人工磨蚀对车顶绝缘子沿面放电影响研究

沙尘环境对高速列车的安全运行有很大影响,为研究车顶绝缘子受风沙磨蚀后沿面放电的变化,对车顶绝缘子片进行人工磨蚀试验,观察其表面粗糙度、憎水性及闪络电压的变化。试验结果表明:不同磨蚀时间的试样表面憎水性变化趋势相似,砂纸目数对憎水性变化起主导作用;随砂纸目数增大,磨蚀后绝缘片纵向干闪电压先下降后上升,横向干闪电压呈倒Z字形变化,横向湿闪电压变化规律与纵向湿闪电压均呈U型变化。分析可知:磨蚀引起的爬电距离增大与电场畸变共同作用,影响闪络电压的变化情况。文中通过研究车顶绝缘子憎水性及沿面放电情况受人工磨蚀的影响,揭示了风沙磨蚀对车顶绝缘子沿面放电影响的机理。     

硅树脂超疏水涂层的制备及湿闪特性研究

水滴在疏水涂层表面由于电场的存在易发生电晕放电,严重时会进一步发展为沿面闪络。为提高涂层的湿闪电压,通过纳米二氧化硅改性甲基硅树脂制备了超疏水涂层,测试了涂层的附着力及耐磨性能,然后对不同类型的涂层进行闪络电压测试并观察沿面闪络现象。结果表明：超疏水涂层的附着力等级达到0级,磨损后涂层依旧保持良好的疏水性,静态接触角大于155°,涂层的湿闪电压达到26.2 kV,与室温硫化硅橡胶涂层相比提高了42.4%。超疏水性有利于涂层表面水滴在电场作用下运动产生干区,因此超疏水涂层在湿润环境下依旧具有良好的绝缘性能。     

不同类型RTV憎水性及闪络特性分析

室温硫化硅橡胶（room temperature vulcanized silicone rubber,RTV）具有很好的防污性能,在电力系统中已广泛应用,但不同类型的RTV涂料防污性能不同。测定了不同RTV涂料的静态接触角,并对RTV涂料污闪后的憎水性恢复特性以及交直流下的闪络特性进行了试验分析。试验结果表明,长效型RTV涂料（P-RTV）的憎水性大于高自洁型RTV涂料（S-RTV）;在同一污秽度下P-RTV污闪电压比S-RTV高,说明更强的憎水性意味着更高的防污性能。此外,沿面闪络会导致P-RTV涂料憎水性暂时性的部分丧失,污闪电压幅值下降11.1%~21.1%,此部分丧失一段时间后可恢复,而S-RTV涂料憎水性的丧失部分却是不可恢复的;RTV涂料表面均有不同程度灼烧痕迹且放电痕迹分布在与高压端相连的绝缘子下表面,这是导致表面防污性能下降的因素之一。直流电压下RTV涂料表面灼烧痕迹明显,抗漏电起痕性能较弱。P-RTV综合性能优于S-RTV,因此实际使用应优先考虑P-RTV。研究结果对RTV涂料的研制和使用具有一定的指导意义。     

特殊工业粉尘地区绝缘子超疏水涂层应用效果研究

超疏水涂层具备优异的憎水性及自清洁性,因此在防污闪领域具备广阔的应用前景。为了研究超疏水涂层在特殊工业粉尘地区的应用效果,选取国内某企业提供的超疏水涂层,利用超疏水涂层绝缘子及同型号的无涂层复合绝缘子在江苏响水县开展了挂网运行测试,通过污秽度测试、憎水性测试及微观测试分析了超疏水涂层的积污性能、老化性能及涂层对硅橡胶的保护性能。结果显示,超疏水涂层绝缘子相比普通硅橡胶绝缘子,表面积污量减少约37%。尽管运行10个月后,超疏水涂层出现了老化,但涂层对内部硅橡胶材料起到了较好的保护作用,有效预防了内部材料的老化。     

