覆有不均匀污层线路悬式绝缘子表面电场分布计算

研究污秽潮湿状态下绝缘子表面电场特征对提高绝缘子可靠性有重要的意义。基于污秽潮湿状态绝缘子周围电场的电阻性特点,采用离散电阻模型研究了轴向不均匀的污层对绝缘子电场和电位分布的影响。计算结果表明:绝缘子表面电场强度切向分量与绝缘子表面污秽轴向分布不均匀程度有关;流过污层的泄漏电流的焦耳热效应会加剧绝缘子表面电导率的不均匀程度。     

有机复合绝缘子串电位分布特性计算

利用ANSYS有限元软件对有机复合绝缘子串表面场强和轴向电位分布进行仿真计算,研究不同污层电导率对有机复合绝缘子串表面场强和轴向电位分布的影响。分析表明:有机复合绝缘子在覆有均匀污层状态下,其伞裙边沿处有较高的法向电场强度分量,且随着污层电导率的增大,伞裙边沿法向电场强度分量逐渐增大;其护套处有较高的切向电场强度,且随着污层电导率的增大,切向电场强度沿泄漏方向的分布趋于均匀,为闪络事故分析提供了理论依据。     

高压直流复合绝缘子空间电荷积聚的仿真

为了研究户外高压直流复合绝缘子空间电荷的积聚情况,笔者以实际运行中的绝缘子为研究对象,采用有限元分析软件COMSOL,对绝缘子空间电荷分布情况进行仿真研究。由于户外复合绝缘子易于受环境影响而导致表面电导率不均匀,文中引入了表面电流密度这一影响因素,从电磁场基本方程组出发,建立了计算模型。从仿真结果可知,在负极性电压作用下,复合绝缘子在伞裙护套交接处一定范围内电荷积聚量最大,且电荷极性与相邻电极极性一致;当阴极端第1个伞裙表面局部粘附污秽时,第1个伞裙上表层处空间电荷密度增大,下表层处空间电荷密度减小。     

覆沙对110 kV瓷绝缘子沿面电场和电位分布规律的影响

为了研究瓷绝缘子伞裙处覆沙对其沿面电场和电位分布的影响，基于有限元法建立了XP-70型瓷质悬式绝缘子的二维对称静电场模型，并分析了在不同覆沙情况下绝缘子的沿面电场和电位分布。结果表明：瓷绝缘子的沿面电场整体呈“U”形分布，且电场与电位受瓷绝缘子几何形状与媒介材质的影响，在每片绝缘子的伞裙上下表面与金具的交界处，电场强度出现局部峰值；当绝缘子伞裙表面覆盖沙尘时，对其沿面电位的影响十分微弱，但伞裙覆沙处的场强会减小，靠近高压侧与低压侧的绝缘子场强减小幅度较大，且减小幅度与沙层厚度无关，随着绝缘子表面覆盖沙层厚度的增加，每片绝缘子伞裙上表面与金具交界处的场强都会先大幅增大然后减小到一个稳定值；当沙层中出现无沙带时，无沙带处的场强会增大，且增幅与沙层的厚度和无沙带的宽度相关。     

长棒形瓷绝缘子交流污闪特性与污闪电压提高措施

为获取长棒形瓷绝缘子交流污闪特性,以制定针对性的防污策略。通过现场污秽取样,确定500 kV交流输电线路中长棒形瓷绝缘子表面污秽分布与组成;采用人工污秽试验方法,研究了污秽不均匀度、污秽种类对交流污闪电压的影响,同时初步探索长棒形瓷绝缘子在交流特高压线路的应用配置;最终比较了涂覆RTV涂料和加装增爬裙的防污效果。结果表明:长棒形瓷绝缘子背风面积污明显重于迎风面,大伞裙下表面积污一般大于上表面,而小伞裙的上、下表面积污情况相当;当长棒形瓷绝缘子表面污秽度一定时,污秽上、下表面不均匀分布会提高其污闪电压,迎、背风面污秽不均匀分布降低其污闪电压,随着污秽中CaSO_4质量分数的提高,污闪电压逐渐增加;长棒形瓷绝缘子的污闪电压和串长呈线性关系。为提高长棒形瓷绝缘子交流污闪电压,可加装增爬裙或芯棒涂覆RTV涂料。     

干燥带对变电站支柱绝缘子电场分布的影响研究

变电站支柱绝缘子表面积污严重,在大雾或者毛毛雨天气下,容易形成干燥带降低其绝缘性能导致闪络事故频发。为了研究变电站支柱绝缘子表面干燥带形成的原因以及干燥带对电场分布的影响,采用有限元电流场模块,分析绝缘子表面积污和出现干燥带后电场的变化情况,干燥带最容易出现的区域以及干燥带的位置、尺寸对场强的影响。结果表明,清洁绝缘子与污秽绝缘子沿面电场分布基本一致,污秽对绝缘子电场分布影响不大。附着于绝缘子表面的湿污会在泄漏电流的烘干作用下形成干燥带,柱体间的热作用最大;随着干燥带长度的增加,柱体上干燥带处的场强逐渐减小,而伞裙上下表面干燥带处的场强逐渐增大,最大场强均出现在干燥带端部。当柱体间存在干燥带时,对电场分布的影响最大。     

