对复合绝缘子电场分布的改善

新疆电网复合绝缘子挂网已有十几年,但每年都有污闪事故出现,其中主要原因是部分地区污染太重或气候太恶劣造成绝缘子表面在一定条件下达到了闪络电压,而绝缘子电压分布不均是闪络的直接原因。在这样的情况下,文章提出在这些重污闪地区采用增加均压环来降低绝缘子对塔杆和导线的电容,进而达到改善电场分布的目的。并通过一定的实验数据说明了均压环的屏蔽深度、外径等参数对改善电场分布都有重要影响。     

污秽不均匀度对LXY4-160玻璃绝缘子串交流闪络特性的影响*

输电线路绝缘子表面污秽在自然条件下分布不均匀,污秽不均匀度是影响闪络电压的重要因素,因此研究输电线路绝缘子在不均匀污秽下的闪络特性具有重大意义。首先进行了LXY4 160玻璃绝缘子串的自然积污试验,然后研究了交流电压下污秽分布不均匀时7片LXY4 160玻璃绝缘子串的交流闪络特性,分析了不均匀污秽下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流与污闪电压的关系,得到了不同盐密(SDD)、不同污秽不均匀度(T/B)下绝缘子串的闪络特性。研究结果表明：SDD和T/B对LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压有影响,且二者对污闪电压的影响是相互独立的;随着T/B的减小,污闪电压会增大;7片LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压(Uf)与T/B、SDD分别满足对数和幂函数关系,且污秽影响特征指数b为0.280,不均匀污秽下修正系数C为0.271;不均匀污秽下绝缘子表面污层电阻将增大是导致LXY4 160玻璃绝缘子串污秽交流污闪电压提高的主要原因。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。     

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。     

半导体釉-电瓷组合形式绝缘子串污闪特性试验分析

针对半导体釉绝缘子存在的老化耗能问题,提出了半导体釉与普通电瓷绝缘子的组合方案(S-P组合绝缘子串)。利用有限元方法对S-P组合绝缘子串进行了电位分析,进行了实际污秽闪络特性的试验,分析了这种组合形式绝缘子串的闪络过程,并与其它类型绝缘子进行了对比。试验结果表明:半导体釉绝缘子位于高压端的绝缘子串污闪特性优于其低压端污闪特性;单位绝缘长度和单位爬距的污闪电压,S-P组合绝缘子串低于半导体釉绝缘子,高于进行对比的电瓷绝缘子和一大一小复合绝缘子;维持半导体釉绝缘子表面污秽不变的情况下,普通绝缘子表面的污秽度提高,泄漏电流增大,S-P组合绝缘子串表面电位分布更均匀,产生的热量增加,抑制了沿面放电的产生,提高了污闪电压。     

特高压交流输电线路瓷绝缘子的均压特性

由于电压等级较高,1000 kV特高压交流输电线路瓷绝缘子串电位分布很不均匀,导线侧电场集中现象严重,需要安装合适的均压环来改善绝缘子串的电位电场分布。应用3维有限元法,对特高压交流输电线路悬垂瓷绝缘子I串和V串的电位电场分布进行了仿真计算,得到了瓷绝缘子串的分布电压曲线;分析了均压环的位置、中心距和管径变化时对瓷绝缘子串的分布电压和电场分布的影响;最终给出了合理的均压环配置方案。通过对1000kV特高压交流输电线路均压环的配置优化,能够改善瓷绝缘子串的分布电压,降低均压环和金具表面的电场强度,其成果已经成功应用于我国特高压交流试验示范工程,效果明显。     

500kV站用绝缘子串均压环优化设计

为改善500 kV港城变电站电晕放电现象,根据其绝缘子串布置情况,利用有限元计算方法,在ANSYS中建立悬垂串与双联串仿真模型,研究均压环不同结构参数对绝缘子串电压、电场分布的影响,得到最优均压环结构参数。仿真结果表明,500 kV悬垂串均压环最佳结构参数为:罩深230 mm、环径660 mm、管径70 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.5 kV/cm;双联串均压环最佳结构参数为:屏蔽绝缘子片数3、管径100 mm、与绝缘子距离90 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.7 kV/cm。计算结果证明,优化后的均压环明显改善绝缘子串电压分布,降低了单片绝缘子承担的最大电压,并使均压环表面最大场强峰值低于20 kV/cm。     

