直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性研究

为了给超高压及特高压直流线路复合绝缘子设计应用提供依据,采用人工污秽试验方法研究了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性以及憎水性条件下污闪电压的提高幅度,提出了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络电压的修正系数公式,获得了修正系数。研究结果表明,污秽在上下表面不均匀分布对复合绝缘子污闪电压的影响比瓷或玻璃绝缘子的影响小,直流复合绝缘子上下表面污秽不均匀校正系数为1.065,复合绝缘子在憎水性下直流污闪梯度比亲水性下高出近153%。     

高海拔复合绝缘子污闪特性研究

3种不同伞型的复合绝缘子在亲水性状态和 4种海拔高度、两种盐密下进行了人工污秽试验 ,并和典型的电瓷绝缘子做了比较 ,同时也进行了憎水性状态下复合绝缘子的污闪试验。试验结果表明 ,复合绝缘子污闪电压随气压降低有规律地降低 ,而且即使表面丧失憎水性其耐污闪性能也远高于电瓷绝缘子。     

表面憎水性不均匀分布时复合绝缘子污闪特性

针对复合绝缘子在现场运行中有可能出现的憎水性不均匀分布的情况,分别模拟7种典型憎水性分布状态,利用升降法对复合绝缘子开展污闪特性试验研究。在记录电流电压变化同时,利用高速摄影仪同步拍摄了电弧发展至闪络形态的变化。结果表明:当连续分布憎水性区域所占比例为33%时,闪络电压较亲水性闪络电压低14.4%以上;下表面的憎水性状态对绝缘子整体污闪电压起决定作用。7种状态下,绝缘子在闪络电压和放电特征上都有明显差异;从泄漏电流特征变化反映出的湿润过程可区分为亲水特征和憎水特征;从闪络机理上可分为同步闪络和不同步闪络,发现后者是闪络电压异于亲水性的根本原因。对于在运线路复合绝缘子,当连续憎水性区域所占比例低于一定值时,须考虑憎水性不均匀分布对污闪电压的影响;同时应重点关注运行中绝缘子下表面憎水性状态,作为衡量耐污闪能力的重要指标。     

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。     

轻覆冰时憎水性对复合绝缘子的闪络电压的影响

在覆冰、大雾以及污秽在冰面沉降的条件下,绝缘子的绝缘性能下降,轻覆冰条件下输电线路的复合绝缘子曾发生闪络事故。为了解轻覆冰时憎水性对复合绝缘子闪络电压的影响,在人工覆冰气候室中开展了全尺寸复合绝缘子覆冰闪络试验,试验中采用升压闪络方法。通过试验发现,当复合绝缘子具有良好憎水性时,其冰闪电压较高;当绝缘子的憎水性消失时,其冰闪电压比同等盐密下的污闪电压更低。复合绝缘子的憎水性在防止轻覆冰条件下的发生的闪络事故,起着重要的作用。轻覆冰条件下的覆冰绝缘子的闪络,可以看做是一种复杂的污闪,电弧的发展基本都是沿着绝缘子的伞裙表面发展,因此增加爬距而不增加结构高度的方式是一种有效的防闪络事故的措施。     

高海拔地区电晕放电对染污复合绝缘子表面憎水性的影响

复合绝缘子在实际运行中面临各种严酷环境,在高海拔地区空气稀薄,一旦发生电晕放电,带电粒子将对复合绝缘子表面状态产生严重的不良影响,破坏其表面状态,使其表面憎水性下降,丧失优异的防污闪性能。利用不同压强的气体环境模拟不同的海拔进行了不同海拔下交、直流电晕放电对不同染污程度复合绝缘子的影响实验,获取了气压、电压、放电形式等因素对复合绝缘子表面憎水性及憎水性恢复特性的影响规律;并讨论了交流电压作用下,表面污秽对复合绝缘子憎水性及憎水性恢复特性的影响。结果表明:交、直流电晕放电产生的高能粒子造成复合绝缘子表面憎水性不同程度降低,随气压降低或外施电压升高,电晕放电对复合绝缘子表面状态造成的影响程度加深;交流电晕对复合绝缘子表面憎水性的破坏程度远大于正、负极性直流电晕;干燥条件下,表面轻度污秽在一定程度上减弱电晕放电对复合绝缘子表面憎水性的破坏效果。     

