染污玻璃绝缘子泄漏电流特性及其闪络电压预测

有效预测绝缘子闪络电压是防止发生污闪事故的重要手段,泄漏电流是分析检测绝缘子闪络电压的重要方法。在人工污秽实验室进行大量的试验,模拟运行电压下污秽度与相对湿度对泄漏电流的影响,从不同角度提取了能够反映绝缘子表面污秽度及相对湿度的4个泄漏电流特征量:泄漏电流脉冲幅值熵S、脉冲幅值Ih、能量比K及能量E,并得到它们之间的变化规律。提出基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的绝缘子闪络电压预测模型,将4个特征量S、Ih、K、E及相对湿度作为GRNN模型的输入量,闪络电压作为GRNN模型的输出量。预测结果与试验结果对比分析可知,相对误差小于7.33%,表明提出的绝缘子闪络电压预测GRNN模型的预测结果与试验结果基本一致,能够有效地对绝缘子闪络电压进行预测。     

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。     

高电导率雾对悬式瓷质绝缘子交流闪络特性的影响

为研究高电导率雾对染污绝缘子交流闪络特性的影响,在人工气候室内采用高压微雾加湿法和固体涂层法模拟XP10-160型悬式瓷质绝缘子串污秽湿润过程,并通过人工污秽试验获得了绝缘子闪络电压与盐密、雾水电导率的关系曲线。研究结果表明:绝缘子污秽闪络电压随雾水电导率的增大而降低,且当原有绝缘子表面盐密值较小时,雾水电导率对其闪络特性的影响更为突出,并可以将雾水电导率对绝缘子闪络特性的影响归结为附加盐密系数。文中利用Comsol Multiphysics软件仿真计算了不同电导率雾下绝缘子的空间电场分布规律,得出高电导率雾主要通过改变绝缘子表面污秽度影响绝缘子的污闪电压。     

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。     

支柱瓷绝缘子上下表面不均匀积污交流闪络特性*

支柱绝缘子在气象因素与伞型结构的影响下易累积形成上下表面不均匀污秽,上表面污秽通常较下表面更严重。对支柱瓷绝缘子进行了不同上下表面不均匀污染条件下的人工污秽交流闪络试验,进而讨论了上下表面不均匀污染对闪络电压的影响。研究结果表明,支柱瓷绝缘子的闪络过程与悬垂串绝缘子闪络过程较相似,且飘弧现象很明显;当SDD相同时,随着支柱瓷绝缘子上下表面不均匀度的提高,闪络电压也上升;在相同的不均匀度下,支柱瓷绝缘子的闪络电压随SDD的增加而减小,随着污秽度的增加,支柱瓷绝缘子的闪络电压下降趋缓;支柱瓷绝缘子在上下表面不均匀染污下的闪络电压计算公式可用负幂函数拟合。最后,提出了上下表面不均匀污秽下闪络电压修正方法,计算值与试验值的相对误差在±5%以内。研究结果为支柱瓷绝缘子外绝缘的绝缘配合提供了技术参考。     

四川部分变电站涂覆RTV绝缘子的自然积污成分及其对闪络特性的影响

RTV(室温硫化硅橡胶)涂料等有机绝缘材料表面积污往往较瓷和玻璃绝缘表面更为严重,在以四川盆地为代表的潮湿地区,其表面甚至会有生物生长,增大了绝缘子的闪络风险。为此通过调研和取样,研究了四川地区各变电站内涂覆RTV绝缘子表面的自然污秽及其分布状况,利用原子吸收光谱法和阴离子色谱法得到了污秽中可溶性盐的主要成分;并通过显微组织观察、培养和表面性能测试,得到了污层中藻类的种属和生长特性,及其对RTV表面憎水性和电导率的影响;最后通过人工污秽和自然污秽试验,获得了不同污秽成分对RTV绝缘子闪络特性的影响。结果表明,四川电网RTV绝缘子表面自然污层可溶性盐以Ca SO4为主,藻类在RTV表面的分布与污秽分布正相关,并使被覆盖区域的憎水性大大降低,电导率升高;藻类的存在、Na Cl作为可溶性盐都可使闪络电压降低,而污秽的不均匀分布、Ca SO4作为可溶性盐分的RTV绝缘子闪络电压较高。     