500 kV交流线路长棒形瓷绝缘子串均压环优化设计

长棒形瓷绝缘子串金具数量少,沿串电位与电场分布不均,需优化设计其均压环结构。文中基于有限元原理,在Ansys软件中建立长棒形瓷绝缘子串三维仿真模型,分析均压环结构对绝缘子串电位与电场分布的影响,得到均压环最优结构参数。仿真结果表明:500 kV交流线路长棒形瓷绝缘子串均压环最优参数为,罩深300 mm,环径1 000 mm,管径125 mm;均压环表面最大场强可降至743.77 kV/m;3节绝缘子的整体分压比由2:1:1改善为约1.4:1:1。优化后的均压环明显改善了绝缘子串电位与电场分布,有利于绝缘子串长期运行安全。     

RTV涂层表面憎水分布对其防污闪性能的影响

通过在玻璃绝缘子上配置不同的RTV涂层方式,模拟涂覆了RTV涂层的绝缘子表面各种憎水性分布情况,进行短时污秽耐受试验和人工污秽闪络试验,研究RTV涂层表面憎水性分布不均对其防污闪性能的影响。研究结果表明:当涂覆有RTV涂料的绝缘子表面憎水性分布不均时,其污闪电压严重下降。绝缘子下表面涂层的憎水性对绝缘子防污闪能力影响尤为显著。     

合成绝缘子表面电压和场强计算

利用表面电荷法对绝缘子表面的电压分布和场强进行了计算,研究了影响电压分布的某些因素,如均压环、伞裙对电压分布的影响。计算表明,合成绝缘子的电压分布特性与瓷质绝缘子有很大不同,其电压分布非常不均匀,高压端承受了更高的电压。伞裙和均压环均能改善电压、场强分布,但合成绝缘子均压环对电压分布均匀性的改善不如瓷质悬式绝缘子。     

不同布置方式对交流绝缘子串人工污秽闪络特性的影响

绝缘子串的布置方式影响其污秽闪络的特性,对此该文提出一种新的绝缘子串布置方式—倒T型布置,并对其电场分布进行了仿真计算,在人工气候室进行了污秽闪络特性试验研究。结果表明:采用倒T型布置方式可较大程度提高绝缘子串污闪电压,其中"4+4"倒T型布置方式下绝缘子污闪电压最高可提升14.9%,且随着水平耐张部分绝缘子片数的增加,倒T型布置的绝缘子串污闪电压不断提高。绝缘子串倒T型布置放电过程与普通悬垂串存在差异,其悬垂部分高压端和低压端先产生局部电弧并向中间发展,水平耐张串部分在放电发展过程中很难产生电弧。     

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。     

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。     

真空中高压电极结构的单次脉冲沿面闪络耐压研究

电极作为高压绝缘子的加载对象,在电真空器件中有着至关重要的作用,合理的电极结构设计可以有效地提高高压器件的沿面耐压。笔者从实际的应用出发,针对几种新型电极结构进行了电场仿真和实验耐压实验,给出了不同电极情况下,氧化铝陶瓷的耐压结果。结果表明,新型电极结构能有效减弱氧化铝陶瓷三结合处的电场强度,并在一定程度上提高绝缘子耐压能力,相对于平板电极,其平均最高耐压提高了55%。     

覆冰绝缘子长串交流闪络特性和放电过程研究

文中人工气候室模拟覆冰和低气压条件对XP-70、XWP2—160绝缘子（长）串和FXBW4-110／100合成绝缘子的交流闪络特性进行了试验研究，分析了覆冰绝缘子长串的电位分布和闪络前的泄漏电流；根据高速摄像机拍摄的照片，分析了覆冰绝缘子长串的闪络过程。结果表明，气压对覆冰绝缘子长串的闪络电压影响的特征指数与污秽绝缘子一致，覆冰是一种特殊的污秽形式；在试验研究的串长范围内，闪络电压与串长成线性关系；绝缘子串覆冰后电位分布的变化是覆冰绝缘子串闪络电压下降的主要原因，但其局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污闪过程长，且受冰层的融化和冰凌状态的影响严重。     

