谐波电场法带电检测直流绝缘子

挂网运行的直流绝缘子数量越来越多,其检测问题日益突出。分析认为,合成绝缘子内导通性故障及零值瓷绝缘子是最难发现、最危险的故障。文中研究了这类故障直流绝缘子的带电检测问题,提出利用直流绝缘子串周围谐波电场带电检测直流绝缘子的新方法,即谐波电场法,并进行了可行性试验与灵敏度分析。现场与实验室可行性试验表明,谐波电场法能够对直流绝缘子进行在线检测。理论分析表明,该方法灵敏度较高,能有效地给出低于一定阻值的零值瓷绝缘子和合成绝缘子内绝缘导通性故障信息。谐波电场法的提出为直流绝缘子带电检测提供了有力手段。     

110kV劣化瓷质悬式绝缘子空间电场研究

输电线路运行的绝缘子发生劣化时,其周围空间电场相对正常状态会发生局部畸变,因此比较和分析绝缘子劣化前后的电场分布特性,可以识别出劣化绝缘子。文章通过有限元仿真软件建立110 k V瓷质悬式绝缘子的1:1有限元电场仿真模型,得到绝缘子串性能良好时的电场分布参考曲线;通过改变绝缘子串劣化位置和程度,获得劣化状态下绝缘子串的空间电场分布变化曲线。仿真结果表明:绝缘子串劣化区域的轴向电场强度显著降低,其中零值绝缘子比低值绝缘子的下降程度更为突出;另外随着测量距离的增大,劣化绝缘子造成的电场畸变逐渐减弱。在高压实验大厅搭建绝缘子空间电场实验平台,用光学电场传感器测量了绝缘子串在不同情况下的轴向电场并通过"直线归一法"对测量数据进行了处理,试验结果表明:劣化绝缘子附近的轴向电场显著减小,与仿真结果一致。因此,测量空间电场可以实现劣化绝缘子的带电检测。     

谐波电场法在±800kV直流复合绝缘子在线检测中的应用

特高压直流输电线路将在我国电能长距离传输中占有重要的地位,线路复合绝缘子的带电检测将是特高压直流输电主要维护工作之一。为此评述了复合绝缘子在线检测技术的现状,提出采用谐波电场法实现±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘导通性故障的在线检测,并基于Cygnal公司F040型号高性能单片机研制出了谐波电场检测仪。实验室和现场测试结果表明:良好绝缘子和故障绝缘子的纵向谐波电场分布规律符合一般意义上的电场法检测原理的要求,谐波电场法能够应用于±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘缺陷的带电检测,所研制的谐波电场测试仪能够准确给出绝缘子纵向相对谐波电场分布规律,可连续检测100串绝缘子,每串绝缘子的伞裙数最大为510个,无线通信技术的应用提高了现场检测的便利性。     

基于无人机的绝缘子带电零值检测技术

为提高输电线路零值绝缘子的检测效率,利用无人机装载电场探测装置可实现免登塔带电检测。文中首先建立220 kV瓷绝缘子串1∶1仿真模型,通过Comsol有限元数值仿真,分析研究串型、路径抖动、无人机及电场探头对绝缘子串空间电场分布的影响;继而建立零值绝缘子识别方法及其后台检测系统;最后进行实验室及现场实测。研究结果表明：双联绝缘子串同时存在零值绝缘子时,其空间电场分布互不影响;无人机飞行过程中直线检测路径的偏移距离应小于50 mm;绝缘子串的空间电场分布不受无人机及电场探头影响。利用文中所提的零值绝缘子检测方法,通过无人机搭载电场探测装置,可实现零值绝缘子的现场检测。     

紧凑型输电线路复合绝缘子轴向电场分布分析

了解线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布对绝缘子的相关设计和运行维护具有现实意义。为此,利用电磁场有限元计算软件建立了考虑杆塔和导线影响的750kV单回路紧凑型线路复合绝缘子三维模型,计算分析了复合绝缘子在无均压环和安装合适均压环两种情况下的轴向电位和电场分布;计算过程中忽略了伞裙对轴向电场分布的影响。计算结果表明,配置合适均压环后,复合绝缘子轴向电位分布的不均匀性得到有效改善,对金具端部附近场强的控制达到良好效果。最后计算了复合绝缘子伞裙和悬挂方式对电场分布的影响,结果表明,电场分布计算忽略伞裙影响是合理的,且悬挂方式对空间电场分布有一定影响。     

