绝缘子表面污层电导率的影响因素研究

绝缘子污闪造成的事故严重威胁着电力系统的安全运行。在实际运行的线路中,由于周围环境污染,积污绝缘子表面在自然雾中受潮,绝缘性能下降,易引发污闪事故。在表征绝缘子污秽度的特征量中污层电导率是一个非常好的参量,研究影响绝缘子污层电导率的因素具有重大意义。笔者以XP-70、XP-160和LXY4-160绝缘子为研究对象,通过人工污秽试验分析了不同盐密、污秽成分和绝缘子型式对污层电导率的影响。结果表明:随着盐密的增大,污层电导率也逐渐增大;当盐密一定时,污层电导率值随着污秽成分中NaCl比例的减小而减小;绝缘子的形状结构对污层电导率值几乎没有影响。     

污湿环境中合成绝缘子憎水性影响因素分析

实验并分析了污湿环境中影响合成绝缘子憎水性的各种因素。结果表明 :酸性物质对憎水性影响较小 ,碱性物质使憎水性减弱 ;污秽层附着于硅橡胶表面的时间越长则憎水性越强 ;ESDD值越高则憎水性越弱 ;NSDD对憎水性影响较小 ;合成绝缘子不明原因闪络并非污湿闪络     

用冷雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性

针对绝缘子冬季雾闪的典型气象特征,提出了一种研究复合绝缘子污闪特性的冷雾试验方法。设计了冷雾试验的温度控制方法,即试验时环境温度在-2~2℃范围内循环。根据冷雾中随着温度循环次数的增加试样的闪络电压呈"U"形分布的特征,提出冷雾中复合绝缘子污闪特性的评价方法。最后,分别利用该冷雾试验方法和传统蒸汽雾法评价了一种复合绝缘子短串试样的污秽闪络特性。试验选择一种污秽度、两种初始憎水性状态。结果表明：对于2组具有不同初始憎水性状态的污秽复合绝缘子试样,冷雾法试验结果比蒸汽雾法的试验结果分别低12.8%和25.5%,从而证实了用冷雾法研究复合绝缘子污闪特性的必要性。     

绝缘子污秽层饱和湿润影响因素研究

污秽绝缘子污闪电压与绝缘子污层湿润状况有直接的关系,IEC及中国规定人工污秽试验中污层湿润时间应控制在一定的时间范围内,然而污层的饱和湿润受到绝缘子的染污程度、雾的流量、绝缘子形状以及污层湿润时间等因素的影响,对于污层饱和湿润方面没有做深入的研究。笔者以典型悬式绝缘子为例,对人工污秽试验中污层湿润过程进行了试验研究,分析了绝缘子污秽程度、蒸汽雾流量和绝缘子型式对绝缘子污层饱和湿润的影响,并指出了各影响因素与污层饱和湿润时间之间的函数关系以及污层湿润过程所需的试验条件,试验结果对人工污秽试验具有重要的指导意义。     

蒸汽雾中悬式绝缘子表面污层饱和附水量研究

为给输电线路绝缘子自然积污污秽度测量、微溶盐对污层电导率贡献和污闪电压研究提供参考,在人工雾室内对单片悬式玻璃、瓷和复合绝缘子的表面污层饱和附水量进行了研究。分析了材质、伞形、污秽度、复合绝缘子憎水性对蒸汽雾中绝缘子的表面污层饱和附水量的影响。研究表明:绝缘子饱和附水量与绝缘子的表面积和附灰密度(NSDD)直接相关,饱和附水量与NSDD基本呈线性关系,当NSDD增大到3.0 mg/cm2时,饱和附水量趋于饱和;相同污秽度下,瓷绝缘子的饱和附水量密度约是玻璃绝缘子的1.1倍;空气动力型绝缘子饱和附水量密度分别为伞下带棱的普通和深棱型绝缘子1.1、1.2倍;复合绝缘子饱和附水量密度远大于瓷绝缘子和玻璃绝缘子,约为单伞玻璃的3.9倍,单伞瓷的3.5倍,3伞瓷的3.1倍;复合绝缘子憎水性丧失后,饱和附水量密度约降低为憎水性丧失前的2/3。研究结果可为绝缘子污秽度测量、污层电导率研究和污闪试验提供参考。     

绝缘子的饱和盐密及测试

通过绝缘子不同积污期的等值盐密测试,得出绝缘子的饱和盐密与一年积污期最大盐密的关系;通过不同型号绝缘子等值盐密测试,得出防污型绝缘子与普通型绝缘子积污盐密的换算关系.     

不同盐密、灰密下XP-160绝缘子串交流闪络特性研究

选择7片串XP-160瓷绝缘子为试品.在人工雾室研究了灰密(NSDD)和盐密(ESDD)对XP-160绝缘子污秽闪络特性的影响,分析了NSDD的影响原因,并采用2种方法对试验数据进行了分析和拟合,得到了XP-160绝缘子污闪电压Uf与ESDD和NSDD的相互关系.     

