等值盐密现场测量方法的研究

介绍了通过湿润绝缘子表面污秽测量表面电导进而求出等值盐密的现场测量方法,设计了大小两种测量探头,确定了测量系统电源特征参数和污秽湿润的方法。并将这种测量方法与传统方法进行了比较,实测结果验证了现场测量方法的可行性,从而为今后现场等值盐密测量奠定了基础。     

绝缘子表面局部等值盐密测量方法

绝缘子等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)是描述绝缘子表面污秽度的重要参数,但其不能用于测量自然条件下绝缘子表面污秽随时间的变化情况,也很难测量污秽在绝缘子表面的分布情况。为研究绝缘子的积污规律,提出了一种绝缘子局部等值盐密(partial equivalent salt deposit density,PESDD)的测量方法,并设计了一种测量PESDD的装置。利用抗干扰能力强的双圆柱结构电极探头,通过控制测试时的用水量以及提高测试用水的初始温度,实现对绝缘子表面PESDD的准确测量,并在此基础上,给出PESDD与ESDD的对应关系。自然污秽绝缘子的试验结果证实了所提PESDD测量方法的有效性以及在现场应用的可行性。     

自然积污绝缘子串等值盐密简化测量方法的有效性

以输电线路挂网运行的110 kV及220 kV自然积污悬式绝缘子串为研究对象,基于每片绝缘子的等值附盐密度(ESDD)测试结果,对自然积污绝缘子串污秽度的简化测量方法进行了研究,分析了不同测量方法的污秽度测试结果差异。结果表明:对于110 kV绝缘子串,取上、下各1片,上、中、下各1片,上、下各2片绝缘子ESDD均值作为整串绝缘子ESDD均值,其差异不大,偏差约为5%。对于220 kV绝缘子串,取上、中、下各1片绝缘子ESDD均值作为整串绝缘子ESDD均值,偏差较大;为准确表征220 kV绝缘子串的污秽度,建议取上、中、下各3片或每隔1片取1片绝缘子ESDD的均值。     

绝缘子等值盐密的组合预测模型

等值盐密(ESDD)是确定绝缘子污染程度的最重要的参数。为此,在泄漏电流监测试验、人工污秽试验与自然积污试验基础上,建立了2种不同的等值盐密预测模型来确定绝缘子表面污秽度和其趋势。第1种模型是基于泄漏电流监测的预测模型,第2种模型是通过对等值盐密数据特性分析,建立的基于非线性时间序列的预测模型,并建立了由2个模型组合而成的组合预测模型。将预测结果与试验数据对比,结果表明:通过单一模型自身修正难以进一步提高等值盐密预测精度。将第2种模型作为第1种模型的修正模型,将2种预测模型结合使用,通过适当选择修正模型的修正系数,可有效提高组合预测模型的预测精度,使ESDD预测结果对电力系统实际工程中的绝缘子防污工作具有更为有效的指导意义。     

自然积污绝缘子等值盐密的累积规律

通过实测分析挂网运行的输电线路绝缘子表面等值盐密(ESDD),利用数据拟合分析其累积规律.结果表明:自然污染条件下,绝缘子表面ESDD随着积污时间的增加而增大;绝缘子经过长期的自然积污后,表面ESDD趋于稳定,积污量达到饱和;ESDD随积污时间的增加按负指数函数增加;绝缘子的积污时间常数τ为39.421～ 44.262...     

雾霾参数对绝缘表面等值盐密的影响

雾霾环境中的输变电设备外绝缘积污规律有其特殊性,为了研究雾霾持续时间与雾霾成分对外绝缘积污的影响,用硅橡胶试片与XP-70绝缘子进行模拟积污试验。试验结果表明:试片在雾霾环境中的积污速率快且难以达到饱和,悬浮颗粒物的沉降对积污起主要作用;绝缘子在雾霾环境中的积污速率较快且迅速达到饱和,悬浮颗粒物的扩散与粘附对积污起主要作用。此外,增加雾电导率以及霾成分中含有的可溶且能电离的物质有利于积污的增加。通过预涂高岭土与不预涂高岭土的绝缘子对比积污试验,发现雾霾时绝缘子表面的初始灰密对绝缘子等值盐密的增长有微弱影响。     

基于等值盐密修正的绝缘子闪络电压计算

绝缘子表面污秽成分复杂多样,对于可溶污秽成分,Ca SO4与Na Cl所占的比重最大。目前对于绝缘子闪络电压的估算依然基于等值盐密(ESDD)的负幂指数函数,未考虑其他导电污秽成分对等值盐密贡献的差异。然而硫酸钙本身是弱电解质,溶解度较低,对闪络电压影响显著。为此用硫酸钙和氯化钠模拟可溶物,开展了XP-160绝缘子7片串的交流污闪试验,获取闪络电压值;继而用电导率仪器分别测得了氯化钠和硫酸钙溶液的电导率曲线,计算了硫酸钙对等值盐密的贡献;最后对比分析了两种方式下绝缘子串的闪络电压的计算修正,其中第2种方法考虑了绝缘子的饱和附水量。研究结果表明,运用电导率的等价折算,从而求得混合污秽成分对等值盐密的贡献,最后计算得出的闪络电压值与实测值误差很大;而考虑到饱和附水量计算ESDD然后求得污闪电压,可以使误差降到10%左右,但是仍有不足;在进行混合污秽成分下的闪络电压修正时,仅考虑电导率是不够的。该研究在一定程度上解释了不同污秽成分对绝缘子交流污闪特性的影响,并且为混合污秽成分下绝缘子串闪络电压的修正方法提供参考。     

