华北电网采用“电场法”检测复合绝缘子

<正> 华北电网使用复合绝缘子已有近20年历史。截止到2003年华北电网110-500kV线路使用复合绝缘子已近10万支。随着复合绝缘子使用数量的剧增,近年来运行中复合绝缘子闪络及损坏事故也日趋增多。据不完全统计自京津唐电网使用复合绝缘子以来共发生脆断事故4起;1990-2001年内绝缘击穿事故6起;1991-2003年雷击事故33起、鸟害事故31起。     

谐波电场法带电检测直流绝缘子

挂网运行的直流绝缘子数量越来越多，其检测问题日益突出。分析认为，合成绝缘子内导通性故障及零值瓷绝缘子是最难发现、最危险的故障。文中研究了这类故障直流绝缘子的带电检测问题，提出利用直流绝缘子串周围谐波电场带电检测直流绝缘子的新方法，即谐波电场法，并进行了可行性试验与灵敏度分析。现场与实验室可行性试验表明，谐波电场法能够对直流绝缘子进行在线检测。理论分析表明，该方法灵敏度较高，能有效地给出低于一定阻值的零值瓷绝缘子和合成绝缘子内绝缘导通性故障信息。谐波电场法的提出为直流绝缘子带电检测提供了有力手段。     

谐波电场法带电检测直流绝缘子

挂网运行的直流绝缘子数量越来越多,其检测问题日益突出。分析认为,合成绝缘子内导通性故障及零值瓷绝缘子是最难发现、最危险的故障。文中研究了这类故障直流绝缘子的带电检测问题,提出利用直流绝缘子串周围谐波电场带电检测直流绝缘子的新方法,即谐波电场法,并进行了可行性试验与灵敏度分析。现场与实验室可行性试验表明,谐波电场法能够对直流绝缘子进行在线检测。理论分析表明,该方法灵敏度较高,能有效地给出低于一定阻值的零值瓷绝缘子和合成绝缘子内绝缘导通性故障信息。谐波电场法的提出为直流绝缘子带电检测提供了有力手段。     

基于光电电场传感器的复合绝缘子内部绝缘故障检测

为提高电场分布法检测复合绝缘子内部故障的灵敏度,基于光电集成电场传感器搭建了一套用于复合绝缘子内部故障检测的实验系统。使用该系统模拟进行绝缘子故障检测,得到了绝缘子附近的电场分布曲线,验证了其检测绝缘子短路故障的可行性。然后对老化实验所得绝缘子和现场运行过的绝缘子进行了故障检测实验,结果表明:绝缘子表面附近轴向电场分布的测量点位于距离伞群边缘10 mm(外侧)时,内部绝缘故障检测具有最佳灵敏度,此时传感器可测量出的最小短路故障为长20 mm的短路故障。     

屏蔽极板对劣化复合绝缘子电场检测的影响

绝缘子劣化前后,其周围轴向电场分布的变化比其合成电场更明显,通过检测电场分布可以实现绝缘子劣化识别。针对该特点,提出利用电磁屏蔽的方法来检测复合绝缘子的电场垂直分量,从而提高其劣化检测效果。首先仿真研究劣化复合绝缘子周围的电场分布特征,继而通过COMSOL与MATLAB联合动态仿真,提出最优电场屏蔽极板型式结构,并对比屏蔽板对劣化检测距离和劣化特征参量即电场变化率的改进效果。仿真结果表明：采用电场屏蔽极板后,板间沿串电场分布与绝缘子轴向电场分布趋势基本相同;相较于屏蔽极板的尺寸,屏蔽极板厚度和板间间距对劣化绝缘子电场检测效果影响更明显;相比无屏蔽板时劣化部位10%左右的电场变化率,采用电场屏蔽极板时该处的电场变化率下降至5%左右,电场变化明显变缓,且劣化部位的有效检测距离可以从70 mm提高到140 mm。     