自然积污绝缘子表面污秽分布特性研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,文章通过实验方法,重点研究分析了玻璃,瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布规律,所选择的这三种绝缘子为河北保定地区输电线路上已运行多年的悬垂绝缘子,利用盐密(Equivalent Salt Deposit Density,ESDD)与灰密(Non Soluble Deposit Density,NSDD)实验测量了绝缘子串中不同片的绝缘子及同一片绝缘子的不同表面的盐密、灰密,将数据以表、图的形式进行了处理分析,得到该地区绝缘子的污秽分布规律,最后以玻璃绝缘子及瓷绝缘子为研究对象,运用ANSYS对其在不同盐密分布下的电场及电流密度进行了仿真分析。     

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。     

盐雾环境下瓷及复合绝缘子积污特性模拟研究

盐雾环境下的污秽物具有较高的可溶盐含量,可造成绝缘子绝缘性能下降,进而危及电力系统的安全运行.以XWP2-160型瓷双伞绝缘子和FXBW-110/120-2型复合绝缘子为研究对象,基于场致荷电机理,利用多物理场耦合软件COMSOL对其积污特性进行数值模拟,探索了盐密ESDD的计算方法,并验证了其合理性.利用该方法研究了盐雾环境下风速、雾滴粒径、电压类型对瓷及复合绝缘子积污特性的影响,分析了污秽沿绝缘子伞裙的分布规律.结果表明:复合绝缘子的积污量大于同条件下瓷双伞绝缘子积污量,盐雾环境频发地区可优先考虑瓷双伞绝缘子;直流电压下,瓷及复合绝缘子的积污量增长趋势均与风速、粒径呈正相关;复合绝缘子积污量沿伞裙近似呈U型分布,瓷双伞绝缘子积污量沿伞裙近似呈M型分布,且风速越大分布趋势越明显.     

汕头地区变电站支柱绝缘子自然积污特性研究

为研究变电站支柱绝缘子自然积污特性,对广东省汕头供电局辖区内13个变电站进行了4年的自然积污试验,试验所用支柱绝缘子型号为GW4-110,取样时间选择每年10月至次年4月少雨季节,分别测量各个支柱绝缘子的每一个伞裙,然后取整串绝缘子等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)和灰密(non-soluble deposit density,NSDD)的平均值作为该测量点的污秽,结果表明各测点的测试结果存在差异,同一测量点每年污秽增长不同,ESDD和NSDD相比差距较大。经过分析,得到结论:绝缘子积污与地理位置、积污时间段有关,不同积污时间段、不同测量点所测得的污秽度各有差异;不同积污期间,支柱绝缘子表面ESDD的变化波动小,比较均匀,而NSDD变化分散性大;绝缘子表面NSDD累积速度大于ESDD累积速度;汕头供电辖区变电站污秽等级主要为b级和c级;运行中应关注各测量点的污秽变化情况,随时对个别重污秽区采取应对措施。     

电气化铁路绝缘子表面污秽失水过程的阻抗特性分析

为了研究污秽绝缘子失水过程的阻抗特性,采集电气化铁路沿线污秽进行分析,结果表明,污秽含水量降低到一定程度时,污秽阻抗角呈指数增长。通过人工污秽实验研究了不同等级污秽失水过程阻抗角变化。污秽失水过程中,污染等级不同阻抗角变化不同,含水量相同时,污染等级越高,阻抗角越小;表面盐密、灰密比例相同时,等效污秽失水过程阻抗角变化曲线差异明显,阻抗角受表面盐密影响明显。电气化铁路沿线污秽的含水量减少到一定程度时,污秽阻抗角呈指数增长,阻抗幅值在一定范围内变化相对缓慢;根据实验研究,提出了利用污秽失水过程阻抗幅值与阻抗角分布规律实现绝缘子污秽监测方法,对传统的利用泄漏电流监测污秽方法进行补充。     

染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性研究

研究染污绝缘子的湿润特性对完善其污闪机制有着重要意义。基于"混流法"和"水汽平衡法"的原理设计了可以准确控制环境温、湿度的污秽试验系统和精确控制环境温、湿度与气压的小环境系统,试验结果证实了这两系统具有良好的温、湿度控制效果。以设计的污秽试验系统和小环境系统为试验平台,详细研究了环境温度、环境相对湿度、大气压、污秽物中可溶盐的成分及含量、污秽物中惰性物质的成分及含量等对玻璃、瓷绝缘子湿润特性的影响,同时研究了含有蔗糖污秽绝缘子、自然污秽绝缘子和绝缘子不同部位的湿润特性差异,并分析了其机制。研究结果表明:除了大气压外,其他因素都对染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性有明显影响。     

