合成绝缘子的脉冲电流特性的研究

合成绝缘子在线检测方法的研究对于提高电力系统运行的安全可靠性具有十分重要的意义。利用脉冲电流法检测系统对合成绝缘子在不同电压下的脉冲电流特性进行了研究。介绍了脉冲电流法的检测系统的组成,采用加高电压模拟老化的方法对合成绝缘子的脉冲电流特性进行了研究,实验结果表明合成绝缘子局放脉冲主要出现在工频相位的70°~140°和250°~330°之间,且随着合成绝缘子老化程度的加深脉冲电流的幅值、脉冲个数和产生相位的范围都增大。     

环氧绝缘内部气隙局部放电超声信号特性分析

建立了1套超声波法测量局部放电的试验系统,模拟了GIS环氧绝缘子内部扁平气隙放电,采用脉冲电流法和超声法对局部放电进行了测量和相互验证,分析了气隙缺陷的尺寸和施加电压变化对局放信号特性的影响。试验结果表明,超声法和脉冲电流法检测的结果均呈现出相似的、典型的PRPD(局放信号相位分布)谱图,并且由于施加电压增加,超声波信号幅值随着放电量的增大而增大,气隙缺陷的尺寸越大,则产生的初始放电量越大。研究结果为通过超声波法测量研究环氧介质内部放电特性提供了试验依据。     

GIS绝缘子局部放电高灵敏测量方法及应用

局部放电脉冲电流法是检测和研究气体绝缘开关设备(gasinsulatedswitchgear,GIS)绝缘子绝缘缺陷必不可少的试验方法,但近年来研究和实践发现,常规脉冲电流法对GIS绝缘子表面局部放电存在识别灵敏度不足的问题,亟需进一步提升脉冲电流法的局部放电识别灵敏度。为此,首先分析常规脉冲电流法局放识别灵敏度难以提升的原因,并针对其不足,提出脉冲电流分布测量法;其次,在实验室建立了灵敏度达0.02pC的126kV GIS绝缘子局部放电高灵敏综合测量系统,通过对比脉冲电流分布测量法、特高频法、光测法的测量结果,验证了脉冲电流分布测量法的局放识别灵敏度,并解释了GIS绝缘子表面微金属颗粒局部放电呈现偶发特性的原因;最后,将脉冲电流分布测量法应用在252kV绝缘子局放出厂试验中,局放识别灵敏度可达0.05pC。     

基于不同放电模型的变压器局部放电光学特性研究

基于建立的真实变压器故障模型模拟变压器内部不同放电类型,同时为捕捉局部放电时的光学效应,建立基于光学传感器的局部放电光局放检测系统。研究中通过外施电压对沿面放电和悬浮放电缺陷模型进行加压产生局部放电信号,研究结果表明:局部放电的光学信号能够有效反应变压器内部局部放电的产生和发展过程。放电图谱中放电点的密集度,可直观评估放电的强烈程度。当放电趋于稳定时,沿面放电点的光学放电信号相位主要分布在60°~150°和240°~330°之间,悬浮放电点相位主要集中在260°~320°之间,根据光局放信号的相位特性,可以明确区分变压器内部的沿面放电和悬浮放电现象,为变压器光局放检测技术的应用奠定了基础。     

GIS局部放电常规检测和超声波检测方法的应用比较

介绍了几种GIS局部放电常用的检测技术,并应用常规脉冲电流检测法和超声波检测法对模拟的GIS运行中常见的几种典型缺陷,包括带电导体上尖端、壳体内壁上尖端、自由金属颗粒、悬浮电位、绝缘子内气泡以及黏附在绝缘子表面的金属颗粒等进行了检测。再通过对测试系统记录的放电脉冲和超声波脉冲的相位分布比较、不同缺陷在一定电压下的脉冲放电量大小比较,以及不同缺陷超声波脉冲有效值和周期峰值的特征和大小比较,总结得到在上述各种典型绝缘缺陷情况下,应用这两种检测方法所得波形和信号的主要特征,为超声波局部放电检测技术在GIS现场交流耐压试验和运行阶段的有效应用提供参考。     

交流与操作冲击叠加电压下SF_6气体中沿面局部放电特性

高压电气设备在遭受过电压侵袭时绝缘将同时承受运行电压与过电压的共同作用,严重威胁设备的运行安全。考虑与实际工程背景相切合,该文设计了一套冲击叠加相位可控的交流与冲击叠加试验系统,对工频交流与标准操作冲击叠加电压下SF_6气体中沿面局部放电特性进行了研究分析。当交流电压分别为试品的90%局部放电起始电压(PDIV)与110%PDIV时,在工频相位0°～360°,以45°为步长叠加峰值为两倍交流PDIV的操作冲击。试验结果表明,冲击叠加相位对交流电压下沿面局部放电特性影响显著。当在工频相位45°～135°之间叠加冲击时,冲击过后交流电压下的局部放电被激发或得到增强,而在其他相位叠加冲击时对交流电压下的局放无明显影响。冲击对交流局放的影响具有明显的极性效应,冲击过后仅交流电压负半周发生明显放电或放电得到增强,而对正半周的局放无激发或促进作用。冲击对交流下局放的影响与交流电压的幅值相关,交流电压幅值越高,在相同相位叠加冲击时所激发的局放幅值与次数越大。     