绝缘子的超疏水涂层覆冰特性试验研究

采用超疏水涂层是提高输电线路绝缘子防冰能力的重要方法之一。为此,提出一种通过在低表面能疏水性材料表面化学沉积纳米粒子制备绝缘子超疏水涂层的方法。扫描电镜显示涂层表面有类荷叶的微纳二元复合粗糙结构,其水滴静态接触角达到(160±0.5)°。将分别涂敷有超疏水涂层、RTV涂层以及无涂层的玻璃板试品放入人工覆冰实验室进行覆冰试验,测试了3种覆冰试品的覆冰形貌、覆冰质量以及交流闪络电压。试验与分析结果表明,涂敷RTV涂层与无涂层的试品相比,超疏水涂层试品的试品覆冰形成显著较慢,覆冰质量较低,超疏水涂层防止了连续冰膜的形成,提高了试品的覆冰闪络电压。     

基于动态水滴试验的电力复合绝缘子憎水性研究

利用动态水滴实验对不同老化程度的硅橡胶绝缘子的憎水性进行了评估。针对电流信号包络线的脉冲个数、均值、标准方差、峰度和偏度等5个因素,对泄露电流进行了分析,找出了复合绝缘子表面憎水性与泄露电流之间的关系。结果表明,泄露电流的特性对复合绝缘子憎水性的变化很敏感。     

复合绝缘子表面不同状态时的放电特征

复合绝缘子不同表面状态会出现不同放电现象,为此根据复合绝缘子表面放电的剧烈程度将复合绝缘子表面放电分为微弱性放电、间隙性电弧放电、持续性电弧放电3种类型。经过大量试验,统计分析了不同放电类型下泄漏电流的谐波特征和相角特征,建立了放电类型与泄漏电流谐波和相角的关系,并研究了复合绝缘子不同污秽和憎水性对表面放电类型的影响。结果表明:通过分析泄漏电流的谐波特性和相角特性,可以得出绝缘子不同表面状态所对应的放电类型及其特征。复合绝缘子表面憎水性变差时,微弱放电比例略有减少,部分间隙性电弧放电转变成持续电弧放电,持续电弧放电比例增加;复合绝缘子表面污秽度变高时,部分微弱性放电转变成间隙性电弧放电及持续性电弧放电,间隙性电弧放电及持续电弧放电比例增大。通过对泄漏电流的特性分析,可以判断出复合绝缘子表面的状态。     

基于TSC测试的硅橡胶复合绝缘子伞裙材料老化特性研究

为利用热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)测试手段对复合绝缘子老化特性进行评估,以现场运行复合绝缘子为研究对象,进行了TSC测试及憎水性等级喷水分级测试。初步探寻了伞裙位置、运行年限及环境污秽等级等因素对现场运行复合绝缘子伞裙材料TSC特性的影响规律。结果表明,绝缘子串上场强分布较高的位置、有较长运行年限及重污区的绝缘子,其伞裙材料的TSC曲线峰值较大,相应的陷阱电荷量也较大。对2种评估复合绝缘子伞裙材料老化的测试手段进行了对比分析,可知TSC测试结果能更加明显地区分复合绝缘子伞裙材料老化程度的不同,对于老化性能的评估更具优越性。     

超疏水绝缘表面直流沿面污闪特性研究

利用一种具有优异憎水性和自清洁特性的仿生超疏水涂层制备绝缘表面,设计雾水润湿下污秽绝缘表面的直流闪络试验,研究仿生超疏水绝缘表面的直流污闪特性。同时依据表面液滴的浸润状态,从电场角度对超疏水涂层表面的污闪电压进行预测。结果表明：超疏水涂层表面在润湿加压过程中具有自洁性,闪络经表面液滴和干区形成。本文提出的方法预测的闪络电压分别与液滴体积呈负相关,与接触角呈正相关,预测值与实测值相吻合,精度高于传统预测模型。     