±1100kV线路光纤复合绝缘子的电场仿真与优化设计

根据污耐压法提出了±1 100 kV直流棒形悬式复合绝缘子外绝缘设计的一种方案,并基于有限元法建立了棒形悬式复合绝缘子的仿真模型,确定了复合绝缘子均压环的结构参数。仿真结果表明,该均压环设计满足各部分电场强度均低于电晕起始电场强度的要求,有效地改善了复合绝缘子电位、电场分布,且均压环表面不会产生电晕。     

湿润复合绝缘子表面的电场分析

为了研究不同湿润条件下复合绝缘子周围的电场分布特性,笔者根据复合绝缘子上下表面不同憎水性等级时的湿润状态,建立了简化的三维计算模型,应用电场有限元计算软件ElecNet计算,比较了不同憎水性等级(水滴的形状参数不同以及分布状态不同)对复合绝缘子表面电场特性的影响,得出:复合绝缘子表面的电场与表面憎水性以及水滴分布状态有关;表面受潮形成的水滴或水带使水滴周围的电场急剧增大;伞裙下表面水滴周围的最大电场强度高于上表面;护套表面水滴对电场的增强程度远高于伞裙表面水滴对电场的增强程度。     

复合绝缘子故障检测方法的有效性分析

随着复合绝缘子在电网中用量增加,由复合绝缘子故障所引发的输电线路事故也相应增多,为此对运行复合绝缘子的潜在故障开展有效检测对于保障输电网络运行可靠性意义重大。笔者通过在运行复合绝缘子上人工模拟漏电起痕、表面金属颗粒附着、内部碳化通道等常见绝缘子故障,试验研究了紫外成像法、红外成像法和电场法检测方法检测这3类故障的效果,并分析了3种检测方法的有效性,结果表明:紫外成像法可有效检测引发复合绝缘子放电的故障缺陷;红外成像法可以检测发热故障,但对短时绝缘故障检测效果有限;电场法仅适合检测存在于绝缘子上较严重的短路性故障;潮湿气候条件更有利于绝缘子故障的检测,运行单位应加强雨雾天气或凌晨空气湿度较大气候条件下绝缘子的巡检工作。     

合成绝缘子及其耐污性能

介绍了合成绝缘子的结构及其硅橡胶伞裙护套的优异防污性能。     

悬式复合绝缘子的轴向电场分布

高压棒形悬式复合绝缘子悬挂在高压输电导线和杆塔横担之间,处在极不均匀的电场中,在导线附近只有比较短的距离处在高场强位置,中间相当长的绝缘串处于电场相对较低的位置.     

棒形悬式复合绝缘子电场计算和优化

使用ANSYS有限元分析软件对330kV棒形悬式复合绝缘子进行三维计算分析,讨论了导线、铁塔和均压环对绝缘子(I型)沿面场强分布的影响。运用随机搜索法的优化技术对均压环的环径、管径和环的抬高距进行了优化计算。得出高压导线的存在使棒形悬式绝缘子电场均匀化,铁塔对侧相的绝缘子电位分布影响最小,选择合适的均压环尺寸(抬高距、管径和环径)可以有效地降低棒形悬式绝缘子端部芯棒和护套所承受的场强的结论。     

10kV覆冰复合绝缘子电场分布计算

为了研究覆冰对复合绝缘子周围电场和电位分布的影响,以一种10kV复合绝缘子作为仿真模型,通过利用有限元方法,分别在结冰和融冰状态下,计算了不同冰柱长度下复合绝缘子周围电场分布.结果显示:不论是结冰或是融冰状态,覆冰复合绝缘子周围电场最大值几乎不受影响;冰尖处电场强度随冰柱长度增加而增大.相比结冰时的结果,融冰状态时,冰尖处出电场将畸变将更加严重.最后,讨论几种提高覆冰复合绝缘子电气特性的措施.     