合成绝缘子在线检测方法的现状与发展

概述了合成绝缘子在线检测技术的研究现状;介绍分析了电场测量、泄漏电流、脉冲电流法等各种检测方法的原理、应用方案及优缺点;着重论述了应用脉冲电流法在线检测合成绝缘子时需要解决的问题及相应的可行方案;展望了合成绝缘子在线检测方法的发展趋势。     

基于紫外脉冲法的非接触式低值(零值)绝缘子在线监测系统

目前低值(零值)绝缘子检测手段主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法及超声波法等,但均有一定的不足.文中提出了全新的紫外脉冲法:当线路上存在低值绝缘子时会造成绝缘子串电压分布改变,从而使绝缘子串的放电脉冲数目增加,并引起放电紫外光脉冲的相应变化.在线路杆塔上加装根据文中方法研制的监测装置,对绝缘子串放电脉冲引起的紫外光的185 nm～260 nm(日盲区)部分进行连续在线监测,分析紫外脉冲的变化,可以发现低值(零值)绝缘子.由紫外脉冲法构成的绝缘子监测系统,不需和绝缘子接触,检测距离可以远达4 m以上,适用于线路绝缘子在线监测.文中方法经过了110 kV线路的实验验证,证实了检测效果.     

利用非线性动力学研究覆冰绝缘子表面泄漏脉冲电流

笔者通过研究常温下,覆冰绝缘子各融冰阶段不同交流电压等级下表面临闪泄漏脉冲电流时域波形的变化规律,利用非线性动力学理论分析了各阶段泄漏脉冲波形的非线性特性,通过比较波形的最大幅值变化和Lyapunov指数(LE),得出了融冰过程绝缘子表面泄漏脉冲的变化特性,结果表明,不同融冰阶段及其不同电压等级下的泄漏放电脉冲波形具有不同的非线性特性,因此可为覆冰绝缘子的故障监测提供新的诊断方法。     

风电场高压电缆局放在线监测系统及去噪方法研究

鉴于风电场高压电缆绝缘故障易导致机组停运,研制了基于脉冲电流法的风电场高压电缆局放在线监测系统。构建了系统的硬件平台,阐述了系统的监测原理,并设计了提高局放在线监测灵敏度及安全性的系统构架方法。针对局放在线监测中电磁干扰难以消除的技术难题,提出了基于时域波形分析的局放脉冲辨识方法,通过简单的时域分析,即可实现放电脉冲的辨识,最后给出了系统在某风电场应用效果。实践证明,该系统及脉冲辨识方法具有较强的实用价值。     

硅橡胶复合绝缘子运行寿命的试验研究

为评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全寿命,提高供电可靠性,从上海电网中实际运行的线路上,选取运行年限>10a的110kV硅橡胶复合绝缘子作为试验研究样品绝缘子,通过对其表面特性及工频和冲击电压的试验研究,并辅助硅橡胶材料的微观试验,分析和探讨硅橡胶复合绝缘子运行寿命特性、电气和机械性能的综合因子老化规律,评估运行中硅橡胶复合绝缘子安全运行状态。研究结果表明:在硅橡胶材料表面特性正常的情况下,其工频和冲击电压试验的干、湿闪电压较接近并与外绝缘结构有关;当硅橡胶材料表面特性老化时,其干、湿闪络电压出现差值,表现出与材料表面特性有关。     

交直流电压下绝缘子放电紫外脉冲与泄漏电流对比分析

绝缘子污闪是威胁电力系统安全可靠运行的主要因素之一,如何有效检测绝缘子污秽状态成为污闪防治的关键。本文基于搭建的污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统,利用人工气雾室开展了不同污秽分布与空气湿度下陶瓷绝缘子放电紫外脉冲检测与泄漏电流对比实验研究。实验结果表明:直流电压下,不同污秽分布与空气湿度下绝缘子放电紫外脉冲数与泄漏电流具有相似的规律,可采用绝缘子放电紫外脉冲数替代泄漏电流检测污秽绝缘子,实现绝缘子污秽状态的非接触检测与评估;交流电压下,不同污秽分布绝缘子放电紫外脉冲数区别不大,难以通过紫外脉冲检测实现不同污秽分布绝缘子的区分。研究工作为输电线路绝缘子污秽状态非接触检测与评估提供了参考。     

