机器人电场法检测绝缘子的影响因素分析

机器人检测输电线路绝缘子,可大幅降低人工劳动强度,提高检测效率和质量,特别适用于超高压、特高压线路的长绝缘子串。以某500 kV线路双联双伞型绝缘子串为研究对象,基于有限元方法仿真研究双联型绝缘子串上的电场分布特性,研究了电场分量、电场传感器相对于双联绝缘子串和机器人的方位、电场传感器与绝缘子串的距离对零值绝缘子检测灵敏度的影响,以及一串绝缘子串中零值绝缘子对另一串绝缘子检测结果的影响。研究结果表明,选用轴向电场、传感器位于机器人对面并且距机器人轴向距离大于1片绝缘子,将取得最高检测率灵敏度;传感器应尽量靠近绝缘子伞裙,两者间的距离要控制在10 cm以内;双联串绝缘子相互不影响检测结果。     

500kV输电线路中低零值绝缘子对长串绝缘子电位和电场分布的影响

应用有限元软件Ansys分析了500 kV输电线路中零值和低值绝缘子及其位置、片数不同对整串绝缘子电位和电场分布的影响。结果表明:零值绝缘子比低值绝缘子对绝缘子串的影响要大,离劣化绝缘子越近电压和电场的影响越大;劣化绝缘子位于导线端和横担端对绝缘子串电压和场强的影响,比位于中部的影响大;多片劣化绝缘子连续分布比不连续分布对绝缘子串电压和场强的影响大;按在线测量分布电压法来检测劣化绝缘子,此方法的误判率和漏检率都很高。     

增爬裙安装位置对支柱绝缘子闪络特性的影响

增爬裙可以改善支柱绝缘子表面材质特性及伞形结构,从而被广泛使用。而目前的研究少有提及增爬裙安装位置对绝缘子电气特性的影响,使得变电站支柱绝缘子在增爬裙的安装运用方面缺乏一定的理论依据。以ZSW-110型典型支柱瓷绝缘子为对象,首先运用有限元电场仿真软件建立绝缘子仿真模型,分析了支柱绝缘子沿面电场在不同增爬裙安装位置下的特性,继而利用人工雾室开展了污闪特性试验,对比了不同增爬裙安装位置下的支柱绝缘子闪络特性。研究结果表明:增爬裙对绝缘子沿面电场分布有显著影响,且其安装在顶部高压端时,绝缘子伞裙沿面电场的畸变程度最严重,当安装增爬裙于绝缘子中部或者底端时,增爬裙对绝缘子电场畸变的影响程度较小;加装增爬裙后绝缘子的闪络电压可提高22%左右,工程中尽量将增爬裙安装在支柱绝缘子中间或者下部。研究结果对外绝缘配置以及防污闪措施的选择有一定的指导意义。     

1000kV输电线路玻璃绝缘子串均压环优化设计

控制绝缘子串电场强度及电位分布是保证线路绝缘子运行可靠性的关键问题。为控制绝缘子串表面和高压端金具电场强度,采用有限元法,对玻璃绝缘子串电场强度及电位分布进行计算。基于控制变量法,研究了大小均压环的安装位置、环径及管径对电场强度的影响,从控制电场的角度得到大小均压环的合理参数。计算结果表明:加设大小均压环的前1/10长度玻璃绝缘子串承担电压比例由44.6%降至28.8%,下降百分比为48.86%;均压环、玻璃绝缘子及高压端金具表面最大电场强度分别为6.4 kV/cm、4.6 kV/cm、4.2 kV/cm远小于空气击穿场强。     

基于电场分布测量法的输电线路 劣化绝缘子检测研究

为实现劣化绝缘子快速、智能化检测,降低输电线路的事故隐患,本文基于电场分布测量法原理设计了一种操作简便、成本低廉、适用性强的绝缘子带电检测装置。通过ANSYS有限元软件仿真计算了检测装置自身、劣化绝缘子位置和缺陷类型对绝缘子串电场分布的影响,并利用"相邻作差法"进一步处理电场畸变数据。仿真结果显示,检测装置的存在不影响对绝缘子的电场分布趋势。最后现场试验表明,该检测设备能在绝缘子串上平滑轻巧地移动,对低(零)值瓷绝缘子及复合绝缘子芯棒导通缺陷均能有效识别,能提高输电线路劣化绝缘子的检测效率。     

