特高压直流线路复合绝缘子积污特性仿真及现场实测研究

针对特高压直流线路现有标准型或钟罩型瓷或玻璃绝缘子积污数据多,复合绝缘子积污数据较少,且多为不带电状态,无法准确获得电场力与风力、重力等综合作用对运行中复合绝缘子积污特性影响程度的问题,以±800 kV特高压直流线路为例,对其运行复合绝缘子带电积污特性开展仿真分析,并在线路综检期间对其现场污秽度进行实测验证。结果表明,污秽颗粒在带电复合绝缘子表面沉积是空气曳力、自身重力和电场力共同作用的结果,污秽颗粒电荷的增加、电场力的增强对颗粒运动过程影响更明显,即大气风力越小,电场力对污秽沉积的作用越明显。特高压直流线路复合绝缘子高压端伞裙的等值盐密高于中、低压端,整串分布且呈“U”型,与带电复合绝缘子的沿串电场分布规律一致。     

关于污秽等值盐密测量中一些主要问题的论证

本义对测量污秽等值盐密中的水量影响、取样方法（特别是５００ｋＶ绝缘子串）、污秽成分的影响与等值盐密的有效性问题、以及带电和不带电积污的影响等作了论证分析。     

直流自然积污试验站在直流外绝缘污秽评估中的作用及应用前景

总结了在云广工程的禄丰直流自然积污试验站的研究工作。主要研究结果为:确定了附近换流站址的污秽等级;给出了直流深棱型和大小伞型支柱绝缘子表面等值盐密与交流普通型支柱绝缘子表面等值盐密的比例关系;确定了直流深棱绝缘子带电与不带电的积污量(等值盐密和灰密)比值。此外,简要介绍了自主研发的自然积污站成套装置。     

±800kV特高压换流站支柱绝缘子自然积污特性

为研究特高压换流站支柱绝缘子的自然积污状况,2014年和2015年在±800 kV哈郑直流中州换流站进行了自然积污试验。结果表明:污秽程度从轻到重依次为不带电设备,交流带电运行的设备,直流带电运行的设备;瓷绝缘子表面污秽程度相差不大,而对于复合和表面喷涂RTV的支柱绝缘子,极II侧(负极)比极I侧(正极)的积污程度严重,极II侧等值盐密平均为极I侧2.4倍,极II侧等值灰密平均为极I侧2.7倍;无论正、负极性,瓷表面绝缘子积污最轻,其次是复合材质,积污最严重为喷涂RTV涂料绝缘子;积污物中阳离子主要为Ca~(2+)和K~+,阴离子主要为NO_3~-和SO_4~(2-);可溶性污秽的主要成分为CaSO_4和各类硝酸盐。     

LCM高压绝缘子污秽在线监测系统

通常,国内专家都采用测量绝缘子表面的等值盐密来对高压绝缘子的安全性能进行技术衡量。而测量绝缘子表面的等值盐密只能了解其污秽程度,不能真实地反映绝缘子的泄漏电流随环境的变化和放电几率。澳大利亚红相(厦门)公司和澳大利亚POW-ERLINK昆士兰州电力公司联合推出电力传输线及变电站绝缘子在线监测系统(LCM)。通过这套系统人们能够对污秽环境下运行绝缘子进行实时监测,较科学地安排清扫周期,保证设备的安全运行。1　在线监测系统原理分析　　LCM高压绝缘子在线监测系统对运行绝缘子的泄漏电流从绝缘子的第2片截取下来(如图1所…     

绝缘子串自然染污规律的研究

为弄清污秽在绝缘子串上的分布情况，对挂网运行的５００ｋＶ和２２０ｋＶ线路用悬挂式绝缘子逐片进行了等值盐密测量。研究结果表明，输电线路用悬挂式绝缘子串中，每片绝缘子的污染程度是随机的；在城区或地面扬尘较大的地方，悬挂高度在１５～３０ｍ的绝缘子串表面的污染程度差别不大；在相同的环境条件下，绝缘子串带电与不带电的积污不同，二者盐密的比值服从统计规律。     

绝缘子污秽等级测量方法选择

电气设备电瓷外绝缘污闪是高压设备的主要事故，此类事故停电时间长、涉及范围广，威胁着电力系统的安全稳定运行。本文主要对绝缘子污秽测量方法选择、绝缘子等值盐密测量中遇到的问题进行了分析和探讨。通过5年对绝缘瓷瓶串进行的等值盐密测量的实际经验，进而明确测量绝缘子污秽采用等值盐密方法。此方法可用400mL水，不取出脱脂棉进行测试（对确定大气的污秽等级的影响是可以忽略的）。     