绝缘子自然积污饱和趋势及气象因素影响分析

绝缘子的污秽特性对电力设备外绝缘的设计、运行和维护具有重要意义。近年来,随着大气污染的加重,自然条件下绝缘子的积污特性越来越多地引起了电力工作者的关注。为此,以河南省平顶山地区开展的为期5 a的自然积污试验为基础,研究了绝缘子的自然积污特性。以不带电XP-70绝缘子作为参考绝缘子,试验得到了该地区这种绝缘子的平均年度最大盐密和绝缘子的等值盐密随时间的变化关系,并结合河南省平顶山的气象数据,分析了降雨量、降尘量和降雾日对绝缘子积污的影响,还比较了6种不同类型绝缘子的积污特性。研究表明,连续积污5 a后,绝缘子的等值盐密未达到饱和;相较降尘量和降雾日而言,降水量对绝缘子积污的影响更为明显。此外,XWP2-70和CA-160最不容易积污;结构参数相同时,瓷绝缘子比玻璃绝缘子更不容易积污。     

±500kV高肇直流线路绝缘子积污特性对比分析

为分析不同结构绝缘子在华南地区直流输电线路使用后的积污情况,在±500 kV高肇直流线路经过广东省内的轻污秽区,设置污秽测量点,对带电运行1～3 a后的不同伞形结构(三伞型和钟罩型)直流线路绝缘子的污秽度进行了测量。测量结果表明:在相似的运行环境中,三伞型绝缘子的积污程度轻于钟罩型绝缘子;耐张串绝缘子的积污程度轻于直线串绝缘子;绝缘子表面积污多年期积高于1 a期。此外,雨水对绝缘子表面污秽具有清洁作用。研究成果有助于分析广东地区(甚至整个华南地区)直流线路绝缘子的积污规律,为直流输电线污秽外绝缘的设计和绝缘子的使用提供依据。     

沿海地区与内陆地区复合支柱绝缘子直流污闪特性比较

根据沿海地区绝缘子积污测量调研的结果,以不同盐灰比模拟沿海地区和内陆地区的复合支柱绝缘子积污特性,首先测量了两类试品在试验雾室内表面电阻随时间的变化趋势,然后在昆明特高压国家工程实验室进行直流人工污秽试验,试验过程中,用紫外放电仪对两类试品的局部放电现象进行观测,统计了紫外放电光子数,同时利用高速摄像机观察试品临闪电弧的发展情况。结果表明:灰密含量高的内陆地区试品表面电阻相对沿海地区试品低;在同盐密条件下,沿海地区试品的污闪电压高于内陆地区,且随着盐密的增加,两者差异越大;灰密大的内陆试品易产生局部电弧而出现干区,出现干区后,强吸水性使干区快速再次湿润,如此反复最后闪络,因此其污闪电压低;随着试验盐密的增加,不仅进一步降低试品表面电阻,还会使灰密高的内陆试品电弧桥接现象更明显,甚至出现电弧跨接现象,爬距利用率大幅降低,造成两者污闪电压值的差异更大。     

浙西地区输电线路绝缘子串自然积污特性

选取浙西地区输电线路挂网运行的自然积污悬式绝缘子串,对自然条件下带电运行绝缘子的积污特点进行了试验研究,采用数量统计方法分析了等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD)以及灰密与等值盐密比值的分布规律。结果表明:浙西地区线路绝缘子ESDD大部分在0.05mg/cm2以下;NSDD大部分在0.10mg/cm2以下;自然积污绝缘子灰密与等值盐密比值近似服从正态分布,期望值为2.812,其95%置信区间为[2.5806,3.0435]。研究结果可为污区图修订和外绝缘选择提供参考。     

高压开关柜内支柱绝缘子污闪问题研究

通过人工染污方法制造污秽试样,并对污秽试样进行充分湿润后进行加压试验,分析不同盐密、灰密对瓷支柱绝缘子污闪电压的影响,最后基于支柱绝缘子污闪故障案例,提出防支柱绝缘子污闪措施。     

浙江电网架空输电线路绝缘子串的自然积污特性

掌握自然积污绝缘子的积污特性是绘制污秽区域分布图的重要依据。因此,以浙江电网架空输电线路绝缘子串为对象,对自然积污绝缘子的积污特点进行了试验研究。采用数量统计方法分析了上、下表面的等值灰密(NSDD)、等值盐密(ESDD)积污比KNSDD、KESDD以及2者比值KNSDD/ESDD的分布规律,并对不同污染源下绝缘子表面污秽物化学成分进行了分析。结果表明:不同结构型式自然积污绝缘子上、下表面污秽分布的不均匀特性存在差异;自然积污绝缘子KNSDD/ESDD的平均值为4.66,整片绝缘子KNSDD/ESDD平均值的变化趋势与下表面KNSDD/ESDD的变化趋势基本一致;绝缘子表面污秽物中,Ca2+占全部阳离子的摩尔分数最高,SO42-占全部阴离子的摩尔分数最高;同一片绝缘子,上、下表面污秽中各种离子的摩尔分数存在一定差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑这些积污特点。