盐密与盐度对不同型式绝缘子串交流人工污秽闪络特性的影响

绝缘子的污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。除了盐密与灰密对绝缘子的污秽闪络特性的影响,关于盐雾盐度对绝缘子闪络特性的影响也不容忽视。因此通过在人工污秽试验室内对表面积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模拟,得到3种型号绝缘子在不同等值盐密、不同盐雾盐度下的污闪电压,并进行了闪络电压公式的拟合。通过对试验结果的分析可知:绝缘子在盐雾环境下的污闪电压仍与盐密值成幂函数关系;且随着盐雾盐度的增大,绝缘子闪络电压降低,两者也成幂函数关系。     

棒形悬式瓷绝缘子的覆冰交流闪络特性研究

绝缘子覆冰闪络事故严重危害着输电线路的运行安全。为了研究影响棒形悬式瓷绝缘子覆冰交流闪络特性的因素,文中在人工气候室内对棒形悬式瓷绝缘子进行了带电和不带电的人工覆冰试验以及交流闪络试验,研究了表面覆冰程度、盐密污秽度和覆冰水电导率对绝缘子闪络特性的影响,试验中使用高速摄影机对放电电弧的发展过程进行检测,并用示波器记录泄露电流和闪络电压。结果表明:带电覆冰和不带电覆冰导致绝缘子表面覆冰程度不同,对其冰闪特性具有显著的影响:局部放电的初始位置和电弧的发展过程具有不同的特点而且在电弧发展到完全贯穿绝缘子表面前,在相同的试验电压下带电覆冰绝缘子的泄露电流比不带电覆冰绝缘子的泄漏电流大;棒形悬式瓷绝缘子覆冰闪络电压随盐密污秽度和覆冰水电导率的增大而降低,且相同盐密污秽度下带电覆冰绝缘子的闪络电压高于不带电覆冰绝缘子的闪络电压。研究结果可为为输电线路绝缘子选型以及防冰减灾等,提供试验依据和技术参考。     

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%。     

直流线路绝缘子冰闪特性研究

叙述了在人工气候室内对不同形式绝缘子进行的覆冰直流闪络特性研究,根据试验结果分析了不同直流绝缘子的闪络特性,并研究分析了人工污秽与自然污秽对冰闪电压的影响.结果表明,不同材质和型式的绝缘子对覆冰直流闪络电压影响不大,随着冰厚增加以及污秽增加,覆冰直流闪络电压都会下将,提出了绝缘子串直流U50%闪络电压与覆冰厚度及污秽的关系表达式,指出自然污秽下绝缘子的冰闪电压高于相同污秽状况下的人工污秽绝缘子.     

复合绝缘子泄漏电流波形分形特征研究

绝缘子泄漏电流能够综合体现绝缘子电压水平、污秽状态,贯穿于绝缘子的整个闪络发展过程,提取绝缘子泄漏电流特征量对预测绝缘子闪络事故的发生尤为重要。在人工污秽试验的基础上,利用分形理论提取了复合绝缘子泄漏电流分形维数特征量,分析了闪络发展过程中泄漏电流不同区段波形和分形维数的变化特征,对比了3种不同污秽度水平下泄漏电流波形的分形特征。结果表明,在污闪发展过程中,泄漏电流波形的分形维数呈整体下降的趋势;污秽程度不同,泄漏电流波形分形特征存在微小的差异。实验分析证明,泄漏电流波形分形维数能够直接反映其波形特征,能够为绝缘子污闪提供有效预警。     

盐雾条件下染污绝缘子交流污闪特性

染污绝缘子表面污秽在盐雾中吸湿受潮,雾中的盐分沉积在绝缘子表面增大了其表面电导率,使得绝缘子闪络特性降低,绝缘子可能在较低电压甚至工作电压下发生闪络,威胁电网的安全稳定运行。本文对瓷、玻璃、复合三种典型绝缘子在不同盐密(SDD)和雾水电导率(?20)下的交流闪络特性进行试验研究,提出附加盐密(ASDD)的概念,分析了附加盐密与绝缘子表面盐密和雾水电导率的关系及其对交流闪络特性的影响。结果表明:随着盐密和雾水电导率的增大绝缘子交流雾闪电压均降低,且与盐密呈负幂指数关系,与雾水电导率呈线性关系。可以用附加盐密表征雾水电导率和盐密对绝缘子雾闪电压的综合影响,即附加盐密与雾水电导率和绝缘子盐密之积成正比。同时绝缘子闪络电压与绝缘子表面盐密和附加盐密之和呈负幂指数关系,绝缘子雾闪的本质是一种特殊的污秽闪络。     