500kV线路耐张复合绝缘子安全系数的选取

500kV线路的传统盘形瓷耐张绝缘子过于沉重、抗污闪性能不足、零值和经济性能差的问题越来越突出,需要采取新的技术措施。复合绝缘子以其重量轻、机械强度高、防污闪性能好等优点,已经在电力线路中的悬垂串中取得了良好的效果,解决其安全系数的选取问题是复合绝缘子应用于500kV线路耐张串上的关键问题。为此,从对比研究的思路出发,运用架空导线非线性动力学的分析方法,分析比较耐张复合绝缘子和悬垂复合绝缘子在动态力下的冲击系数。结果表明在断联、脱冰跳跃、舞动、台风等动态力作用下,耐张复合绝缘子的总体动态力冲击系数不大于悬垂复合绝缘子,得出结论:耐张复合绝缘子的安全系数与悬垂复合绝缘子一样取3是合适的。     

New live line tester for porcelain suspension insulators onhigh-voltage power lines

Until now at Hydro-Quebec, overhead power transmission line porcelain insulators had been tested by the buzz method which simply consists in applying a short-circuit to each insulator in a string and listening for a buzz-like sound indicating a good insulator. However, safety considerations that preclude short-circuiting insulators and other disadvantages of that method have led Hydro-Quebec to undertake and complete the development of a new insulator tester. The working principle of this new device is based on the automatic measurement and recording of the electric field along the insulator string which decreases considerably in front of an internally-shorted insulator. The tester is slid along the string while the insulators are counted automatically. The information from tests on up to 200 strings can be stored in the device to be later transferred in a host computer for interpretation and/or permanent storage. The new tester also gives information on voltage distribution along the insulator strings which can be useful for the design of future power transmission lines     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。     

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。     

110kV零值瓷绝缘子电场仿真分析研究

瓷绝缘子长期运行后其绝缘性能和机械性能下降,容易产生零值、低值绝缘子,严重时会导致输电线路外绝缘发生闪络,发生电网停电事故。利用相关仿真分析软件,对110 kV直线猫头塔绝缘子上的无零值绝缘子和不同部位劣化绝缘子进行钢脚和铁帽的电位自由度耦合,以模拟在实际情况下的零值绝缘子,通过在电位分布云图、等位线分布图、电场分布云图、电位分布和电场分布曲线等方面的对比分析,分析不同部位零值绝缘子对绝缘子串空间电场分布特性的影响,对绝缘子劣质绝缘子的检测提供一定的理论支撑。     

基于红外热像技术的变电站瓷质劣化绝缘子识别

瓷质绝缘子串长时间运行后会出现绝缘劣化、绝缘击穿和闪络放电等缺陷,为电网带来重大的安全隐患,检测瓷质绝缘子运行状态至关重要,为此提出基于红外热像技术对变电站瓷质劣化绝缘子识别方法。首先建立瓷质绝缘子串等效电路模型和电网络方程,通过仿真计算得出绝缘子串电压分布;建立电热转换模型,并在某220 kV变电站开展绝缘子串红外测温,通过高压试验验证红外热像准确表征绝缘子串的运行情况。理论与实际应用结果验证了该方法的有效性与实用性。     

特高压交流输电线路瓷绝缘子串电位和均压环电场分布计算模型的简化

特高压交流输电线路绝缘子串电位和均压环表面电场分布计算有限元模型具有模型尺寸大、结构复杂、媒质种类多的特点。为保证计算精度,需全面分析相关因素的影响,以合理简化计算模型,提高计算效率。该文建立了特高压交流输电线路瓷绝缘子串的三维静电场有限元全模型和简化模型,全面分析了杆塔、导线、连接金具、联板及相间作用等因素对电位和电场分布的影响,最后验证模型简化的合理性。全模型和简化模型计算结果对比表明,将三相导线控制在一定长度、对杆塔合理简化、省略联板和金具并且只建立单相绝缘子串模型的简化方法可行,用简化模型代替完整模型进行绝缘子串电位和均压环表面电场分布的分析能够减小计算规模,提高绝缘子串和均压环参数优化配置分析效率。     

带电检测合成绝缘子故障的试验研究

叙述了运行中合成绝缘子环氧玻璃纤维芯棒内部及芯棒与护套界面上电致碳痕故障的发生和发展过程。在实验室进行的模型试验研究以及对一些早期运行的合成绝缘子故障的分析,说明了这种故障存在的可能性。采用电场分布测量的方法可对这类故障进行在线检测。介绍了故障绝缘子轴向电场分布的计算结果和特点,并给出了实验室检测试验的结果。     