霉菌染污状态下硅橡胶复合绝缘子的沿面闪络特性分析

硅橡胶复合绝缘子在湿热地区中运行其表面存在霉菌附着引起的微生物染污问题,霉菌作为一种特殊的生物污秽对硅橡胶绝缘子性能的影响尚不明确。本文对悬式绝缘子串进行霉菌染污,并在不同污秽等级下对绝缘子串沿面闪络特性进行分析,通过憎水性分析、扫描电镜以及红外光谱3种微观测试方法研究霉菌浓度对绝缘子沿面闪络特性的影响。结果表明：对于同一污秽等级的绝缘子,当存在霉菌污染时,相较于无霉菌染污的绝缘子,霉菌对硅橡胶表面结构造成破坏,导致硅橡胶憎水性显著降低,进而造成闪络电压大幅降低,与对照组相比,沿面闪络电压最低可下降至原始水平的76%;但在同一污秽等级下,霉菌浓度达到107个/cm²时,沿面闪络电压下降出现拐点,下降速度放缓并趋于饱和状态。综上,霉菌的附着行为与硅橡胶自然老化协同作用使霉菌菌丝在绝缘子表面形成微型孔洞,导致有机硅橡胶分子链断裂,降低了绝缘子的闪络电压,影响了硅橡胶绝缘子的稳定运行。     

污秽与憎水性对复合绝缘子泄漏电流特性的影响

分析泄漏电流与污秽及憎水性之间的关系是实现污闪预警的有效手段。为此基于人工气候室试验,模拟了运行电压下污秽与憎水性对复合绝缘子泄漏电流的影响,揭示了泄漏电流与污秽、憎水性之间的内在联系。结果表明:随着污秽程度的增大,泄漏电流的有效值最大值增大,高幅值脉冲数增多,电压电流相位差从-33.19°变化到接近0,基波含量从98.03%降低到79.89%,其他各次谐波含量整体呈增加趋势。而随着憎水性水平的降低,泄漏电流的有效值最大值增大,高幅值脉冲数增多,电压泄漏电流相位差减小,基波含量从97.56%降低到85.97%,其他各次谐波含量整体呈增加趋势。     

复合绝缘子HTV硅橡胶材料老化特性的研究

针对在役复合绝缘子的老化问题,笔者分别对实验室电晕老化和现场自然老化的HTV硅橡胶材料的憎水性、泄漏电流、表面微观形貌以及化学成分等特性进行了对比研究。结果表明,电晕老化与现场老化造成材料特性变化的规律呈现一致性:电晕老化造成材料憎水性下降,且提高电晕老化强度(电压和时间)则导致憎水性恢复变慢,甚至不能完全恢复;现场老化材料的憎水性随年限不断下降,由HC1级(2年)降至HC5级(15年)。老化还造成样品的表面电阻率下降,引起表面泄漏电流增加;老化造成硅橡胶材料降解,表面缺陷增加,孔洞增加并加深,甚至产生裂纹,同时生成强极性基团等,从而引起硅橡胶机械及绝缘性能不断下降。     

绝缘子沿串憎水性不均匀分布对污闪特性的影响研究

RTV涂料具有良好的防污闪性能,在电力系统得到大规模应用。但作为一种有机材料,受高温、高湿和强紫外线照射等恶劣条件的影响,绝缘子表面RTV涂料会逐渐老化,绝缘子沿串憎水性出现不同程度的下降,影响RTV涂料的防污闪效果。为了研究绝缘子串污闪电压与其沿串憎水性分布的关系,文中对人工染污的绝缘子串进行污闪试验,试验研究了仅在绝缘子上表面或下表面涂有RTV和仅在绝缘子串高电场区或低电场区覆涂RTV涂料时,沿串憎水性分布不均匀的绝缘子串的污闪电压。研究发现:同种污秽度下,下表面涂有RTV的绝缘子串的污闪电压的绝缘子串的污闪电压远高于仅涂上表面的绝缘子污闪电压;而低场强区涂RTV的绝缘子串污闪电压和高场强区涂RTV的绝缘子串污闪电压并没有明显的差异。试验结果为老化RTV涂料的评估提供参考。     

高岭土染污硅橡胶电晕老化后的沿面闪络电压研究

为了研究染污复合绝缘子的电晕老化特性,选取复合绝缘子用高温硫化硅橡胶为研究对象,对高岭土染污硅橡胶试样进行不同湿度下的电晕老化,研究高岭土浓度、老化时间和湿度对硅橡胶电晕老化后闪络电压的影响。并结合老化试样的憎水性测试结果,分析了老化硅橡胶沿面闪络电压变化的原因。结果表明:由于受到污秽层被电晕放电产生的高能粒子击散程度的影响,环境湿度的增加会使染污硅橡胶老化后的憎水恢复性下降,闪络电压变化幅度较大;污秽浓度的增加会使老化硅橡胶的憎水恢复性下降,但污秽浓度和老化时间对闪络电压的作用主要受到污秽层是否含有可溶性盐的影响,盐分能够掩盖污秽浓度和老化时间对闪络电压变化趋势的影响。     

