基于流体力学的绝缘子自清洁结构设计

复合绝缘子运行过程中存在污秽累积和腐蚀硅橡胶伞裙的问题,绝缘子清洗也存在难度大成本高的问题。本文基于流体力学提出了一种适用于复合绝缘子的新型伞裙结构,从而达到提高绝缘子自洁能力的目的。这种伞裙主要依靠空气流过绝缘子时的循环运动来除去附着在绝缘子伞裙表面的沉积污秽物,通过空气动力结构的优化设计使得较大体积的颗粒物也能够被气流自然带离。该设计能够较好的应用于具有疏水性的硅橡胶涂层,试验结果表明当气流流过新型硅橡胶伞裙时,下降气流的速度总是大于上升气流的速度,从而使得颗粒沉积时间达到最短。结合硅橡胶的良好疏水性以及伞裙结构优势带来的良好自清洁性可以提高复合绝缘子的使用寿命。     

车顶用柱式复合绝缘子风载下的试验与分析

电力机车车顶用柱式复合绝缘子风洞试验分析结果表明:电力机车在不同的运行速度下,其车顶用柱式复合绝缘子的主体挠度形变量及伞裙变形角度不同,机车时速越快,主体挠度形变量及伞裙变形角度就越大,但所有产品挠度形变量均小于2mm,伞裙变形均在3mm范围内,伞裙变形角度均小于2°,停风后,伞裙恢复均在1mm以内。在产品结构高度一致时,其形变量主要取决于绝缘子伞裙的形状、数量、迎风面积和主体直径的大小,停风后的伞裙恢复取决于伞裙形状设计及伞套材料的配比。     

伞裙对盘形悬式绝缘子闪络电压的影响

<正> 为了研究伞裙形状和尺寸对盘形绝缘子闪络电压的影响,采用了三种结构的悬式绝缘子,外径为160mm。所有绝缘子的爬电距离几乎是固定的。每种绝缘子都制作了平坦的盘形模型。实验表明了闪络电压与伞形的关系。深伞绝缘子的特性最好。伞裙表面的曲率影响     

输配电线路复合绝缘子的选择与防污闪措施

分析了输配电线路绝缘子污闪的危害,指出,选择伞裙上表面为小倾角、下表面为平板无滴水沿结构的复合绝缘子,可以明显减少污秽物堆积、防止伞裙结构变形;最好选择水平串绝缘子,其上下均能被雨水冲刷,而且自洁性好。提出了检修时防污闪的方法:增加串联盘形悬式绝缘子的片数(35kV线路用4～5片,110kV线路用8～10片);采用耐污秽型且伞形扩张较大的盘形悬式绝缘子;增加棒形绝缘子伞数或采用特殊伞形。使用高温硅橡胶密封可明显减少芯棒脆断的发生,同时增加绝缘子串长以抵抗雷击。     

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。     

新型悬式瓷复合绝缘子

介绍了一种新型悬式瓷复合绝缘子的结构特性、技术参数和特点等。该产品由伞裙、瓷芯、金具、锁紧销四部分组成。端部联接金具(钢脚、铁帽)采用盘形悬式瓷绝缘子的结构;在瓷芯盘表面注射模压硅橡胶复合外绝缘伞裙,既保持了瓷绝缘子稳定的机械性能,又兼有复合绝缘子的憎水性、耐电蚀能力强的特点。挂网运行效果良好。     

复合绝缘子及金具抗风性能本质提升方法

风沙灾害带来的输电线路故障中线路绝缘子风偏、连接金具磨损等问题尤为突出.笔者从复合绝缘子伞裙和金具两方面展开抗风性能本质提升方法研究.首先在复合绝缘子伞裙部分研究引入新型高聚物环氧材料,开展了材料选型和改性研究,具备优异电气绝缘性能、耐老化性能和较高的机械性能,有效解决大风沙尘对复合绝缘子伞裙的损伤难题.然后对于绝缘子金具,采用添加抗磨损涂层的方式提升机械性能.通过溶胶-涂覆法在抛光后的金具表面制备保护型涂层,以Al2O3为主要涂层,ZrO2为改善层,制备了同层数的复合涂层,研究了ZrO2对金具表面Al2O3涂层微结构的影响,在金具表面形成致密且平整的涂层.研究结果表明,通过对绝缘子伞裙和金具的整体设计与材料研究,有效提升了复合绝缘子抗风抗磨损性能.     

