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。     

硅藻土特性对复合绝缘子人工污秽试验的影响

复合绝缘子的耐污闪性能主要受硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移特性的影响,复合绝缘子人工污秽试验中,不溶污秽的特性对硅橡胶的憎水迁移性有很大的影响,因此在复合绝缘子人工污秽试验中选用合适的不溶污秽对试验结果的可对比性具有至关重要的意义。对6种不同硅藻土在高温硫化硅橡胶(HTV)和室温硫化硅橡胶(RTV)表面进行了憎水迁移性试验,研究了不同硅藻土特性对材料憎水迁移性的影响,并进行了不同污秽类型的电镜扫描和比(BET)表面积、孔隙度的研究。试验结果表明,不同的硅藻土对硅橡胶表面憎水性的迁移速度有很大的影响,且与其微观特性有着比较好的相关性。根据试验结果对人工污秽试验所用硅藻土的特征值进行了推荐。该文的研究结果可以作为分析硅橡胶材料憎水迁移特性的参考,同时也为复合绝缘子人工污秽试验的标准制定提供了一定的依据。     

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%。     

环境湿度对硅橡胶材料憎水迁移性的影响

硅橡胶表面憎水性和其特有的憎水迁移特性,是硅橡胶复合绝缘子具有优异耐污闪能力的根本原因。环境湿度对硅橡胶材料的憎水迁移特性有较大影响,进而对复合绝缘子的污闪特性产生很大的影响,为此针对该问题开展了深入研究。利用饱和盐溶液法精确地控制小环境内的相对湿度,并采用静态接触角法测量污层表面的憎水性随迁移时间的变化过程。研究结果表明,在高湿环境下硅橡胶的憎水迁移特性显著变弱;对于IEC标准推荐的2种人工污秽,高岭土的吸湿能力强于硅藻土,环境湿度对表面惰性物质为高岭土时的憎水迁移特性影响较大;污秽中的可溶物质的吸湿性能也对硅橡胶材料的憎水迁移特性有很大影响,污秽中含有糖分和NaCl等盐类,会使硅橡胶的憎水迁移特性明显变差。     

丧失憎水性的直流复合绝缘子耐污特性

通过人工污秽试验研究了丧失憎水性的复合绝缘子在直流电压下的污秽闪络特性,给出了两种憎水性状态下的复合绝缘子污闪电压,在憎水性完全丧失状态下时不同表面污秽度下的复合绝缘子50%闪络电压,文中还分析了表面污秽不均匀分布对污闪电压的影响。试验结果表明即使复合绝缘子完全丧失憎水性,其污闪电压较相同长度的瓷或玻璃绝缘子串高20%～50%。     

RTV硅橡胶涂层耐污闪性能及憎水迁移特性

在绝缘子表面涂覆一层ＲＴＶ硅橡胶薄膜能显著提高绝缘子的耐污闪能力，其原因主要在于硅橡胶材料的表面憎水性及其憎水迁移特性。现介绍在洁净干燥，凝露，湿污等状态下试验，比较了有，无涂层绝缘子的闪络电压，研究了温度灰密，盐密，涂层厚度，附灰频度，老化时间等因素对水迁移特性的影响。     

特殊工业粉尘地区复合绝缘子腐蚀失效过程研究

硅橡胶复合绝缘子因其优异的憎水性及憎水迁移性而具备较好的防污闪能力,往往作为应对污闪事故的首选方案。但在部分特殊工业粉尘地区,复合绝缘子在短时间运行后会出现爬电及蚀损现象,并发展为绝缘失效。为研究特殊工业粉尘地区复合绝缘子的腐蚀失效过程,测试了某特殊工业园区内运行的复合绝缘子的表面污秽度及污秽成分、污闪电压梯度、憎水性能及微观性能,并分析了其腐蚀失效过程。主要结论如下:绝缘子表面等值盐密为0.1~0.2 mg/cm²,其污秽成分与化工污源类似;存在自然污秽时绝缘子表面憎水性良好,但其憎水性的减弱、恢复及迁移特性均不能满足运行要求;绝缘失效的起因是电晕放电导致憎水性降低,进而导致伞裙电蚀损,最后发展为绝缘失效。     

HTV硅橡胶用不同高岭土染污后的憎水迁移特性对比

复合绝缘子人工污秽试验中,惰性物质的特性对染污试品的憎水性迁移特性影响显著,选用合适的惰性物质,对完善人工污秽试验方法,增强试验结果的对比性有显著意义。为此,选用3类高岭土作为惰性物质,对比研究了染污高温硫化硅橡胶(HTV)的憎水性迁移过程。针对3类高岭土染污试品憎水性迁移特性差异,通过扫描电镜、热重分析以及傅里叶变换红外光谱分析,对3类高岭土的微观形态及官能团进行了分析。试验结果表明:污层获取憎水性的能力由好至差分别是分析纯高岭土、化学纯高岭土及工业原料高岭土;高岭土对高温硫化硅橡胶憎水性迁移过程的影响,与其自身的微观特性有密切联系;目前市场上所提供的分析纯高岭土及化学纯高岭土,很有可能是高岭土热活化后的产物—偏高岭土。该研究结果对于复合绝缘子人工污秽试验惰性物质的选取有参考意义,相关结论可用于辅助分析染污硅橡胶憎水性迁移特性。     