憎水性对线路绝缘子耐污闪特性影响的试验分析

室温硫化硅橡胶(RTV)防污闪涂料因具有良好的防污闪作用,在我国电力系统得到了大量应用.然而,受长期积污、材料老化、短时快速积污、外力破坏等因素的影响,绝缘子表面涂层的憎水性状态会发生显著变化,这对于线路绝缘子耐污闪能力可能存在较大影响.为此,基于现场获得的运行多年的RTV涂层绝缘子,对不同表面憎水性状态下的绝缘子耐污...     

纳米SiO2/聚酰胺网超疏水复合材料沿面闪络特性研究

绝缘材料的沿面闪络特性受许多因素的影响,如表面粗糙度、纳米填料和化学官能团。本研究以聚酰胺网为支架,以疏水纳米二氧化硅颗粒为改性材料,基于溶解和再凝固的处理方法,将纳米填料嵌入聚酰胺网中。通过改变网孔尺寸确定微观结构,利用氟化纳米颗粒改变复合表面化学基团。研究了微结构/纳米填料对沿面闪络的耦合效应,同时赋予了材料超疏水...     

输电线路绝缘子湿增长覆冰特性及防冰涂料试验研究

输电线路覆冰问题威胁着电力系统的安全运行.由于缺乏有效的防覆冰手段,覆冰事故时有发生.鉴于此,介绍了清华大学在人工覆冰试验方法的自然等效性和绝缘子防覆冰涂料方面的相关研究工作.现有人工气候室试验方法和相关标准主要采用覆冰厚度和形态等参数去模拟自然覆冰形态,该研究则采用从覆冰速度上模拟自然覆冰环境的方法,通过选择覆冰水滴...     

复合绝缘子沿面电晕放电特性的试验研究

为了研究复合绝缘子沿面电晕放电状况,以110kV复合绝缘子为试验对象,利用一种基于光电倍增管的紫外电晕检测装置来测量绝缘子电晕产生的紫外光,探讨复合绝缘子沿面电晕放电发展和分布特征。通过逐步升高施加电压的试验方法,检测得到复合绝缘子在不同表面条件下(干燥、清洁、潮湿、染污)沿面电晕放电发展和分布状况的脉冲量化特征数据。测量结果表明:当电压升高时,表面干燥条件下的复合绝缘子电晕放电沿串长发展和分布,而表面潮湿条件下的复合绝缘子电晕放电随机性较大。电晕紫外光脉冲个数以及脉冲平均峰值可以用作检测电晕放电的特征参数,以判定复合绝缘子电晕放电状态。     

超疏水绝缘涂层在直流电场下的积污特性和闪络特性研究

超疏水绝缘涂层具有优异的自洁性、憎水性和电气绝缘特性,在减少直流输电线路绝缘子积污、降低污闪发生概率等方面有良好的应用前景。在直流电场下对比研究了超疏水绝缘涂层与玻璃、室温硫化硅橡胶(Room Temperature Vulcanized Silicon Rubber,RTV)涂层的积污特性和闪络特性。试验结果为:超疏水绝缘涂层的积污量最小,玻璃和RTV涂层的积污量分别是超疏水绝缘涂层的1.25倍和1.66倍;在超声水雾环境的直流闪络试验中,洁净条件下的超疏水绝缘涂层和RTV涂层的闪络电压相当,均约为玻璃涂层的1.7倍;与洁净状态相比,经过积污的超疏水绝缘涂层试品的闪络电压几乎不变,而RTV涂层的闪络电压值却下降了29.8%,即使经过96 h迁移后该值仍下降了15.1%。试验结果表明,超疏水绝缘涂层具有优异的防污闪性能,在直流外绝缘领域具有较大应用潜力。