运行复合绝缘子憎水性测量方法探讨

针对运行复合绝缘子表面的憎水性特点,提出憎水性测量的新思路并分析了现有标准所规定测量方法的局限性.准确地进行运行复合绝缘子憎水性测量的前提条件是表面状态应该与运行时一致;由于表面粗糙度的影响会导致静态接触角法和动态接触角法在运行复合绝缘子表面测量结果重复性差;后接触角试验后的残留水量可以作为新测量方法进行深入研究;表面张力法不适合用在运行复合绝缘子表面;WC喷水分级法可实现运行复合绝缘子憎水性的在线测量,但进行在线测量时需要注意对憎水性的周期性数据变化的处理;表面粗糙度可作为憎水性测量客观判定依据;根据复合绝缘子表面电位和电场分布,给出了一种憎水性不均匀分布的算法.     

复合绝缘子伞裙表面腐蚀特性的研究

复合绝缘子在挂网运行中,其伞裙材料除了会受到自然条件的影响,也会受到运行环境的影响,如化学酸、碱、盐等工业污染,这些将会导致复合绝缘子伞裙材料表面的腐蚀,降低了系统运行的可靠性。本文主要针对复合绝缘子伞裙表面的腐蚀特性进行研究。研究结果表明:在腐蚀介质浸泡下,复合绝缘子接触角和吸收峰面积随腐蚀时间和酸、碱性的增加而减小,泄漏电流随腐蚀时间和酸、碱性的增加而增大;酸碱性较盐溶液对复合绝缘子憎水性影响较大,且碱性溶液腐蚀性更强,憎水性丧失更为严重;     

复合绝缘子不同憎水性下的电场分布研究

电场不均匀引起的电晕放电是导致复合绝缘子憎水性下降的重要原因,而在不同憎水性下绝缘子表面存在的水珠和干燥带都会对电场分布产生一定的影响。为了对不同憎水状态下的电场分布进行研究,借助于有限元软件,分别对憎水和亲水状态下的电场分布进行了计算分析。结果表明:憎水情况下,分离水珠的存在使得水珠、空气和硅橡胶交界处出现电场集中,轴向最大场强可增大至十倍以上,而改变水珠参数对畸变效果影响不大;亲水状态下,均匀覆盖湿污对电场有一定畸变作用,但当出现干燥带时,干燥带附近电场急剧增大,且伞群表面干燥带较之护套表面对轴向电场分布影响更大。     

基于振荡水滴法和放电特性的复合绝缘子老化研究

长期可靠性是输配电网高压绝缘子最重要的性能指标之一。一般情况下,通过研究绝缘材料的憎水性、表面粗糙度、扫描电镜图像和及其相关的放电特性以评估复合绝缘子的老化性能。据此,本研究提出了一种基于水滴振荡周期的复合绝缘子老化评价方法——振荡水滴法(Oscillating Water Droplet, OWD)。首先,通过在不同老化程度的绝缘试样上进行了OWD试验,利用高速摄影机记录并分析了水滴与复合材料表面接触的全过程。其次,利用光学接触角仪研究其憎水性,得到了表面振荡水滴与接触角的关系,并使用光学轮廓仪进行表面粗糙度测试。该试验结果表明,随着老化程度与粗糙度增加,绝缘材料的表面憎水性降低。最后,介质沿面击穿试验的结果表明,随着老化时间增加,绝缘材料的介质沿面击穿电压降低,绝缘可靠性变差。本研究提出OWD法可以作为一种评估复合绝缘子憎水性的补充方法。     

硅橡胶伴套复合绝缘子的运行性能与材料选用

基于单体硅氧烷的不同，硅橡胶是一大类聚合物材料的通称，又由于化学组成、经工艺、填料与助剂等的不同，第一种结构的硅橡胶在性能上有着差异。本文了硅橡胶胶材料的性能及户外使用的适宜性。     

接触角法表征复合绝缘子用硅橡胶材料表面憎水性的研究

以4种不同湿润性等级的硅橡胶材料作为样本,用接触角测量仪记录液滴在试样表面的变化,对静态和动态接触角精确测量,考察了测量时间对静态接触角的影响,以及接触角度与湿润性等级的对应关系。研究结果表明:静态接触角大小随测量时间延长先是比较稳定,而后下降明显,最后趋于稳定,推荐在10 s内测量完成;静态接触角与湿润性等级的区分性较差,而后接触角则能准确反应试样的湿润性,但实验表明,其大小和湿润性等级对应的临界值与国标GB/T 24622-2009中的推荐值有一定的差别,还需进一步地研究界定。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...     

