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。     

超高压V型绝缘子串含零值绝缘子的空间电场畸变特性研究

作为500 kV超高压输电线路重要组成部分的V型绝缘子串长期运行后其绝缘性能下降,易产生零值绝缘子;非接触零值绝缘子的检测需要准确的含零值绝缘子电场特性作为理论依据。因此,本研究建立了500 kV超高压V型绝缘子串含零值绝缘子空间电场仿真计算模型,研究了不同电场监测路径下的电场监测波形特征及畸变特性。研究结果表明：高压端、中部、低压端零值绝缘子的存在均会使电场波形发生较为明显的畸变。对于合成电场和电场纵向分量,当存在零值绝缘子时,零值绝缘子附近将会出现向下畸变的波峰(电场值的突降);对于电场横向分量,则反之。含零值绝缘子时的电场幅值畸变量与幅值畸变比随着零值绝缘子位置的改变而变化。从计算结果可以看出,电场幅幅值畸变比最小值可达18.11%,表明从电场的畸变特性入手可实现超高压V型绝缘子串零值绝缘子的定位。最后,非接触式现场检测实验表明,本研究仿真结果与真实电场波形情况高度一致,本研究所提出的基于电场畸变特性的方法可以有效的识别零值绝缘子位置。     

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。     

750 kV同塔双回输电线路悬式绝缘子串电位分布研究

沿绝缘子串电位分布很不均匀,为确定750 kV榆电线路绝缘子串电位分布,建立考虑铁塔、分裂导线、均压环、避雷线等的绝缘子串三维电场有限元模型.分析讨论不同串悬挂位置、不同伞形、不同吨位、不同材质、不同塔型、不同绝缘子片数下沿绝缘子串电位分布的规律、特点及均压环对绝缘子串电位分布的影响.结果显示:均压环能够显著改善绝缘子串的电位分布;不同伞形绝缘子串电位分布基本一致;绝缘子吨位、材质对不同位置的绝缘子串电位分布均有影响;同塔双回输电线路上相绝缘子串电位分布较中、下相更均匀,转角塔绝缘子串电位分布比直线塔更均匀;增加绝缘子片数对单片绝缘子上承担的电压值改善不明显,而且绝缘子串电位分布的不均匀程度随之增大.     

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。     

10 kV防雷绝缘子引弧板参数对绝缘子电场与电位分布的影响

10 kV线路中,采用并联间隙绝缘子是有效地防雷手段之一,雷击时通过引弧板疏导工频电弧在引弧板端部燃烧,从而避免了电弧对绝缘子串和绝缘导线的破坏。绝缘子安装引弧板后会对绝缘子电场强度分布和绝缘子伞裙的电位分布产生影响,使用有限元法建立绝缘子的三维模型,分析在工频电压下引弧板各个参数对绝缘子电场强度以及伞裙电位的影响,力求寻找最佳的引弧板结构既不影响其防雷性能又能使绝缘子的电场和电位均匀分布。结果表明:引弧板合适的伸出边角度、罩入深度和引弧板宽度有利于改善绝缘子的电场和电位分布;引弧板与导线的空间角度和引弧板弯折处的曲率半径都会对绝缘子最大电场强度产生影响,从而影响了线路的雷击跳闸率。     

劣化绝缘子检测方法的对比分析

分析了2006年年初郑州供电区域220kV线路零值自爆掉串导致导线落地事故,结合实际测量的数据和试验室数据,讨论了近年来高压输电线路上悬式绝缘子串检测零值绝缘子的各种方法:短路叉法、火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法、绝缘电阻法、激光多谱勒振动法、电压分布法、紫外成像法和智能绝缘子检测仪法,并比较了各种方法的优缺点。认为,检测劣化绝缘子必须严格按照规程规定的应在绝缘子表面干燥时测量绝缘电阻,建议对重要线路或变电站进行改造时,应将盘形悬式和玻璃绝缘子更换为复合绝缘子。     

一种绝缘子检测机器人的电场分析及优化设计

基于500 kV交流输电线路上的双串悬式瓷绝缘子串,对自主研制的一款超、特高压绝缘子检测机器人的典型部件周围的电场分布进行了仿真计算,分析了部件形状、尺寸以及所携带的电场测量探头对局部最大电场强度的影响规律,进而给出了机器人部件形状、尺寸及电场测量探头的优化设计。研究结果表明:机器人导向机构金属支撑杆端部电场较大,非常可能引发放电,采用绝缘材料后,可大大降低其表面最大场强;控制箱进行倒角处理或采用球形结构可大大降低其表面最大场强;电场测量探头直径不宜超过10 cm,与绝缘子伞裙间隙应大于1 cm。     

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...     