500kV棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断的预防措施

对500kV复合绝缘子芯棒脆断事故的发生原因进行了分析,指出芯棒断裂是由于绝缘子电压分布严重不均及均压环设计、安装不规范引起导线端电场畸变所致。通过对原线路双联悬垂复合绝缘子下垂式线夹挂点进行"八"字形改造;利用下垂式线夹缩短的距离在导线侧增挂玻璃绝缘子;新建线路采用特制复合绝缘子与玻璃绝缘子组合方式,使复合绝缘子均压环,接头连接处远离高压端,改善了复合绝缘子的电场分布,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,避免了棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断,取得了良好的效果。     

500kV复合绝缘子串并联间隙结构优化研究

运行经验和试验结果表明,现有规程推荐尺寸的并联间隙存在保护失效的情况。提出一种新型的500kV复合绝缘子串并联间隙,采用单球拍-半跑道形状,XC为700 mm,XP为700 mm。经过高压试验,验证了新型并联间隙接闪雷电和转移疏导电弧的能力;采用ANSYS仿真软件,研究了装设新型并联间隙时绝缘子串表面的电场分布;经过对比和优化,提出采用加装均压环的方式,即在高压端加装一个椭圆形均压环和一个圆形均压环,在低压端加装圆形均压环,提升新型并联间隙均匀电场的能力。     

330kV线路复合绝缘子电位和电场分布的有限元计算

应用有限元法计算分析了330kV输电线路复合绝缘子干燥洁净状态下的电位和电场分布,讨论了杆塔和导线对绝缘子串的电位和电场分布的影响。计算结果表明,绝缘子串中靠近导线侧和高压侧10%的部分电场畸变严重,高压导线的存在使绝缘子电位分布相对均匀。杆塔对高压侧场强影响更显著,“有杆塔和导线”时高压侧最大场强相对“有杆塔无导线”时高压侧最大场强降低了60%左右。     

500kV交流线路并联间隙电场分布和电极结构优化

并联间隙装置能保护绝缘子免受工频电弧的灼烧损坏,降低输电线路的雷击事故率,对于高压输电线路防雷保护具有重要意义,但目前并联间隙在500kV输电线路应用较少。因此利用有限元法分析,建立双回单联I型串输电线路三维静电场模型,计算新型环形组合电极结构对绝缘子串电场影响,通过比较绝缘子串及电极表面电场值,与并联间隙导则安装的电极结构进行对比。在此基础上,对新型电极结构下的绝缘子端部电场进行优化。计算结果表明,新型并联间隙电极未加装均压环时,表面最大场强值较按导则安装的电极结构好;在加装均压环后,绝缘子低压端护套最大场强为3.87kV/cm,高压端护套最大场强为5.73kV/cm,均降低至6kV/cm以下。给出了一种较优的结构尺寸参数,对并联间隙电极设计和应用具有一定指导意义。     

交流悬式复合绝缘子内部缺陷对电场的影响

利用有限元分析软件Ansoft Maxwell,采用复介电常数法,对220 k V复合绝缘子芯棒出现导电通道缺陷后的绝缘子沿串轴向电场进行了仿真分析,并进行了试验验证,结果表明:当导电通道缺陷与高压端相连时,电场检测法可以检测出导电通道的长度;对于悬浮导电通道缺陷,电场测量法只能判断缺陷的存在,不能确定缺陷的长度,电场畸变量曲线能更直观地反映出缺陷的存在;导电通道电导率小于10 S/m时,很难通过电场法检测到缺陷的存在。     