基于双通道辐射计绝缘子污秽检测的研究

根据微波辐射原理特性,研制了一种双通道狄克辐射计用于进行污秽检测。该辐射计利用水平、垂直两种极化方式对污秽物进行测量。通过实验研究获得大量数据,分析了两种极化方式下等值盐密、等值灰密随天线温度的变化关系。结果表明,污秽绝缘子的等值盐密、灰密与天线温度是幂函数关系。通过拟合技术得到经验公式,并对实验测量值与拟合公式进行误差分析。该研究进一步验证了利用微波辐射计检测绝缘子污秽是切实可行的。     

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。     

绝缘子串自然污染规律的研究

为弄清污秽在绝缘子串上的分布情况，对挂网运行的５００ｋＶ和２２０ｋＶ线路用悬挂式绝缘子逐片进行了等值盐密测量，研究结果表明，输电线路用悬挂式绝缘子串中，每片约缘子的污染程度是随机的，在城区或地面扬尘较大的地方，悬挂高度在１５～３０ｍ的绝缘了串表面的污染程度差另不大，在相同的环境条件下，绝缘子串带电与不带电的积污不同，二者盐密的比值服从统计规律。     

带电水蒸气冲洗35kV绝缘子串闪络电压的研究

绝缘子污秽清扫对保持电力设备外绝缘水平意义重大。针对现有污秽清扫方式的不足和节约用水的要求,笔者提出了带电水蒸气清洗绝缘子串污秽,对带电水蒸气清洗绝缘子串的部分系统安全问题进行了研究。通过测量35kV染污绝缘子串在高压水蒸气冲洗下和高温水蒸气、常温水雾环境中的闪络电压,分别模拟水蒸气柱无散花清洗绝缘子和水蒸气柱由于散花引起绝缘子污秽湿润对绝缘子串闪络电压的影响;绘制了3种试验情况下绝缘子串平均闪络电压随盐密(ESDD)的变化曲线。结果表明,即使在重污秽情况下,高压水蒸气冲洗绝缘子串的平均闪络电压高于35kV系统最高运行相电压,无过电压出现时可保证带电清洗的系统不闪络;水蒸气柱散花会降低绝缘子串闪络电压,现场带电清扫中应用适当喷头、调节清洗距离尽量减小水蒸气柱散花。     

±800 kV楚穗特高压直流线路复合绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流线路复合绝缘子积污特性以指导线路外绝缘配置,于2013—2014年采集了±800 k V楚穗特高压直流线路复合绝缘子表面污秽,分析其污秽等值盐密等级分布,研究线路整体积污程度,以及直流极性、沿串部位分布等造成的积污差异。数据表明:832个污秽样本中,等值盐密最大值为0.192 9 mg/cm2,最小值为0.000 7 mg/cm~2,76%样本等值盐密0.025 mg/cm~2;相同积污条件下,直流极性不影响复合绝缘子整体积污程度;大部分复合绝缘子表面污秽呈两端重、中间轻的分布规律;大小伞裙交叉布置时,小伞裙等值盐密明显大于大伞裙;54.8%的伞裙上表面污秽盐密值大于或等于下表面,与玻璃或陶瓷绝缘子规律不同。±800 k V楚穗特高压直流线路整体污秽较轻,现有的复合绝缘子配置合理。     

用RBF网络预测基于微波辐射的绝缘子等值盐密

介绍了利用微波辐射计检测高压绝缘子等值盐密的基本原理,并在对受污绝缘子进行试验研究的基础上,针对天线温度与等值盐密、环境湿度和温度之间复杂的非线性关系,利用径向基神经网络(RBF),建立了以绝缘子天线温度、污层厚度、环境湿度、温度作为输入变量,以绝缘子表面等值盐密作为输出变量的预测模型,并通过试验数据验证了模型的有效性。对于污秽等级的区分和污区分布图的修订具有一定的参考价值。     

应用直读式盐密测试仪检测绝缘子盐密

<正>防污闪是输电线路运行的重要课题之一。为有效地防止大面积污闪事故的发生,需要掌握输电线路周边的污秽程度,并针对性地提高电网的外绝缘配置水平。现场污秽度测量(即绝缘子盐、灰密的测量)是指在线路周边悬挂参照绝缘子串,通过对参照绝缘子串表面附着污秽物的测量分析,确定线路所处地的污秽等级,指导输电线路防污闪改造,为新建电网的外绝缘配置提供参考依据。本文就采用WH-2005直读式盐密测试仪检测绝缘子盐密进行阐述。1绝缘子等值附盐密度测量     