用冷雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性

针对绝缘子冬季雾闪的典型气象特征,提出了一种研究复合绝缘子污闪特性的冷雾试验方法。设计了冷雾试验的温度控制方法,即试验时环境温度在-2~2℃范围内循环。根据冷雾中随着温度循环次数的增加试样的闪络电压呈"U"形分布的特征,提出冷雾中复合绝缘子污闪特性的评价方法。最后,分别利用该冷雾试验方法和传统蒸汽雾法评价了一种复合绝缘子短串试样的污秽闪络特性。试验选择一种污秽度、两种初始憎水性状态。结果表明：对于2组具有不同初始憎水性状态的污秽复合绝缘子试样,冷雾法试验结果比蒸汽雾法的试验结果分别低12.8%和25.5%,从而证实了用冷雾法研究复合绝缘子污闪特性的必要性。     

复合绝缘子表面憎水性和污秽对其湿闪电压的影响

提出一种染污复合绝缘子的湿闪络试验方法，给出不同憎水性和污秽条件下复合绝缘子的干、湿闪电压，并根据试验结果对其干、湿闪机理进行了分析。试验结果表明：复合绝缘子的湿闪电压随表面憎水性的减弱而降低，干闪电压与表面憎水性无关；表面存在污秽时，绝缘子的湿闪电压较清洁表面有明显下降；其表面憎水性的不同仍然影响着复合绝缘子的湿闪电压；在不同盐密条件下，涂污的复合绝缘子湿闪电压也随表面憎水性的减弱而降低；重污秽条件下其表面憎水性较差时的湿闪电压要比憎水性良好时下降11％。     

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。     

环境温度对复合绝缘子直流污闪特性的影响

为给直流线路复合绝缘子的选型和人工污秽试验标准的制定提供参考,以伞裙结构为一大一小的复合绝缘子和相同配方的硅橡胶试片为试品,试验研究了环境温度对复合绝缘子的直流污闪电压的影响。研究结果表明,硅橡胶试片表面污秽水珠浸润区域的平均直径随着迁移时间的增长和温度的升高而逐渐减小,且近似符合线性关系;环境温度对复合绝缘子直流污闪电压的影响分为憎水性迁移的影响和雾室内外温差的影响两个方面,雾室内外温差对复合绝缘子的直流污闪电压的影响大于憎水性迁移对直流污闪电压的影响,但二者差别不大,均在0.92%/°C~1.25%°/C之间;该两个方面对复合绝缘子的人工污秽试验结果的共同影响较大,应在环境温度为15°C和25°C之间进行人工污秽试验。     

不同运行年限的复合绝缘子电气和机械性能

为研究运行年份不等的66kV复合绝缘子的电气和机械性能,抽取了已运行不同年份的19支复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和复合绝缘子拉力机对其进行自然污秽工频闪络试验、人工污秽工频闪络试验、50%雷电冲击闪络试验、50%机械负荷耐受试验、机械破坏负荷试验。结果表明:其电气性能仍然较好,污闪和雷击闪络电压随着绝缘子结构高度增大而增大,与运行时间无关;机械性能具有一定分散性,早期楔式结构的复合绝缘子的机械性能有所下降。建议有关部门加强对早期复合绝缘子的机械性能的检测。     

特殊工业粉尘地区复合绝缘子自然积污特性研究

硅橡胶复合绝缘子具备机械强度高、防污闪性能优异、质量轻、运行维护方便等优点,在电网建设中应用广泛。在部分工业化工区,存在特殊工业粉尘污染,该类地区运行的复合绝缘子表面更容易积污,绝缘子表面在积污后憎水性显著降低,绝缘性能明显减弱。为研究特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子自然积污特性,文中对江苏某工业园区运行的复合绝缘子进行取样,使用污秽度与微观分析结合的方法对积污特性进行研究。结果表明,该地区运行的复合绝缘子普遍表面污秽度较重,污秽可溶物等值盐密(ESDD)数值较高,且污秽中存在的不溶灰分主要元素为碳(C)、氧(O)、硅(Si),含碳粉、二氧化硅(SiO 2)、氧化钙(CaO)等影响绝缘子表面导电性及吸水性的物质。文中所提方法能较好地揭示特殊工业粉尘地区的污秽特性。     