复合绝缘子伞裙破损状态下的电位电场仿真研究

为研究复合绝缘子伞裙破损对电场强度和电位分布的影响,以FXBW4-10/70型绝缘子为研究对象,应用有限元ANSYS软件分别建立了不同破损程度、不同破损位置的三维仿真模型,使用静电场分析法计算了相应沿面和干弧路径上的电位和电场强度。结果表明:低压型绝缘子电位分布相对均衡,且受长短伞裙影响呈阶梯状下降趋势;沿面路径上的最大场强出现在导线端伞裙尖端处;在伞裙与柱体的交界处,会发生场强的局部增加,靠近高压端的伞裙下表面的场强畸变最大;在分析不同破损程度时,沿面最大场强并不随着破损程度增加而增加,而是受沿面尖锐程度影响,但随着破损程度增加,低压端场强变大,绝缘子电气性能下降;在分析不同破损位置时,伞裙根部破损时电场畸变更大,沿面最大场强也大于尖端破损和中部破损,因此伞裙根部破损的危害性更大。     

硅橡胶防污增爬裙防污性能试验研究

硅橡胶防污闪新技术是变电站防污改造行之有效的办法。变电站的防污闪工作,调爬受到限制,除了清扫、采用有机绝缘材料外,还可以采取加增爬裙(防污伞裙)。介绍了硅橡胶防污增爬裙的增加爬距、憎水性及憎水迁移性、自洁性、弧道曲折及阻弧效应等防污机理和试验研究情况。分析认为35kV级的绝缘子加装一片增爬裙对于污闪电压的提高效果最明显,加装两片与加装一片相差不多,有时还会下降。加装一片增爬裙时,安装部位以在绝缘子中部为宜;加装两片时,以安装在绝缘子上端或中部较为理想。     

超特高压耐张复合绝缘子伞形研究和优化设计

研究有关复合绝缘子伞形的标准和文献资料,结合对水平安装的复合绝缘子伞形积污特性对比分析、伞裙受力特性研究,优化设计出了一种用于d或e级污秽等级的超特高压耐张复合绝缘子伞形结构,并通过人工踩踏试验和人工污秽试验,对伞形设计进行了验证,取得了预期的效果。     

高速气流场下列车车顶绝缘子积污特性研究

为研究列车处于高速运行状态时车顶绝缘子的积污特性,建立了车顶绝缘子外部3维流场模型,研究了高速气流作用下车顶绝缘子周围的流场特性。结合数值模拟和现场实测,分析了车顶绝缘子表面的积污分布及其影响因素。结果表明:高速气流通过改变车顶绝缘子外围的气流分布进而影响污秽颗粒的碰撞特性,导致绝缘子两端部伞裙的积污比中间伞裙严重,伞裙上、下表面的污秽规律有较大差异。     

直流覆冰绝缘子电气特性及伞裙结构抗冰性能优化研究

根据绝缘子局部放电机理对动态直流局部电弧数学模型进行了改进,并基于此数学模型,计算了在不同电压下覆冰绝缘子表面局部电弧状态及其泄漏电流,电弧温度等参数.并结合实验,对覆冰绝缘子在不同等级电压作用下的电气特性进行了分析.在此基础上,对FXBW4110/100型绝缘子的伞裙结构进行改进,计算了其在改进后相同覆冰情况下的闪络...     

风沙环境下动车组车顶绝缘子冲蚀磨损的仿真研究

为研究动车组车顶支柱绝缘子不同部位的冲蚀磨损情况,采用RNG K-epsilon湍流模型及离散相模型,实现了对绝缘子冲蚀磨损的数值模拟。仿真结果表明,绝缘子伞裙边缘的磨损速率随位置的变化呈"M"状分布,最大磨损位置为45°角附近;仿真结果与试验验证结果能够较好吻合,可为风沙环境下绝缘子结构的优化及运行寿命预测提供依据;伞裙迎风面各部位的冲蚀磨损率随着气流速度及沙尘颗粒粒径的增大而增大,且最大冲蚀磨损率位置向外侧偏移。     

