安装增爬裙对支柱绝缘子电气性能的影响研究

目前对支柱绝缘子增爬裙安装位置以及大小尺寸尚未有统一认识,现有的研究中报道较少,使得目前变电站绝缘子增爬裙的运用缺乏系统的理论支撑。以ZSW-110型瓷支柱绝缘子为对象,运用仿真软件建立了其真实模型,分析了增爬裙安装位置和伞径对绝缘子表面电场的影响,研究结果表明:安装增爬裙会加重绝缘子表面电场的畸变,且增爬裙安装在靠近电场较高的高压端时,绝缘子的电场分布畸变最为严重,而增爬裙安置在中间或者下端对绝缘子电场的影响很小;增爬裙直径不同会对支柱绝缘子的电位分布造成一定影响,且增大增爬裙的尺寸能够降低绝缘子伞裙的最大场强。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。     

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。     

带附件系统瓷支柱绝缘子的电位和电场计算

为了研究安装附件系统对绝缘子电位和电场分布的影响,以110kV瓷支柱绝缘子为研究对象。利用有限元分析软件,分别考虑了在干燥和存在湿污层的情况下,计算并比较了有无附件系统时支柱绝缘子的电位和电场分布。最后通过干闪和污闪试验比较了有无附件系统时绝缘子的闪络电压。结果表明:在干燥情况下,安装在高压侧的附件内部电势衰减变慢,附件内部的电场降低,安装附件使得电场最大值降低了26. 6%。有湿污层存在时,第一个伞裙前端附近的场强下降最多,距离高压侧较近的其余伞裙前端附近的场强也有不同程度的下降。安装附件使泄漏电流值减少了17. 27%。安装附件之后,工频干闪电压提高了5. 9%,污闪电压提高了22. 06%。仿真结果与试验结果表现出良好的一致性。     

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。     

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。     

不同伞裙结构的列车车顶绝缘子的电场分布及其优化

采用MAXWELL电场有限元分析软件,计算了不同伞裙结构的车顶绝缘子的电场分布,结果表明不同结构类型的车顶绝缘子的表面电场存在着畸变,尤其在金属附件与瓷体的连接处,伞裙与芯杆交接的处,电场畸变更为强烈。加大绝缘子两端的伞径,调整好伞间距,改进伞裙上下两面的倾角,均可在一定程度上优化绝缘子的电场分布,从而提高其防闪络的性能。     

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。     

染污状态下典型伞形结构支柱绝缘子的闪络特性对比

支柱绝缘子作为换流站必不可少的绝缘配件,研究其外绝缘性能有重要意义。为进一步研究支柱绝缘子的闪络特性,以三种典型伞形结构的支柱绝缘子为对象,通过改变盐密和灰密,开展了大量的人工污秽试验,分析了绝缘子的污闪特性以及闪络梯度差异,研究结果表明:盐灰密对绝缘子闪络特性均有影响,对于本文三种支柱绝缘子,盐密影响特征指数在0.20~0.24之间,灰密影响特征指数在0.11~0.15之间;支柱绝缘子的闪络梯度值与其结构型式、ESDD和NSDD等有关,在相同污秽条件下,伞间距较大的Type A型支柱绝缘子泄漏距离使用率最高;在同等结构长度下,伞径较大的Type C支柱绝缘子具有最好的耐污性能。     

动车组车顶硅橡胶支柱绝缘子闪络特性的试验研究

车顶支柱绝缘子作为动车组牵引供电系统最为重要的外绝缘设备之一,将受电弓与车顶进行电气隔离。列车在运行过程中,动车组车顶的支柱绝缘子会暴露于自然空气中,在不同的自然气候环境下其伞裙表面也会主要呈现干燥、湿润及污秽3种不同状态,而且在高速气流下,绝缘子表面极容易吸附污秽。硅橡胶复合绝缘子具有良好的憎水性,电力系统普遍选用其作为车顶支柱绝缘子。为探究它们在不同环境下的绝缘特性,在高压实验室对试品绝缘子分别进行干闪、湿闪、污闪试验,获取相应的闪络电压。结果显示,此种绝缘子污闪电压远低于干闪和湿闪电压,且呈现伞裙表面污秽等值盐密越高,污闪电压越低的趋势。因此,及时清理绝缘子表面污秽,使其始终保持低污秽覆盖的状态,对列车稳定运行及车厢内乘客安全有重要意义。     

110 kV棒形悬式复合绝缘子绝缘包覆均压环设计与试验研究

复合绝缘子安装均压环后减少了高压端和低压端的电弧距离,易受鸟害的影响,发生鸟粪闪络事故.为减少鸟害故障的发生,采用绝缘包覆的方法对普通均压环进行绝缘化改造,首先建立了三维仿真模型,分析了复合绝缘子电场分布规律,然后设计并制作绝缘均压环,通过模拟现场运行条件,测量了复合绝缘子周围的电场分布以及均压环周围放电情况,最后模拟了鸟粪闪络模拟试验,测试了绝缘包覆均压环电气绝缘性能.研究结果表明:绝缘包覆均压环与普通均压环的均压效果基本一致,绝缘包覆层对复合绝缘子沿面电场分布影响较小,对均压环周围的电晕放电影响也微乎其微.在同等条件下,还一定程度上减小绝缘子表面的最大场强.人工模拟鸟粪闪络试验表明,绝缘包覆均压环可以显著提高复合绝缘子的鸟粪闪络电压,从而降低鸟粪闪络发生的概率.     