安装增爬裙对支柱绝缘子电气性能的影响研究

目前对支柱绝缘子增爬裙安装位置以及大小尺寸尚未有统一认识,现有的研究中报道较少,使得目前变电站绝缘子增爬裙的运用缺乏系统的理论支撑。以ZSW-110型瓷支柱绝缘子为对象,运用仿真软件建立了其真实模型,分析了增爬裙安装位置和伞径对绝缘子表面电场的影响,研究结果表明:安装增爬裙会加重绝缘子表面电场的畸变,且增爬裙安装在靠近电场较高的高压端时,绝缘子的电场分布畸变最为严重,而增爬裙安置在中间或者下端对绝缘子电场的影响很小;增爬裙直径不同会对支柱绝缘子的电位分布造成一定影响,且增大增爬裙的尺寸能够降低绝缘子伞裙的最大场强。研究结果对外绝缘配置以及防污闪措施的选择有一定的指导意义。     

超高压线路不同电解质材料绝缘子串组合技术的研究与应用

通过仿真理论计算、实验室真型电气试验研究和运行线路上实测各类不同型式的玻璃、复合绝缘子组合串的电位分布值,优化比较后推荐出500kV线路悬垂串采用横担端1片、导线端6片盘径Φ360mm、结构高度170mm、爬电距离550mm的大盘径标准型或550mm爬距的钟罩防污型玻璃绝缘子,中间配相应长度的复合绝缘子和上扛式悬垂线夹的组合方式,计算和试验表明,该组合方式的复合绝缘子导线端电位分布由原纯复合绝缘子时的41%降至11%,同时可取消下挂式线夹时的均压装置,运行线路上实测优化组合时的复合绝缘子导线端分布电压值在22kV以下。     

覆冰地区复合绝缘子电场分布研究

运行经验表明,复合绝缘子防冰闪能力较差,而绝缘子闪络与其空间电场分布密切相关。为了对覆冰地区复合绝缘子电位电场分布进行深入研究,借助于有限元软件,参考试验数据建立220 kV覆冰复合绝缘子模型,对不同覆冰情况下的电场分布进行仿真计算。结果表明,由于冰棱的存在,大伞间气隙处电场强度畸变严重,沿大伞冰棱表面的轴向路径最易发生闪络;绝缘子大伞间隙长度对冰闪电压有较大影响,通过改变绝缘子伞裙结构参数分析电场变化,并给出高压端大伞间隙推荐长度。     

护套破损及污秽对35 kV复合绝缘子电场影响的仿真研究

复合绝缘子被广泛应用于输电线路中,在长期高温、盐雾、鸟啄等工况下,会产生护套破损及表面污秽等缺陷,威胁电力系统正常运行。本研究基于FXBW4-35/70棒形悬式复合绝缘子,仿真分析了不同破损位置、长度、宽度、深度及表面存在污秽情况下的电场分布特征,结果表明：低压侧护套破损时场强畸变严重,达到2.11 kV/cm;随着高压侧护套破损长度及宽度增加,破损处最大场强畸变率分别为27%及84%;破损处场强随破损深度增大而升高,最严重时场强畸变率可达70%;湿污会进一步提升电场强度,其影响程度随电导率的增加而增加,0.5 S/m时破损处场强值高出正常值1.5倍,并通过实验验证了仿真结果的正确性。研究绝缘子护套破损及表面污秽情况下的电场分布特征对绝缘子绝缘状态诊断等具有重要意义。     

谐波导致复合绝缘子不明闪络机理研究

复合绝缘子耐污闪性能优异而广泛应用于电力系统中,但其不明原因闪络问题却日益严重。研究谐波与不明闪络之间的关联尤为重要。通过分析绝缘子串的等值电路,确定流过绝缘子串的电流大小与电压幅值和频率有关;针对处于谐波环境下的复合绝缘子不明闪络案例展开研究,计算发现10次谐波频率为线路的串联谐振频率,故障时刻电流频谱图也显示各谐波分量中10次谐波电流幅值最大;对故障电流进行测量,发现流过绝缘子的电流值已经超过危险区进入闪络范围;仿真验证了绝缘子串端部确实产生了谐振过电压,且由此计算得到绝缘子上的电流与测量结果一致。结果表明,谐波电流引发高频谐振过电压,导致流过绝缘子串的电流剧增,是复合绝缘子不明闪络的原因之一。     