绝缘子污秽可溶性成分对等值盐密的影响分析

绝缘子污秽的可溶性成分的不同会导致绝缘子绝缘性能有较大差别,而等值盐密是表征绝缘子绝缘特性的主要指标,因此研究绝缘子污秽可溶性成分对等值盐密的影响有重要意义。文中以XP-70悬式绝缘子为研究对象,通过在自然环境下6个月的绝缘子污秽累积实验,采集获取了不同累积月份的污秽样本,并通过离子色谱仪(IC)和原子吸收光谱(AAS)分别获取了样品溶液中的阴阳离子质量分数,对阴阳离子的日均值进行了分析,并进一步研究了绝缘子污秽可溶性成分中的阴阳离子与等值盐密的相关性。结果显示,武汉地区绝缘子污秽中Ca2+和Na+的质量分数较大,日均值质量分数分别约为0.6 mg/L和0.2 mg/L;此外,Ca2+与等值盐密的相关性高达0.96,F-、CO32-和SO42-与等值盐密的相关性约为0.8,而Cl-、Na+和等值盐密的相关性分别仅约为0.2和0.1。这表明,由于武汉是内陆城市,等值盐密主要由Ca SO4、Ca F2和Ca CO3决定,而Na Cl对等值盐密的影响不大。研究结果对输变电线路绝缘子污秽清洗时间的选择以及污闪机理的揭示具有一定的参考意义。     

输电线路污秽分析

为避免地区线路发生污闪事故,通过输电线路的等值盐密和灰密实验结果判定了某地区110-220 k V线路绝缘子的污秽等级;根据污秽等级验证了运行中输线路绝缘子串的爬电比距,提出了改进方法。     

基于微波辐射原理的污秽绝缘子检测仪研制

用微波辐射计对绝缘子进行测量,根据所测目标天线不同的温度,反演出被测目标的辐射亮温,进而推出绝缘子的污秽程度。研究内容具体包括;微波辐射计定标;辐射计反演系统的研制;通过实验完成绝缘子污秽物的辐射特性与等值盐密、空气相对湿度、盐雾电导率等量值的关系,分析污秽程度与辐射能量之间的关系,从而找出污秽预警门槛值。     

绝缘子污秽成分分析与清洗剂去污机理研究

为深入了解高压绝缘子污秽的组成和带电清洗剂对高压绝缘子表面污秽的去除机理,对高压绝缘子表面污秽进行了扫描电镜、红外光谱、x-射线衍射、x-射线荧光光谱和离子色谱分析,用接触角法研究了污秽粘附于绝缘子表面的作用力,测定了带电清洗剂和高压绝缘子的表面张力(γ);通过杨氏和表面能方程,分别计算出粘附功Wa、铺展系数Sw/s和浸湿功Wi。研究结果表明,污秽与绝缘子表面之间为van der Waals引力,无氢键形成。带电清洗剂表面张力较小,Wa>Wi>Sw/s≥0,表明带电清洗剂能在被污染的绝缘子表面自发浸湿和铺展。在带电清洗剂的作用下,减小了污秽与绝缘子表面的van der Waals结合力,使污秽从绝缘子表面脱附下来。该研究对开发新的绝缘子带电清洗剂提供了实验与理论依据。     

带电复合绝缘子积污特性的对比观测

复合绝缘带电是否会对绝缘子盐密(ESDD)和灰密(NSDD)值产生影响关系到电力系统污秽复合外绝缘配置,开展带电复合绝缘子与不带电复合绝缘子积污对比观测有助于研究复合绝缘子带电与不带电运行积污规律。为此,选择深圳地区22处代表性的输电杆塔上进行带电与不带电复合绝缘子挂样观测,测量了积污期为2a的复合绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了带电与不带电复合绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:带电与否对复合绝缘子上表面盐密基本无影响,下表面盐密值约增加0.3倍,片均值约增加0.1倍;带电复合绝缘子盐密片均值与不带电复合绝缘子上、下表面盐密值有较好的线性关系;带电运行对复合绝缘子灰密值有影响,带电有利于不溶灰份的积累,上表面灰密增加0.4倍,下表面增加约0.7倍,片均值增加约0.5倍。带电绝缘子的灰密盐密比更大。带电复合绝缘子积污特性的对比观测数据为实验室开展复合绝缘子污闪试验工况及现场外绝缘配置考虑带电因素提供了基础数据。     

±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...