合成绝缘子憎水性迁移机理的研究

硅橡胶合成绝缘子的优良耐污闪性能源于硅橡胶材料的憎水性的迁移性。本文实验验证了硅橡胶材料中的小分子聚合物是通过挥发作用使绝缘子表面污层获得憎水性的。这一发现使合成绝缘子的憎水性迁移机理更趋于完善。     

室温硫化硅橡胶绝缘纳米复合材料憎水特性分析

室温硫化硅橡胶(RTV-SR,简称RTV)在电气设备防污闪工作中起重要作用的原因在于其优异的憎水性和憎水迁移性,为研究污秽成分和环境因素对RTV憎水特性影响,分析了静态接触角测量影响因素。用恒定湿热试验箱和紫外老化箱模拟不同外界环境,对污秽成分、环境温度、相对湿度、迁移时间和紫外辐照时间与RTV憎水特性的关系进行了定量对比试验,借助接触角影像测试仪、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪对其影响机理进行了分析。结果表明,温度、盐密和灰密对RTV憎水迁移性有明显的影响,相对湿度和灰成分影响RTV憎水迁移速度及稳定后的静态接触角,长时间紫外预处理能加快RTV憎水迁移速度。研究结果可作为分析硅橡胶材料憎水性、憎水性迁移特性的参考,同时也为外绝缘材料憎水性试验标准的制定提供了试验依据。     

盐密和灰密对110kV复合绝缘子闪络电压的影响

合成绝缘子具有很好的防污闪特性,但也会发生污秽闪络,这与常规的人工污秽试验仅考虑盐密的影响不无关系。文中选择110kV合成绝缘子为试品,在人工雾室中研究了灰密(NSDD)和盐密(ESDD)对合成绝缘子污闪特性的影响,分析了NSDD影响的原因,并采用2种方法对试验数据进行了分析和拟合。结果表明:人工污秽试验中,合成绝缘子污闪电压Uf与ESDD和NSDD均有关,但二者的影响是彼此独立的;随着ESDD或NSDD的增加,其Uf均按幂函数规律降低;ESDD和NSDD对Uf影响的特征指数分别为0.106、0.140,即对于合成绝缘子,灰密的影响大于盐密,这与瓷绝缘子相反;灰密对污闪电压影响的原因之一是吸收更多的水分,二是破坏合成绝缘子的憎水性。     

Flashover mechanism of silicone rubber insulators used for outdoorinsulation-I

Experimental results show that the contamination performance of silicone rubber composite insulators is better than porcelain insulators. This is attributed to the hydrophobicity of the silicone rubber. This suggests that the flashover mechanism of these insulators is different. This paper experimentally investigates contamination build-up, diffusion of low molecular weight (LMW) polymer chains, surface wetting, electrical field caused interaction between droplets, generation of conductive regions and filaments, field intensification caused spot discharge and the ultimate flashover of silicone rubber along wetted filaments. The studies resulted in a new flashover mechanism, which provides a better understanding of the superior performance of silicone rubber outdoor insulators. The results will be useful for the development of improved laboratory test procedures and to evaluate composite insulators' performance in contaminated conditions. The part of the paper describes an overview of the flashover mechanism and the diffusion of LMW polymer chains and wetting of the silicone rubber surface in detail     

Electrical performance of non-ceramic insulators in artificialcontamination tests. Role of resting time

The paper presents the results of an investigation on the electrical performance of artificially contaminated non-ceramic insulators as a function of resting time. Resting time is defined as the time interval between the application of contamination and start of testing. New (unaged), full scale, 69 kV non-ceramic insulators using different types of silicone rubber and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber as weathersheds were studied. Their electrical performance was assessed using the clean fog technique. The applied voltage was kept constant throughout the test, while contamination severity and resting time were varied as parameters. The transfer of hydrophobicity through the contamination layer was demonstrated by flashover tests. This was also visually depicted by analyzing samples in a scanning electron microscope. The results show that resting time exerts little influence on the electrical performance of EPDM insulators. However, for silicone rubber insulators, resting time is shown to drastically improve its electrical performance. Experimental evidence indicates that the transfer or recovery process of hydrophobicity in silicone rubber insulators occurs as a progressive superposition of silicone oil layers with time. Thus, the net effect of resting such insulators before tests can be thought of as a gradual reduction of the effective contamination layer thickness. Such a reduction alters the way in which the contaminant layer interacts with external stressing agents, which could impact the insulator's electrical performance in service. In this work, an attempt has been made to identify and quantify the electrically significant changes introduced by a reduction in the effective contamination thickness. It is in the light of this reduced effective contamination layer that we explain how a seemingly wettable silicone rubber insulator is still able to hold the applied voltage without flashover     

浸污法试验不溶物质对绝缘子污闪电压的影响

绝缘子表面不溶物质的类型和量对其污闪电压有影响,然而在以往人工污秽试验中常忽略这种影响。为此用人工污秽试验研究了不溶物质种类和灰密的影响。试验结果显示:浸污法试验中同一盐度的污液中硅藻土灰度不仅影响绝缘子表面的灰密,且对绝缘子表面的盐密和污闪也有很大的影响,随着硅藻土灰度的增加,绝缘子上盐密增大,其50%闪络电压下降,50%闪络电压与硅藻土灰度呈幂指数关系;同样的盐密下,随着灰密增大,闪络电压减小;不溶物质的种类对污闪电压有影响,不溶物质为高岭土的闪络电压比不溶物质为硅藻土的低。     

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％。     

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。