。