硫酸钙对等值盐密贡献的定量分析与验证

定量计算了CaSO4对等值盐密(ESDD)的贡献,并通过比较闪络电压Uf的实测值与计算值给出了间接验 证。结果表明,CaSO4对X-4.5型绝缘子实际盐密的贡献值≤9.4μg/cm2,其表观盐密数值范围是0～0.31mg/ cm2。污秽中w(CaSO4)>18.32mg时表观盐密高于实际盐密。用实际盐密修正表观盐密可使Uf的计算值与实 测值基本吻合。用NaCl和CaSO4混合盐进行的人工污秽试验表明,Uf随混合盐中w(CaSO4)增加而升高的主要 原因是实际盐密随着w(CaSO4)增加而下降。自然污秽绝缘子Uf高于人工污秽的重要原因是其w(CaSO4)高,使 实际盐密显著小于表观盐密。该结果可供用光纤传感器和光谱法测量盐密时参考。     

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。     

基于模糊输出BP神经网络的绝缘子等值盐密预测

等值盐密法是衡量绝缘子污秽状态常用的方法,但是,它却不能实时地对污秽状态进行评估。首先对3种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录其在运行电压作用下、不同等值盐密、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析;采用神经网络和模糊数学结合的方法,建立了不同湿度下泄漏电流和等值盐密的关系。选取了具有模糊输出的多层BP神经网络,使用Levenberg-Marquardt快速学习算法对存文建立的模糊输出神经网络进行了训练。最后,利用部分试验数据进行验证。结果表明,使用该方法能够较准确地预测绝缘子的等值盐密。     

基于微波辐射理论的绝缘子污秽等值盐密/灰密检测模型

用微波辐射计测量绝缘子污秽表面亮度温度,从而可获得污秽的辐射能量特性。提出用亮度温度计算绝缘子污秽等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)、等值附灰密度(non-soluble deposit density,NSDD)的检测模型以及盐密和灰密乘积形式的检测模型。在不同测量角度下,研究干燥(相对湿度20%)和湿润(表面形成水膜)条件下,ESDD和NSDD与天线温度的关系,同时研究天线温度与环境温度及湿度的关系,并分析湿度对模型参数的影响。结果表明:ESDD和NSDD对天线温度的影响是独立的,通过测量天线温度可以同时测定ESDD和NSDD。     

直流线路绝缘子串自然污秽盐密测量方法

通过统计分析天广直流线路绝缘子自然污秽盐密测量数据 ,提出以上、中、下 3～ 4片的盐密平均值作为整串平均值 (其盐密和灰密的偏差 <2 0 %的概率分别 >90 %和80 % )的观点 ,在技术经济上较为合理。     

污秽等值盐密的测量及影响其准确度的因素

等值盐密是我国用于衡量绝缘污秽程度的重要特征量，本文略述其应用的历史，对其测量中影响准确度的因素详细讨论。     

绝缘子的积污规律及等值盐密量的测量问题

通过采用测量绝缘子等值盐密量的方法,对影响绝缘子积污量的各因素进行分析研究,得出了电压等级的高低和绝缘子结构型式对积污量影响较大、风向对积污量影响较小等结论,为现场防污工作提供了有价值的参考资料,提高了防污工作的有效性和可靠性。     

污闪电压与等值盐密理论关系式的推导与应用

基于局部电弧—剩余污层串联模型及相关结果,利用假设条件和相关参数间的关系,导出了污闪电压与等值盐密及其它多个参数间的理论关系式,该式表明污闪电压与等值盐密是幂函数关系,其中系数 K受多个参数影响,而指数P只与电弧常数n 有关。应用该式表达和解释了若干实验结果,给出了通过 P计算n 的方法。该理论式可用于污闪问题的分析研究。     

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。     

基于模糊输出BP神经网络的绝缘子等值盐密参预测

等值盐密法是衡量绝缘子污秽状态常用的方法,但是,它却不能实时地对污秽状态进行评估.首先对3种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录其在运行电压作用下、不同等值盐密、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析;采用神经网络和模糊数学结合的方法,建立了不同湿度下泄漏电流和等值盐密的关系.选取了具有模糊输出的多层BP神经网络,使用Levenberg-Marquardt快速学习算法对存文建立的模糊输出神经网络进行了训练.最后,利用部分试验数据进行验证.结果表明,使用该方法能够较准确地预测绝缘子的等值盐密.