覆冰、污秽条件下复合绝缘子电场分布研究

复杂环境中共存的覆冰、污秽等因素对电力系统安全运行构成极大威胁,对复杂环境中的复合绝缘子电场分布进行研究具有重要工程价值和意义。本文借助于有限元软件,以220 kV交流复合绝缘子为例,分别对覆冰、污秽状态下的绝缘子电场分布情况进行了仿真分析。仿真结果表明,随冰棱长度的增加,电场畸变越加严重,当冰棱桥接伞裙时,冰棱外沿表面最大电场强度增大两个数量级,已远远超过起晕场强;湿冰条件下电场变化趋势较之干冰条件时无明显变化,但畸变更加严重;污秽条件下,干燥带的存在使得伞群和护套交接处电场畸变严重,但畸变程度不足以引发局部放电。最后提出在污秽、覆冰共存区域,应采用单伞大爬距的绝缘子,以提高闪络电压。     

户内绝缘子污秽闪络分析及改善建议

绝缘子污秽闪络会严重威胁电网的安全运行。针对市区内大量老旧变电站,因负荷重要、接线复杂、改造困难、支柱绝缘子爬电比距难调整、目前无法退出运行等原因,介绍了绝缘子污闪形成的原因、必要条件及机理,结合220kV武威站户内35kV正Ⅱ母6号电容器因事故引发跳闸案例分析,得出污闪跳闸的主要原因是站内空气湿度陡然增加,致使绝缘子表面在工作电压的作用下产生泄漏电流,最终酿成跳闸事故。依据变电站环境气候的不同,从运维方面入手,对支柱绝缘子防污闪工作,提出了在湿润和干燥环境下改善绝缘子闪络的措施与建议。     

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。     

污秽瓷绝缘子污闪过程及其电弧特性研究

输配电外绝缘污秽闪络仍然是威胁电网安全运行的重要隐患,目前国内外对于污闪机理的研究仍在开展。通过人工污秽试验研究了瓷绝缘子交流闪络特性,根据拍摄到的闪络过程,研究了绝缘子表面电弧发展规律。继而开展了瓷材料平板模型沿面闪络试验,获取了电弧延伸过程,测得了伏安特性并且计算电弧常数。研究结果表明,交流电压下瓷绝缘子表面电弧发展具有随机性,除了明显延伸的局部电弧之外,其表面还有多处火花放电;导电物种类对瓷表面电弧发展过程有影响,氯化钠下污秽瓷表面的局部电弧伏安特性可用U=112.8 I-0.54表示,而硫酸钙下污秽瓷表面为U=163I-0.39;根据临界闪络理论,瓷绝缘子闪络的污秽影响特征指数与沿面电弧常数之间存在数学关系,且该关系与所得的试验结果基本一致。     

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     

均压环对改善复合绝缘子的电场分布影响

新疆电网复合绝缘子每年都有污闪事故出现,其中主要原因是部分地区污染太重或气候太恶劣造成绝缘子表面在一定条件下达到了闪络电压,而绝缘子电压分布不均是闪络的直接原因。在这样的情况下,通过一定的实验数据说明了均压环的屏蔽深度、均压环的外径等参数对改善电场分布都有重要影响。提出在这些重污闪地区采用增加均压环来降低绝缘子对塔杆和对导线的电容,进而达到改善电场分布的目的。     

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。     

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。     

长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的试验研究

为研究长棒形瓷绝缘子的污闪特性,指导线路绝缘配置与选型,采用交流人工污秽试验方法,研究了盐密、污秽不均匀度对单节长棒形瓷绝缘子交流污闪特性的影响,得到了长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数。试验表明:长棒形瓷绝缘子污闪电压与盐密值之间满足负幂指数关系;长棒形瓷绝缘子表面污秽含量一定时,随着伞裙上下表面污秽不均匀度的增加,其污闪电压先增加后减小;绝缘子迎背风面不均匀积污时,其污闪电压高于均匀积污的情况。以双伞型瓷绝缘子串为基准时,灰密1.0 mg/cm~2的长棒形瓷绝缘子的爬电距离有效系数为K_1=0.611 6S~(-0.11)。     

雾霾天气下动车组车顶绝缘子积污特性研究

动车组高速运行过程中车顶绝缘子周围产生的高速气流影响其表面积污规律。为了在实验室中模拟雾霾天气对车顶绝缘子的污闪特性影响,研究了不同空气质量指数(AQI)条件下在网运行动车组车顶高压隔离开关绝缘子表面积污特性,并进行分析比较。试验结果表明:不同AQI条件下,绝缘子伞裙表面等值盐密(ESDD)及灰密(NSDD)均出现在绝缘子中上部伞裙,不同伞裙表面污秽分布具有一定的波动性;除底部伞裙外,其余伞裙上表面ESDDE及NSDD均大于下表面;伞裙表面积污量与AQI呈正相关,其中AQI对ESDD的影响较显著。