重覆冰地区超大伞裙结构复合绝缘子的仿真及优化设计

严重覆冰时采用大小伞结构的复合绝缘子依然出现冰凌桥接现象。为防止出现冰凌桥接和覆冰闪络,开展超大伞裙结构复合绝缘子的覆冰特性研究有着重要意义。建立220 k V的超大伞裙结构复合绝缘子二维轴对称模型,并采用准静态场有限像元法进行仿真分析,对比采用不同数量的超大伞裙绝缘子在清洁和覆有干、湿冰时绝缘子的电位、电场分布。发现清洁时,超大伞裙对电位、电场分布不产生影响,在覆有干、湿冰时,超大伞裙提供的多个空气间隙,能有效改善绝缘子的电位、电场分布,特别是靠近高压端的第1个伞裙采用超大伞裙结构能改善高压端电位分布。最后结合仿真数据提出了优化后的超大伞裙结构的复合绝缘子。     

紧凑型输电线路复合绝缘子轴向电场分布分析

了解线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布对绝缘子的相关设计和运行维护具有现实意义。为此,利用电磁场有限元计算软件建立了考虑杆塔和导线影响的750kV单回路紧凑型线路复合绝缘子三维模型,计算分析了复合绝缘子在无均压环和安装合适均压环两种情况下的轴向电位和电场分布;计算过程中忽略了伞裙对轴向电场分布的影响。计算结果表明,配置合适均压环后,复合绝缘子轴向电位分布的不均匀性得到有效改善,对金具端部附近场强的控制达到良好效果。最后计算了复合绝缘子伞裙和悬挂方式对电场分布的影响,结果表明,电场分布计算忽略伞裙影响是合理的,且悬挂方式对空间电场分布有一定影响。     

覆冰复合绝缘子电场分布的研究

为研究覆冰复合绝缘子的电气特性,基于ANSYS有限元法建立了330 k V覆冰复合绝缘子模型,分别模拟仿真了干、湿覆冰情况下,不同空气间隙位置及冰棱长度对覆冰复合绝缘子的沿面电场、电位分布的影响,并与清洁复合绝缘子进行比较分析。结果表明:与清洁复合绝缘子相比,覆冰明显畸变了复合绝缘子的沿面电场和电位分布;当覆冰未完全桥接大伞裙间时,随着冰棱长度的增长,对沿面电位和电场分布的畸变程度越严重。当融冰过程中形成水膜时,覆冰复合绝缘子的沿面电场和电位分布进一步畸变,此时更容易发生局部放电。     

复合绝缘子内部缺陷对电场分布特性的影响

对复合绝缘子的缺陷类型、缺陷尺寸和缺陷位置进行仿真计算,获得伞裙沿面的轴向、径向电场分布曲线,计算出伞裙沿面轴向、径向电场的畸变率和最大场强值。结果表明:径向电场对于缺陷的反应更灵敏,通过分析伞裙沿面高压端和低压端径向电场分布规律,能够得到复合绝缘子缺陷的位置与类型等相关信息。     

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。     

覆冰绝缘子导电离子分布规律

为研究电场及染污方式对覆冰复合绝缘子导电离子分布的影响,该文在低温、低气压人工气候室对两种染污方式下的35 k V复合绝缘子开展了带电和不带电雨凇覆冰试验。结合COMSOL软件仿真分析冰凌尖端水滴及覆冰滴水过程对绝缘子覆冰的影响,揭示电场、染污方式和染污程度对覆冰绝缘子离子分布的影响规律。结果表明:电场对绝缘子覆冰形态、冰层及冰凌中离子分布和闪络电压均有显著的影响;在带电覆冰条件下,采用覆冰水电导率法时的冰层及冰凌融冰水电导率均低于不带电时;在不带电覆冰条件下,采用固体涂层法时的融冰水电导率远高于覆冰水电导率;绝缘子带电覆冰时的闪络电压高于不带电时,而闪络过程中的融冰水电导率低于不带电时。在分析绝缘子覆冰闪络时,应考虑晶释效应对其闪络特性的影响。     

污秽绝缘子表面电场分布仿真及绝缘特性试验

In this paper,the electrical fields along the insulator surface under different scenarios,such as asymmetric pollution on top/bottom surface,and uneven circumferential distribution of surface pollution,have been calculated with finite element method for field simulation.Tests on artificial pollution insulators are conducted to study the 50% withstand voltage U50 of artificial pollution suspension insulators under different NSDD(non-soluble deposit density)and asymmetric pollution on the top/bottom surface,and study the change of leakage current with air humidity under different voltage and different ESDD(equivalent salt deposit density).The result shows that asymmetric top/bottom surface pollution has a greater impact on the insulator electrical field distribution,and the leakage current will jump under low air humidity,if had large ESDD,which has practical meanings to the anti-pollution design of the transmission line under different pollution levels across the country.     