复合绝缘子导通性缺陷对带电作业安全距离影响

长期运行的复合绝缘子容易出现老化、破损及芯棒碳化等缺陷,对其附近开展带电作业造成安全隐患。以500 kV 线路I串复合绝缘子为例,通过开展复合绝缘子不同导通性缺陷条件下间隙操作冲击放电试验,获得了相应工况下的放电特性,并结合带电作业绝缘配合方法,确定了500 kV 输电线路I型复合绝缘子导通性缺陷的位置及尺寸限制要求。试验研究结果表明,复合绝缘子导通性缺陷存在于高压端位置时,带电作业间隙的操作冲击放电电压更低,对带电作业的安全影响更大;为保证带电作业安全开展,当复合绝缘子高压端存在导通性缺陷时,绝缘子高压端允许最大导通性缺陷长度为0.7 m;当复合绝缘子中部存在导通性缺陷时,缺陷位于距离高压端约1/4串长处放电电压最低,允许绝缘子最大导通性缺陷长度为0.9 m。确定的复合绝缘子导通性缺陷位置及尺寸限制要求,可为输电线路复合绝缘子开展带电安全检修作业提供技术支撑,可指导带电作业前复合绝缘子的安全性检测工作。     

冲击电压下典型局部放电信号的光电检测系统

脉冲高压下测量设备的局部放电是一种校验高压电气设备在冲击电压作用下绝缘性能与设备老化的有效方法。检测局部放电对于及时发现设备故障隐患、确保安全运行具有重要的实际意义。搭建了油纸绝缘气隙模型,利用光电检测方法,实现在高压端测量冲击电压下的局部放电,具有较高的响应特性。在试样高压端串入采样电阻,通过光学元件将采样电阻上的电流信号转换为光信号进行传输,降低了空间电磁干扰的影响,最后通过光电转换装置实现电流信号的采集。实验结果表明随着电压的升高,局部放电强度愈发剧烈,验证了光电检测方法在冲击电压下检测局部放电的可行性。     

基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态监测

为及时监测绝缘子的污秽状态,根据绝缘子污秽程度与放电脉冲的关系和绝缘子放电时紫外脉冲的特性,提出了一种基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态在线监测技术,通过绝缘子放电强度和次数的变化判断绝缘子污秽程度。110kV线路试验的结果表明,在线监测表面放电时的紫外脉冲可监测绝缘子的污秽状态,且不需接触绝缘子,与绝缘子的距离可以达到4m。     

转轮法试验中复合绝缘子放电现象及泄漏电流特征分析

为明确复合绝缘子转轮法试验中放电现象及泄漏电流与其老化程度的对应关系,利用自主研制的复合绝缘子转轮老化试验装置对8支"R配方"的复合绝缘子短样进行了30 000转老化试验。通过监测老化过程中绝缘子表面放电现象及泄漏电流变化,总结出绝缘子表面放电现象及泄漏电流波形变化大致可分成均匀烘干、干带电弧、零星放电和微弱放电这4个阶段。分析了这4个阶段放电特征和泄漏电流波形特征,发现泄漏电流幅值、3次谐波和5次谐波的变化规律同绝缘子的老化程度有一定的对应关系,对辨识转轮试验中复合绝缘子表面的老化程度有一定的参考价值。     

用脉冲电流法判定线路绝缘子污秽程度

根据运行中污秽绝缘子产生泄漏脉冲电流的原理,提出了用脉冲电流法判定线路绝缘子污秽程度的方法。据此研制的装置用高速采样系统确定电流脉冲个数和幅值,计及线路状况及大气环境等因素后综合处理,判定绝缘子污秽程度。该法使用简便,可在线监测线路绝缘子的污秽程度和清扫质量,为状态检修提供了科学依据。     

基于介质损耗分析研究变频电机绝缘老化特性

变频牵引调速电机匝间绝缘承受来自逆变器的连续高压脉冲方波的作用,其老化机理与工频正弦电压作用下具有很大差异。笔者通过采用两种电压源对模拟变频电机匝间绝缘和对地绝缘的绞线对试样进行老化试验,测量了tanδ随老化时间的变化趋势,分析了电压形式对匝间绝缘和对地绝缘介质损耗产生和发展的作用机理。试验结果表明:脉冲电压下,匝间绝缘内部有放电发生时,放电与空间电荷协同作用使绝缘缺陷迅速增多;无放电时空间电荷反复注入和抽出造成绝缘损伤。交流电压下绝缘介质发热主要由局部放电造成,而脉冲电压下主要是由空间电荷所导致。对地绝缘由于其绝缘结构,呈现槽放电现象,空间电荷的引入大大加速了绝缘的老化。     

不同运行年限的复合绝缘子电气和机械性能

为研究运行年份不等的66kV复合绝缘子的电气和机械性能,抽取了已运行不同年份的19支复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和复合绝缘子拉力机对其进行自然污秽工频闪络试验、人工污秽工频闪络试验、50%雷电冲击闪络试验、50%机械负荷耐受试验、机械破坏负荷试验。结果表明:其电气性能仍然较好,污闪和雷击闪络电压随着绝缘子结构高度增大而增大,与运行时间无关;机械性能具有一定分散性,早期楔式结构的复合绝缘子的机械性能有所下降。建议有关部门加强对早期复合绝缘子的机械性能的检测。