模拟自然污秽绝缘子串的电压分布试验研究

输电线路绝缘子串电压分布受多种因素的影响,选用江西省典型污秽区110 kV在线运行XWP2–70绝缘子串作为试品,根据自然污秽的现场污秽度及分布规律,设计了5类不同污秽度的污秽绝缘子试验,并采用小球间隙法研究绝缘子串的电压分布。试验结果表明:洁净的绝缘子串电压分布主要受电容影响;污秽条件下绝缘子表面结构组成发生变化,绝缘电阻降低;在不同染污方式及污秽度的情况下,绝缘子串电压分布受电容、绝缘子表面干区和剩余污层及绝缘电阻的共同影响。该研究为改善绝缘子串的电压分布提供了指导依据。     

表面电荷积聚对冲击电压下绝缘子沿面放电的影响

绝缘子的表面缺陷会导致表面电荷积聚，使绝缘子表面的电场发生畸变，影响冲击电压下绝缘子的沿面放电。研究了表面电荷对绝缘子沿面放电进程的影响，发现表面电荷积聚可以降低绝缘子沿面放电的起始电压。外施冲击电压的极性与绝缘子表面电荷极性是否相同会影响绝缘子的电晕起始时刻、由流注向先导的转变时间间隔和流注电晕电流。表面电荷对GIS支撑绝缘子的50％冲击闪络电压和伏秒特性也有一定的影响。     

低气压下复合绝缘子长串直流污闪特性

由于复合绝缘子具有的耐污性能好的优越性,我国正在建设的云广±800kV直流特高压线路也将采用复合绝缘子。为研究绝缘子面临的污秽和高海拔的综合影响,利用大型多功能人工气候室试验研究了低气压下复合绝缘子直流污秽闪络特性,结果表明:用升压法获得的复合绝缘子闪络电压比用升降法获得的50%耐受电压约高7%;复合绝缘子闪络电压与长度基本呈线性关系;气压对复合绝缘子直流污秽闪络电压的影响程度指数为0.6～0.8且受污秽度的影响;在盐密为0.05mg/cm2时,±800kV直流特高压线路所需复合绝缘子长度的基本配置应≥8.2m。     

间插布置方式对交流绝缘子串覆冰特性影响

间插布置方式可以提高绝缘子冰闪电压,本文通过实验验证了覆冰绝缘子串电场仿真计算模型,并在此基础上分析研究了大盘径绝缘子的直径和绝缘子串中间插绝缘子位置对绝缘子串电场分布的影响.研究结果表明:间插布置方式下覆冰绝缘子串电压分布发生严重畸变,但比标准绝缘子串下的最大电压分布小;采用"3+1"和"4+1"间插布置方式且大盘径...     

110 kV覆雪绝缘子串电场有限元仿真分析

近年来,我国内陆重污区输电线路在冬季频发短时积污雪而引起的快速污雪闪。快速污雪闪相比于传统污闪具有以下显著特点:一是地域性,快速污雪闪多发生在内陆重工业污染地区久旱之后的降雨雪过程;二是短时性,绝缘子在短时间内快速受潮且积污严重湿润,其污秽条件与受潮条件几乎是同时具备。为了研究覆污雪对输电线路外绝缘电气性能的影响,对覆雪110 kV绝缘子串进行了三维建模与电场仿真研究。结果表明,覆雪会畸变绝缘子串电位分布,导致导线侧与杆塔侧绝缘子分担电压显著提升;当绝缘子表面严重积雪并形成雪柱时,绝缘子串有效爬电距离被短接,污雪柱之间空气间隙电场畸变严重,电场增强约27.5倍,易形成"污雪柱-空气间隙-污雪柱"放电通道,从而引起绝缘子串闪络。     

串长及布置方式对高海拔覆冰绝缘子串直流冰闪电压的影响

高海拔覆冰地区绝缘子选择是特高压直流输电工程面临的技术难题之一,国内外对此研究甚少。该文在人工气候室模拟高海拔和覆冰环境,试验研究了XZP-210直流绝缘子串在轻覆冰时的冰闪特性,分析了冰闪电压与串长和布置方式的关系。结果表明：在不同污秽程度和气压下,轻度覆冰绝缘子串的正、负极性直流闪络电压与串长基本呈线性关系,但存在小于10%的非线性度,且污秽越严重或气压越低,非线性度越小;绝缘子串的布置方式对冰闪电压有明显影响,水平布置时冰闪电压最高,V型串次之,垂直串最低;气压对水平布置的绝缘子串冰闪电压影响最为严重,V型串次之,悬垂串最小。