污秽成分对复合绝缘子表面电场的影响

绝缘子表面积污是造成污闪事故的主要原因,污秽成分对绝缘子电气性能产生不同的影响.为研究污秽成分对绝缘子表面电场的影响,以青藏铁路沿线格尔木市作为绝缘子实际运行环境,构建复合绝缘子简化模型.经过仿真发现,污秽干燥时对绝缘子表面电场的影响程度由高到低的次序为CaSO4、KNO3、NaNO3、K2SO4、NaCl、MgSO4...     

基于运行电压下泄漏电流的交流污闪电压预测(英文)

This paper presented a model to predict the AC flashover voltage of contaminated suspension insulators.The prediction method is based on the maximum leakage current under AC operating voltage.Three kinds of widely used suspension insulators were tested in various contamination states such as pollution layers with different equivalent salt deposit density(ESDD),different composition of the conductive components,different non-soluble deposit density(NSDD) and different pollution distribution states to simulate the contamination states in nature.The effective ESDD was proposed and calculated.Influences of contamination states to maximum leakage current and flashover voltage were studied.Then,the relationships between flashover voltage and leakage current in these states were presented.Finally,considering the difference of insulator profiles,a new parameter is defined and a model to estimate the flashover voltage based on this parameter is developed.The model could be used in all kinds of suspension insulators in different contamination states and was validated by the test results.     

间插布置方式对交流绝缘子串覆冰特性影响

间插布置方式可以提高绝缘子冰闪电压,本文通过实验验证了覆冰绝缘子串电场仿真计算模型,并在此基础上分析研究了大盘径绝缘子的直径和绝缘子串中间插绝缘子位置对绝缘子串电场分布的影响.研究结果表明:间插布置方式下覆冰绝缘子串电压分布发生严重畸变,但比标准绝缘子串下的最大电压分布小;采用"3+1"和"4+1"间插布置方式且大盘径...     

500 kV复合绝缘子横向覆冰现象有限元分析

雨凇覆冰严重影响输电线路的安全,绝缘子上的冰棱会导致其电场与电位分布的恶化。为探究绝缘子覆冰横向增长现象对绝缘子沿面电场电位的影响,利用ANSYS仿真软件,建立500 kV复合绝缘子覆冰有限元模型。根据输电线路现场与实验室中绝缘子覆冰出现的冰棱横向增长现象,在仿真模型中改变冰棱长度、角度、位置以及横向竖直冰棱同时出现等情况,对比分析不同工况下各覆冰形态对复合绝缘子电场电位分布的影响。仿真分析表明：雨凇条件下,覆冰横向增长冰棱长度、位置的改变对复合绝缘子沿面电位电场分布的影响较小;随着冰棱铅垂角度减小,复合绝缘子沿面电场电位分布畸变增大,竖直覆冰对复合绝缘子沿面电场电位分布起主要影响。     

500 kV直流GIL支撑绝缘子的电场优化

随着电网建设的日益深入,直流气体绝缘金属封闭输电管道(GIL)由于可用在高电压、大容量的场合,用作经济的长距离输电线路而被提上研究日程。直流GIL支撑绝缘子的沿面闪络很大程度上是由表面电荷积聚引起的。直流下GIL的内部稳态电场分布主要受环氧树脂固体绝缘的电导率和形状控制。以500 kV直流GIL为计算模型,借助COMSOL软件,研究了GIL中支撑绝缘子的形状、体积电导率和表面电导率对电场分布的影响。研究认为,半圆锥式绝缘子的电场分布是最优化的,绝缘子的体积电导率对其电场分布影响不大,通过控制绝缘子表面电导率,可以控制和优化直流GIL中绝缘子沿面电场分布。     

基于Ansoft的冰凌分布对绝缘子周边电场的影响研究

主要研究分析了线路绝缘子表面有冰凌分布时周边电场分布情况。利用有限元分析软件Ansoft Maxwell构建了线路绝缘子有限元计算模型。通过对线路绝缘子模型仿真分析,得出了绝缘子表面没有冰凌存在时周边电场的分布情况。接着通过仿真分析得出了冰凌的分布量、长度以及直径对绝缘子周边电场的影响规律。最后归纳总结,提出相应的优化建议,以提高电力系统运行可靠性。