自然老化对复合绝缘子绝缘材料老化的影响研究

复合绝缘子自然老化状态评估对于提升电网可靠性,保证电网安全运行具有重要作用。为此笔者采用两种自然老化的复合悬式绝缘子,研究评估了电场老化对绝缘子绝缘材料(EPDM和HTV SIR)的影响,研究所采用的绝缘子已在沿海输电网上使用了十余年,运行过程中主要暴露在海上盐雾、风吹土壤沉积物和太阳紫外线辐射等环境中。采用了目视检查、润湿性检查、红外光谱、扫描电镜和EDX分析的方法来评估绝缘子老化状况。结果表明绝缘子在带电运行过程中,由自然老化导致的形态和材料退化仅限于复合材料表面的上表面层,EPDM、HTV SIR材料的耐漏电起痕性均不受老化的影响。试验结果显示EPDM材料的表面劣化程度比HTV SIR材料更严重,自然老化条件下的EPDM表面为亲水性,去除污秽后其疏水性得到改善;HTV SIR表面疏水性仅略微降低,去除污秽前后疏水性不变;光谱分析结果表明老化应力主要引起材料结构变化,导致材料性质发生劣化。     

复合绝缘子芯棒湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子芯棒的湿热老化特性,首先对芯棒材料进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析和介电分析等手段对湿热老化和酥朽断裂芯棒进行分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速芯棒的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能和介电性能均逐渐劣化,其中环氧树脂的碳链和碳氧链的吸收峰、热解剩余质量、介电参数可作为芯棒材料的老化特征参量,用以评估其老化状态;湿热老化和酥朽断裂的芯棒均发生了环氧树脂的劣化分解和玻纤的水解与离子交换反应,环氧树脂和玻纤的劣化程度与老化时长正相关;烘干后芯棒的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

热硫化硅橡胶憎水性的研究

憎水性和憎水迁移性是热硫化硅橡胶的重要特性,对其憎水性的评价和提高的研究尤为重要。简要介绍了国际通用的硅橡胶憎水性的测量方法—接触角法和喷水分级法。研究了添加Al(OH)3和硅橡胶生胶摩尔质量对其憎水性的影响,对Al(OH)3添加量为50g,80g,110g,140g,160g(以100g硅橡胶计)的试验样本采用接触角法和喷水分级法测量,结果表明:在配方中添加Al(OH)3以110g为宜。对生胶摩尔质量为680000g/mol和600000g/mol的110-2甲基乙烯硅橡胶进行测试,结果表明:生胶的摩尔质量以600000g/mol为较好。     

酥朽复合绝缘子轴向老化特性研究

复合绝缘子酥朽断裂问题已经成为了阻碍其在电网进一步大范围使用的安全隐患。为了深入地研究酥朽复合绝缘子的劣化特征,通过对现场收集酥朽故障绝缘子试样的宏观分析、解剖分析、电镜扫描分析、傅里叶红外光谱分析、X射线光电子能谱分析等研究了酥朽复合绝缘子轴向老化特性。研究结果表明：酥朽断裂复合绝缘子在轴向上出现明显的区域差异性,断裂面离芯棒断口近的地方芯棒颜色为黑色、白色,离断口远的地方为深棕色、浅棕色,断裂面的反面也出现了相似的趋势,但是受损较轻;黑色区域树脂几乎完全降解,芯棒被严重破坏;白色物质是劣化后的硅橡胶;棕色区域芯棒劣化后,C元素含量减少,O元素含量增加;局部放电是导致这种差异的主要原因。     