±660kV直流复合绝缘子的研制

介绍了±660 kV直流复合绝缘子硅橡胶配方优化设计、均压环优化设计,原材料选用与处理以及其它新技术和新装备的应用情况。对复合绝缘子的伞裙进行优化设计后,不仅改善了其直流污闪特性,明显提高了单位绝缘距离的污闪电压,而且能够在减少积污、提高耐湿闪能力方面起到积极的作用;加装所设计的均压环后,能有效的抑制起晕场强,满足不起晕的要求;采用优化的硅橡胶配方显著提高了硅橡胶伞裙护套的工艺性能、耐漏电起痕性能和憎水性;改进HTV密封设计和选用芯棒新材料能够为产品长期安全运行提供可靠保证;试验结果表明,研制的±660 kV直流棒形悬式复合绝缘子系列产品能够满足±660 kV直流输电线路的使用要求。     

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。     

高强度耐污闪的瓷复合绝缘子

国内某公司研制开发的高压线路复合伞裙耐污盘形悬式瓷绝缘子(简称瓷复合绝缘子) ,成功地解决了诸如界面结合、精密定位等一系列难题。其成果获得国家专利保护(专利号:双层伞0 2 2 70 62 5.9、钟罩伞0 0 2 2 69481 .1 )。该复合绝缘子在超高压线路中的应用,消除了1 1 0 k V～750 k V线路耐张串中对复合绝缘子机械强度的稳定性所存在的疑虑。瓷复合绝缘子具有以下优点:1该绝缘子的端部连接金具(钢脚、铁帽)全部采用盘形悬式瓷绝缘子的结构,因此具有稳定可靠的机械负荷性能;2该绝缘子在瓷盘表面以及相关界面采用特殊工艺严密的包履热硫化一次…     

悬式绝缘子头部形状对电气性能的影响

耐击穿性是衡量绝缘子性能的重要参数之一,提高抗击穿性对提高绝缘子的内绝缘品质,增强绝缘子的工作稳定性都有着重要意义。当不能再提升材料介电能力时,合理优化产品结构便成为提升其性能的有效途径。通过有限元分析软件ANSYS,分析不同的绝缘子头部结构对场强的影响,判断出合理的场强分布,圆角半径在8.2~15 mm之间可以获得比较理想的结果,若半径大于15 mm,则产品承力面过小,对力学性能影响较大,若半径小于8.2mm,则场强过大,对产品的耐击穿性能影响较大。     

原联邦德国电气设备防污研究进展

<正> 用户供电可靠性除其他因素外在很大程度上决定于输电的可靠性.架空线路和变电站户外绝缘子的污秽特性对输电可靠性有重大意义.为了改善绝缘的不足往往增大绝缘子长度,因为还没有具有足够性能的优化结构的绝缘子.原西德110～380kV架空线路和变电站用绝缘子基本上采用长棒形绝缘子,其结构形式决定于结构长度、放电电压、爬距、绝缘子直径、伞裙     

藻类附生对35kV绝缘子式限压器电场分布影响研究

绝缘子式限压器兼具雷电防护与绝缘支撑双重作用,相比于普通绝缘子,潮湿环境下绝缘子式限压器表层附生藻类对伞裙表面电场及闪络电压影响更大。笔者采用Ansoft仿真计算软件建立35 k V绝缘子式限压器二维电场计算模型,研究表层附生藻类生长位置、生长状况、天气情况等因素对伞裙表面电场分布作用规律。计算结果表明:绝缘子式限压器电场呈"W"形分布,相比于限压段,绝缘段承受了较大的电压和场强;场强最大值出现在下金具上沿,在下限压段护套与金具的交界处出现一个电场峰值;藻类附生越靠近下限压段电场畸变越严重,上限压段附生藻类时,电场分布和清洁伞裙大致相同,但球窝处场强减小;雨天情况下,导线侧金具与伞裙交界处的极大值无明显变化,但绝缘段场强增幅较大,藻类生长位置与水带交界处电场畸变严重,闪络风险较高。研究结论为新型绝缘子式限压器在暖热高湿地区的应用与维护提供理论参考。     

传导雷电放电的绝缘子

<正> 叙述了组合绝缘子的结构,它具有绝缘子串中普通线路绝缘子的功能,同时具有像避雷器那样导通雷电放电接着熄灭续流的功能。所叙述的盘形绝缘子结构的特点是在绝缘子伞裙内有一个圆筒形的套筒(插头形式)。在这圆筒中至少装有一个具有非线性伏安特性的限流元件。圆筒上、下两端用瓷玻璃料密封,并有金属化的端头。上部端头用导线与绝缘子金属