一种基于电场分布模型提高非合成绝缘子污闪电压的方法探究

非合成绝缘子,如瓷质和玻璃绝缘子在输电线路中占有很大比重,提高其污闪电压对电网安全运行具有重要的意义。本文通过在绝缘子铁帽处增加一块金属环片以提高绝缘子串的闪络电压。金属环片能够减小绝缘子铁帽处的高场强,提高起晕电压及减小绝缘子表面场强的切向分量,抑制带电粒子发展,从而提高污闪电压。不同参数的金属环片对绝缘子串污闪电压的影响程度不同,本文利用有限元法(FEM)建立了110kV瓷质绝缘子串场强计算的三维模型,对金属环片的最优参数进行了设计,并通过污闪试验进行验证。试验结果表明,最优参数下绝缘子污闪电压有较大提升,在3级污秽条件下可提高25. 7%。     

基于电网络法的特高压交流悬式瓷绝缘子串均压环的研究

特高压交流输电线路悬式单垂瓷绝缘子串在无均压环时导线侧前两片的电压承担率分别为14.4%和11.1%,其电压分布极不均匀。利用电网络法对特高压悬式瓷绝缘子串均压环的尺寸及罩入深度进行了优化计算。结果表明:为了达到更好的均压效果,均压环对绝缘子的杂散电容应在不超过33!F时尽量大;两端应各安装一个均压环,其罩入深度为三片绝缘子时,均压效果最好;在工程中,应选用三角形排列酒杯塔,以减小三相绝缘子串电压分布的不一致性。     

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。     

污秽不均匀性对绝缘子电场的影响

利用ANSYS有限元分析软件,对几种典型不均匀污秽绝缘子的三维电场及电位分布进行了计算;依据污闪放电机理,对干燥带出现后电场分布的变化及其位置的影响进行了计算。分析了污秽绝缘子表面电阻模型对电场及电位分布的影响,结果表明:污秽不均匀性对绝缘子电场分布影响显著。连接铁帽、钢脚的湿污秽区能削弱高压电极附近场强;上下表面不均匀污秽对绝缘子电位分布影响显著,周向不均匀污秽影响较弱。干燥带上场强与产生的位置有关,呈"U"形变化趋势。     

污秽条件下复合绝缘子电场仿真研究

根据实际运行的复合绝缘子,在有限元软件中建立220 k V复合绝缘子几何模型,分析了不同天气条件下污秽绝缘子周围电场分布及干燥带的影响。计算结果表明,复合绝缘子表面均匀覆盖湿污时,其轴向电场畸变严重,易引起局部放电;当伞裙边缘有雨滴滴落时,伞间气隙减小使得雨滴下边缘更易起晕,绝缘子闪络概率增大;干燥带对污秽绝缘子轴向电场有明显畸变作用,干燥带表面场强显著增大,而干燥带两端的湿污层场强却呈现下降趋势;干燥带电阻率越大其表面场强越大;出现在护套表面的干燥带对电场分布的影响远大于伞裙表面;随着干燥带数目的增多,其轴向场强逐渐减小。     

不同供电方式对接触网绝缘子电位和电场分布影响分析

为了研究AT供电方式和直接供电方式下接触网腕臂绝缘子沿面电位和电场分布情况,通过Solidworks软件建立了两种供电方式下的三维接触网模型,应用有限元软件Comsol Multiphysics中的静电场分析了工况下和操作过电压下水平腕臂绝缘子和斜腕臂绝缘子沿面电位和电场。从仿真结果可知:工况下AT供电水平和斜腕臂绝缘子沿面电位显著高于直供,绝缘子高压端附近沿面场强低于直供方式,而低压端附近的场强高于直供方式;不同供电方式下水平和斜腕臂绝缘子承受电压最大值的伞裙位置不同;AT供电方式正馈线上操作过电压较工况下承受电压最大值的位置有所改变。     

故障绝缘子的发热机理及其红外热像检测

绝缘子故障主要指绝缘电阻劣化和表面污秽.在分析讨论引起绝缘子发热的电阻劣化和表面污秽机理基础上,利用绝缘子等值电路模型分析了绝缘子在电阻劣化和表面污秽时的发热规律以及实际运行绝缘子的热像特征.结果表明:低值、零值和污秽绝缘子的发热规律和热像特征具有明显的差异,故可用高分辨的红外热像仪来检测和分析实际运行中的绝缘子运行状...     

带电测量35～220仟伏绝缘子串绝缘电阻的晶体管兆欧表

利用测量绝缘子串的电压分布情况来检出劣化绝缘子的方法受外界条件影响因素较多,不易测准。为此,研制出带电测量35～220仟伏绝缘子串绝缘电阻的晶体管兆欧表,为运行中检测劣化绝缘子提供了新的仪器。文中介绍了仪器的工作原理、制作说明、仪器技术特性、使用方法及其优缺点等。     

基于光学电场传感技术的瓷质劣化绝缘子在线检测装置

输电线路绝缘子串的性能对电力系统的稳定运行至关重要。为了实时、准确的检测输电线路中可能存在的劣化绝缘子,通过试验及仿真分析传感器材料及封装性等因素对检测精度的影响,优化了光学电场传感器对绝缘子周边电场强度的检测方法,在此基础上设计研制了劣化绝缘子在线检测装置。通过现场试验,验证了该检测装置能够实时、有效的检测出绝缘子串是否存在劣化情况。     

特高压交流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了特高压交流架空线路用1000kV系列棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况。以硅橡胶为基料,进行了改性配制的研究试验,结果表明,伞套材料的耐电痕化和蚀损性能与分子量、硫化剂、填料及加工条件等有关,但填料对其影响最大;由两个复合元件组成的复合绝缘子对电场分布没有任何改善,同时元件连接处不加装均压环时,会引起局部的场强集中,尤其是由1/6和5/6两元件组合而成的复合绝缘子,故采用整体单只复合绝缘子比由两个元件组合而成的复合绝缘子好;均压环配置采用大、小均压环结构,可以最大限度地改善绝缘子端部金具与硅橡胶复合界面处的电场分布,对防止电晕、电蚀,提高绝缘子运行可靠性十分有利。