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。     

GIS支撑绝缘子表面状况对其雷电冲击闪络特性的影响

SF6气体绝缘开关设备(GIS)的运行经验表明,绝缘子往往是系统绝缘最薄弱环节和决定性因素,因此研究绝缘子闪络特性的影响因素具有十分重要的意义。文中通过搭建1 000 kV陡前沿冲击试验装置,研究了雷电冲击作用下GIS内部支撑绝缘子表面状况对其闪络特性的影响。结果表明:绝缘子沿面闪络电压随表面粗糙度的增大而降低,文中从绝缘子表面吸附能力的角度对其进行了分析;绝缘子表面附着导电微粒时其闪络电压显著降低,且导电微粒距高压电极越近,绝缘子闪络电压越低,可从导电微粒附着位置对绝缘子沿面电场分布的影响上进行解释。     

基于污秽监测系统的绝缘子故障分析与预防

利用ATM-2200绝缘子污秽在线监测系统实时监测运行在严重污秽区绝缘子的泄漏电流、污秽度、表面湿度、运行电压,并结合气象卫星云图系统综合分析,可实时掌握输电线路绝缘子的运行状态。对于异常状态进行针对性的临时检修,并结合调度自动化系统控制线路的运行电压,可有效减少闪络事故次数、降低事故跳闸率。由多次事故分析和防范措施验证了污秽度、表面湿度、运行电压是输电线路绝缘子“闪络”的主要因素。总结了绝缘子劣变与污秽的相关性较大。     

带电清洗剂对绝缘子工频闪络电压的影响

相对于清洗剂用于电子通信行业低压电子设备及器件,带电清洗剂用于高压绝缘子清洗,对其性能提出了更高的要求。目前,带电清洗剂已经应用于电力系统输电线路绝缘子串污秽清洗,但其对绝缘子闪络电压的影响还没有开展系统研究,这为高效安全开展高压绝缘子带电清洗剂清洗带来了隐患,为此开展了带电清洗剂对绝缘子工频闪络电压影响的试验研究。试验测试了不同污秽度等级下,喷洒4种典型带电清洗剂XP-70绝缘子的闪络电压,研究发现,喷洒4种清洗剂后,绝缘子清洁状态下的闪络电压影响不明显,闪络电压大多在80 kV左右,变化幅度较小。在清洗剂挥发后,其闪络电压与干闪络电压相近。不同污秽状态下XP-70绝缘子的闪络电压的波动略大于洁净状态下的闪络电压波动,但均在80 kV左右。试验表明,带电清洗剂对不同污秽度下绝缘子的闪络电压几乎无影响。文中的研究工作对于保证带电清洗剂清洗安全具有重要的指导意义。     

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。     

污秽对瓷绝缘子串电压分布的影响

线路运行绝缘子串电压分布不均匀极大影响绝缘子串的闪络电压,试验研究洁净绝缘子串与污秽绝缘子串的电压分布.采用红外摄像仪、紫外测试仪及球隙放电法测量分布电压得出不均匀污秽绝缘子串的电压分布的影响因素.     

迎背风不均匀污秽下支柱绝缘子直流污闪特性

运行情况表明,在单向风或一定地形条件下,支柱绝缘子表面污秽呈现迎背风不均匀分布进而影响其闪络特性,但国内外对此研究甚少。以典型支柱绝缘子为例,对其开展了迎背风不均匀染污下的直流污闪试验,分析了迎背风不均匀污秽对闪络电压和闪络过程的影响,仿真分析其表面泄漏电流密度,最后对闪络电压进行了校正。研究结果表明:与均匀污秽相比,支柱绝缘子迎背风不均匀污秽下的直流闪络电压Uave会降低;降低程度与迎/背风面盐密比m和背风面面积占比k都有关系,且m对Uave的影响程度大于k;迎/背风不均匀污秽和盐密(salt deposit density,SDD)对支柱绝缘子直流污闪电压的影响是相互独立的;局部放电和电弧大多产生在背风面,并且背风面的小伞下表面更容易产生局部电弧;迎背风不均匀污秽下支柱绝缘子闪络电压校正满足U=aSDD-b[1+c×l og m]关系,c值在0.12～0.22之间且与k值有关。     

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。