基于复合绝缘子污闪模型的闪络特性分析

利用Obenaus模型对复合绝缘子的闪络特性进行分析,以现场运行年限不同的试品在不同喷水电导率下进行闪络试验,试验结果表明:同一试品闪络电压随着喷水电导率的增加呈指数规律下降,但憎水性差的试品变化规律不够明显。通过试验及模型计算,得出电弧总的阴阳极压降和憎水性存在一定关系,其数值大小随着憎水性能的减弱而减小。研究结果表明:憎水性是影响复合绝缘子闪络电压的主要因素,它是通过决定电弧总的阴阳极压降的大小来影响闪络电压的数值;闪络电压还受水带电导率的影响,电导率取决于绝缘子表面的积污程度。     

复合绝缘子HTV硅橡胶伞套的湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化(High Temperature Vulcanization,HTV)硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,评估其老化状态; HTV硅橡胶在湿热老化过程中主要发生PDMS分解,湿热老化26天样品的PDMS的劣化程度与运行老化10年的伞裙接近;烘干后样品的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

新型悬式瓷复合绝缘子

介绍了一种新型悬式瓷复合绝缘子的结构特性、技术参数和特点等。该产品由伞裙、瓷芯、金具、锁紧销四部分组成。端部联接金具(钢脚、铁帽)采用盘形悬式瓷绝缘子的结构;在瓷芯盘表面注射模压硅橡胶复合外绝缘伞裙,既保持了瓷绝缘子稳定的机械性能,又兼有复合绝缘子的憎水性、耐电蚀能力强的特点。挂网运行效果良好。     

运行中复合绝缘子质量监测方法的探讨

对运行中复合绝缘子质量监测的一些方法进行了比较,认为在运行中带电测量绝缘子表面电场分布可能是一种行之有效的方法;对抽样拆下的绝缘子在实验室中测量表面绝缘电阻也是一种判断绝缘子是否老化的简单可行的方法。     

运行复合绝缘子芯棒-护套界面性能评估

芯棒-护套界面性能是表征复合绝缘子运行状态和老化进程的重要对象之一.为准确评估宁夏地区运行复合绝缘子的芯棒-护套界面性能,对宁夏电网运行6年及以上、35 kV～750 kV的33个厂家批次复合绝缘子进行剖检试验和带护套芯棒水扩散试验,并对水扩散试验结果不同的试品做傅里叶红外光谱分析.结果表明,在密封性能良好的情况下,有...     

基于电、热、酸复合应力下复合绝缘子芯棒老化特性研究

酥朽断裂是如今高压输电线路中复合绝缘子的新型机械故障,现有的研究均集中于酥朽断裂绝缘子芯棒的老化过程和理化特性,但很少有研究在实验室试验中模拟这种现象。建立了一种具有高温,酸腐蚀和高电场强度等多种老化条件的人工加速老化平台,一定程度上模拟了酥朽断裂绝缘子芯棒的典型特征。结果表明,当施加电压数小时后,使用热红外成像仪检测发现温度明显升高。与单一老化应力相比,芯棒样片在多应力条件下的温度高达61℃。此外,采用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶变换红外(FTIR)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)方法研究了芯棒样片理化特性的变化,并进一步研究了老化过程中发生的反应和不同老化因素之间的作用机制。结果表明,环氧树脂基体被水和硝酸侵蚀。在高电场的存在下,环氧树脂基体进一步降解并蒸发,环氧树脂和玻璃纤维之间的界面分离,伴随着离子交换和水解过程。随着芯棒样片进一步劣化,试样出现明显的碳化通道和电蚀穿孔。与酥朽断裂绝缘子芯棒相比,人工加速老化样品在理化特性上表现出相似的变化趋势,研究结果可为理解复合绝缘子实际运行工况下的多场耦合老化过程提供参考。     

运行中复合绝缘子质量的分析

表征复合绝缘子老化情况的一个重要判据是其污闪电压的变化 ,然而电力运行部门一般并不具备污闪试验的条件 ,笔者介绍了评估运行中复合绝缘子质量的一些其它参数 ,分析了老化后复合绝缘子表面微观结构的变化。