基于大数据分类与SVDD模型的多场景500kV劣化绝缘子判定研究

正常状态下500 kV交流瓷绝缘子串在不同场景时分布电压差异较大,根据现有DL/T 487标准电压对所有场景下的绝缘子串进行劣化判定容易产生误判.随着智能运维设备的开发与应用,可为劣化绝缘子判定研究提供数据支持.为准确判定劣化绝缘子,笔者首先建立500 kV绝缘子串多场景下分布电压仿真计算模型,仿真表明塔型、相位、绝缘...     

±800kV特高压直流输电线路带电更换V型绝缘子串进出电场方式研究

±800 k V特高压直流输电线路一旦投入运行,则很难停电检修。为保证±800 k V特高压直流输电线路带电更换V型绝缘子串作业人员的安全,基于特高压直流输电线路及相应工具的实际参数,分别建立了采用软梯法和吊篮法进出电场的带电作业仿真模型。在不同的等电位作业人员与导线距离下,利用有限元法计算了不同进出电场方式的作业人员体表场强,从不同路径上作业人员体表场强大小这一角度,通过分析对比确定了基于吊篮法的进出电场方式;同时利用有限元法计算了等电位位置处作业人员体表场强,提出了带电作业人员的安全防护措施。现场应用表明:通过采用提出的进出电场方式圆满完成了带电更换特高压直流输电线路V型绝缘子串作业,可为后续特高压带电作业进出电场方式的选取提供参考。     

适于机器人的输电线路盘形瓷绝缘子检测技术研究

使用机器人检测高压输电绝缘子是解决超高压、特高压线路低零值绝缘子问题的有效手段之一。现有的低零值绝缘子带电检测方法和技术并非专为巡线机器人量身定做,可能因机器人操作与人工操作的差异而带来新的误差,严重影响检测效果,甚至得出错误诊断结果。针对机器人的运行特点,提出了基于局部电场分布特征的盘形悬式瓷绝缘子伞裙识别方法,无需在测量绝缘子电场分布的同时另外诊断电场测量装置的空间位置,解决了现有电场法检测仪器不能稳定、准确地确定被测点位置信息的缺点,并且通过仿真计算和实验室实测试验,验证了所提出方法的效果。该方法也适用于直流输电线路、复合绝缘子检测。     

复合绝缘子芯棒脆断原因分析

分析了河南省2起220kV输电线路复合绝缘子芯棒断裂掉串的原因。断串均发生在绝缘子的高压端,端口垂直于芯棒轴线,断口大部分光滑平整;产品采用内锲式连接工艺、室温硫化硅橡胶封堵和普通芯棒;发生断串的档距都接近700 m,属于大档距。结合拉力抽检实验,提出220kV以上输电线路,应采用压接式复合绝缘子,其端部采用高温硫化硅橡胶、多层密封工艺,采用耐酸芯棒;对于大跨越线路段,全部采用双悬垂串、"V"形串或"八"字形串绝缘子,并尽可能采用双独立挂点。     

加装瓷绝缘子元件对330kV耐张复合绝缘子串电场的影响分析

为提高330 kV耐张复合绝缘子串的绝缘水平,通过电场分析,对绝缘子串不安装均压环、单独安装均压环或均压屏蔽环、同时安装均压环和均压屏蔽环以及加装一片xp-100瓷绝缘子等五种情况下的电场分布做了仿真计算。结果说明,均压屏蔽环对于降低绝缘子串连接区、连接金具、均压环及导线上的电场强度有显著作用,但其自身的电场强度却无法降低。在绝缘子串下端加装一片盘型悬式瓷绝缘子可有效降低均压屏蔽环上的电场强度,有助于提高绝缘子串的绝缘水平。