绝缘子表面电场与紫外脉冲关系以及在劣化绝缘子检测中的应用

通过仿真计算表明绝缘子串出现劣化绝缘子时,其表面以及周围空间电场分布变化明显,平均变化幅度超过10%,局部区域明显加强,因此导致电晕放电加强.绝缘子表面电场的变化将导致电晕放电中紫外脉冲的数量以及功率发生变化,基于此研制了UV-I型绝缘子检测仪,通过检测绝缘子串一段时间内电晕放电中的紫外脉冲数量的变化,判断是否存在劣化绝缘子.先后在高压大厅和现场进行了多次试验,试验结果表明:当绝缘子串中出现劣化绝缘子时,放电加强,放电中的紫外脉冲数量将增多,对于110kV和220kV的相对放电变化率分别超过10%和8%,与仿真电场变化比成正比,UV-I型绝缘子检测仪能有效检测劣化绝缘子.     

基于电路等效变换的绝缘子串电压分布研究

笔者提出了一种新的基于电路等效变换的绝缘子串电压分布计算方法,不仅具有与电网络法相媲美的普遍适用性,还具有极高的计算效率,易于被各种语言编写成仿真计算程序.通过人工污秽实验确定了绝缘子在各种工况下(良好、劣化、洁净、染污)的基波电容和基波电阻范围,为仿真计算提供了实验依据.运用文中方法和实验数据对某500 kV线路绝缘...     

工作电压下110kV交流绝缘子串覆冰特性研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外已有许多关于绝缘子覆冰闪络导致电力系统故障的报道，对绝缘子覆冰过程及其特性开展深入研究具有重要意义。文中在人工气候室模拟自然覆冰条件，对7片XP-70、XWP-160瓷绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子在运行电压（相对地电压64kV）下和不带电情况下的覆冰特性进行了试验研究。分析了带电和不带电对绝缘子覆冰的影响和差异，结果表明：带电与不带电条件下绝缘子覆冰状况有差异，带电覆冰下绝缘子高压端不易被冰棱桥接，绝缘子带电时覆冰密度比不带电时覆冰密度小，且带电时绝缘子表面覆冰多呈松针状。绝缘子覆冰密度与电场强度、绝缘子材料、结构、形状、覆冰水电导率等有关。     

线路改造换用复合绝缘子应进行风偏校验

若杆塔垂直、水平档距较小,在线路改造换用复合绝缘子时,应对复合绝缘子串的风偏情况进行校验,防止发生风偏跳闸故障.文章分析了影响绝缘子串风偏角大小的主要因素,并通过110kV线路瓷绝缘子换用复合绝缘子改造实例,讨论了绝缘子(串)风偏校验的过程.     

±800kV特高压直流合成绝缘子带电检测技术研究

介绍了谐波电场法在±800 kV特高压直流合成绝缘子带电检测中的应用技术以及基于F040研制出的谐波电场检测仪.实验室和现场测试结果表明:良好绝缘子和故障绝缘子的纵向谐波电场分布规律符合一般意义上的电场法检测原理的要求,谐波电场法能够应用于±800 kV特高压直流合成绝缘子内绝缘缺陷的带电检测,所研制的谐波电场测试仪能...     

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。结合我国绝缘子的运行经验、制造技术水平,提出了不同类型绝缘子在设计、制造、选型、运行方面应考虑的问题,供设计、运行等相关部门参考。     

紫外成像法检测支柱绝缘子的破损缺陷

绝缘子的破损是一种常见缺陷,会影响绝缘子的绝缘性能。特别是线路上运行的绝缘子破损时,可能会导致线路绝缘水平下降,严重时甚至引起电网事故。但传统线路巡检手段难以检测出这一缺陷。笔者采用新兴的紫外成像检测手段,对110kV线路悬式瓷绝缘子串、瓷支柱绝缘子和硅橡胶复合绝缘子含破损缺陷的情况进行人工模拟,观测了不同环境条件下不同破损程度的绝缘子在破损位置不同时的紫外图像。试验结果表明,紫外成像仪作为一种逐渐得到推广的新型线路巡检设备,能有效地检测到部分绝缘子的破损缺陷,从而达到对线路早期故障进行预防的效果。