混合绝缘子的耐污性能

介绍了混全绝缘子基于固体涂层法的污闪试验方法及耐污性能，认为人工污秽试验的试验结果并不能真实反映自然条件下混合绝缘的污闪性能，混合绝缘中硅橡胶伞裙近占比例应科学选取。     

复合绝缘子性能检测方法简析

检测线路上绝缘子老化后的质量情况，对于电网的安全运行具有十分重要的意义。复合绝缘子性能检测方法通过对比老化与未老化复合绝缘子的表面微观情况，分析了相应情况下其表面泄漏电流波形中谐波成分的变化，说明了利用泄漏电流检测复合绝缘子性能的可行性。     

谐波电场法在±800kV直流复合绝缘子在线检测中的应用

特高压直流输电线路将在我国电能长距离传输中占有重要的地位,线路复合绝缘子的带电检测将是特高压直流输电主要维护工作之一。为此评述了复合绝缘子在线检测技术的现状,提出采用谐波电场法实现±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘导通性故障的在线检测,并基于Cygnal公司F040型号高性能单片机研制出了谐波电场检测仪。实验室和现场测试结果表明:良好绝缘子和故障绝缘子的纵向谐波电场分布规律符合一般意义上的电场法检测原理的要求,谐波电场法能够应用于±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘缺陷的带电检测,所研制的谐波电场测试仪能够准确给出绝缘子纵向相对谐波电场分布规律,可连续检测100串绝缘子,每串绝缘子的伞裙数最大为510个,无线通信技术的应用提高了现场检测的便利性。     

运行中复合绝缘子的机械性能实验分析

为了研究复合绝缘子运行多年后的机械性能,从输电线路上随机抽取了约150支运行不同时间的内楔式、外楔式、压接式复合绝缘子,进行了机械破坏负荷试验和拉扭动载机械性能研究.试验研究结果表明,内楔式复合绝缘子经过10余年的运行,机械破坏负荷并没有明显地大幅下降,总体机械性能较好,仍可继续使用,但应注意对其机械性能抽检情况保持关...     

电场法在线检测直流绝缘子的可行性研究

直流输电电压中除包含直流电压以外,还存在大量的高次谐波分量,文章通过分析运行中的直流绝缘子的电场成分研究了直流绝缘子的直流电场和谐波电场的分布特点,讨论了应用直流电场法和谐波电场法在线检测直流绝缘子的可行性,谐波(直流)电场法就是利用运行中直流绝缘子串中的谐波(直流)分量电场在线检测直流绝缘子.理论分析与试验结果表明谐波电场分布较为稳定,它能够有效检测出零值瓷绝缘子和合成绝缘子的内绝缘故障,是一种在线检测直流绝缘子的可行方法.     

复合绝缘子带电检测仪的实际应用

如何检测运行中的复合绝缘子内部是否存在缺陷,是电力线路运行单位和复合绝缘子生产厂家的一大难题。“复合绝缘子带电检测仪”的成功应用,为各运行单位和生产厂家对复合绝缘子带电检测提供了捷径。介绍了“复合绝缘子带电检测仪”在四川省电力公司泸州电业局、广东佛山供电局等单位的现场应用情况,通过对实际案例和对比试验进行分析,对其性能进行了评价。最后,指出了运行中出现的一些问题及解决办法。     

电场法带电检测零值绝缘子的研究

讨论了高压输电线路上悬式绝缘子串的纵向电场分布。分析存在零值时电场分布的变化后提出了带电检测零值绝缘子的新方法——电场法。实验表明用电场法可以检测出悬式绝缘子串中的零值绝缘子     

复合绝缘子性能检测方法简析

检测线路上绝缘子老化后的质量情况,对于电网的安全运行具有十分重要的意义.复合绝缘子性能检测方法通过对比老化与未老化复合绝缘子的表面微观情况,分析了相应情况下其表面泄漏电流波形中谐波成分的变化,说明了利用泄漏电流检测复合绝缘子性能的可行性.