35～1000kV线路绝缘子污闪电压值的估算

针对目前绝缘子污闪电压缺乏系统研究的现状,建立了35~1 000 kV输电线路用普通型绝缘子交流污闪电压的计算模型即展开普通型绝缘子成平面模型后分析交流污闪条件,计算出绝缘子在不同表面污层电导率条件下的临界污闪电压值;对35~1 000 kV输电线路用5种不同吨位的普通型绝缘子进行交流人工污秽试验,获其在各盐密下的50%污闪电压;通过计算值和试验值的对比,可将绝缘子表面污层电导率转化为盐密,从而算出各普通型绝缘子在不同盐密下的交流污闪电压值。试验验证计算结果误差小,说明该模型能够有效估算代表普通型绝缘子的50%污闪电压情况。该研究结果可供各电压等级输电线路外绝缘选择参改。     

输电线路绝缘子新型防冰涂料及其性能研究

针对当前输电线路防冰涂料低温憎水性和防冰性能的不足,提出了一种基于电热效应和冰水开关原理,具有良好憎水特性和半导电特性的的输电线路绝缘子主动式防冰涂料及其应用方式.人工气候室的试验表明,该种涂料具有良好防覆冰性能,可有效阻止冰层在输电线路绝缘子表面的形成.涂料绝缘子的雨闪、污闪耐受试验表明,涂料绝缘子在非覆冰期泄漏电流较小、损耗较小,与正常无涂料绝缘子一致,雨闪电压明显高于污闪电压,污闪电压也高于无涂料绝缘子,同时绝缘子串的工频电压分布也得到明显改善,输电线路绝缘子新型防冰涂料具有良好的综合防冰效能     

220kV复合绝缘子机电性能试验研究

复合绝缘子的电气及机械性能是复合绝缘子能够长期可靠运行的保证。笔者抽取了11支在东北地区挂网运行不同时间的220 kV复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和机械拉力机分别进行了自然污秽闪络、人工污秽闪络、50%雷电冲击闪络、50%机械负荷耐受和机械破坏负荷等性能测试。结果表明:复合绝缘子的电气性能仍然处于较高水平,污闪电压和雷电冲击闪络电压与运行时间没有明显关系,与绝缘子结构高度成正比关系,早期楔式结构的复合绝缘子机械性能下降明显,且160 kN吨位复合绝缘子机械强度降至额定负荷以下,建议有关部门密切关注复合绝缘子机械性能的下降,采用定期抽检的方法避免事故的发生。     

复合绝缘子与瓷和玻璃绝缘子直流污闪特性比较

为满足我国特高压直流工程建设的需要，该文通过人工污秽试验，对3种超、特高压直流复合绝缘子短样及4种不同型式瓷和玻璃绝缘子的直流污闪特性进行了比较分析。结果表明：复合绝缘子的污秽影响特征指数a为0.267~ 0.291，小于瓷和玻璃绝缘子；其沿面50%闪络电压梯度和爬电距离有效系数均高于瓷和玻璃绝缘子；复合绝缘子耐污性能优于瓷和玻璃绝缘子，污秽越严重，其耐污性能越明显；绝缘子伞裙结构和型式对其污闪特性有重要影响。     

±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。     

复合绝缘子憎水性及直流污闪特性的影响因素

复合绝缘子的污闪特性很大程度上受材料的憎水性及憎水性迁移特性的制约。研究了环境因素和污秽成分对高温硫化硅橡胶材料憎水性迁移特性的影响,对灰成分和憎水性迁移时间与复合绝缘子直流污闪特性的关系进行了定量对比试验。试验结果表明,随着灰成分中硅藻土含量的增加,憎水性迁移明显加快,导致静态接触角增大,因而相应的直流污闪电压升高。该文结果可作为分析硅橡胶材料憎水性迁移特性的参考,同时也为直流复合绝缘子人工污秽试验标准的制定提供了试验依据。