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。     

染污情况下硅橡胶表面直流电弧特性研究

复合绝缘子的硅橡胶表面在防污闪方面具有优越的性能,但是污秽硅橡胶表面的闪络特性以及机理尚未达到共识。为了研究污秽硅橡胶表面局部电弧的特性,以硅橡胶三角平板模型为研究对象,对其在高压直流电场中的电弧特性进行了研究。研究发现:染污硅橡胶表面局部电弧的伏安特性呈现下降型的趋势,其电弧常数A值为65.7,更接近于空气电离下A=60~80的情况;染污硅橡胶表面局部电弧产生机制与瓷、玻璃表面有本质上的差异,其在较大程度上可能是由空气电离产生;电弧长度不同时,电弧的场强分布及其E-I特性有差异;硅橡胶材质表面电弧特性会因憎水迁移性的变化而发生明显改变,需关注绝缘子表面憎水性迁移情况,从而更准确地指导防污闪措施的实施。     

绝缘子表面由于非对称污秽而产生电场的倾斜

绝缘子一般是轴对称形状的,但其表面污秽为非对称。这样将由于非轴对称污秽而产生的电场的倾斜进行了计算。分为圆筒形、圆锥形及圆环形,它们适用表面电荷方法。考虑了绝缘材料的介质率,使用复合介质率,也考虑了体积固有电阻。在计算中,在干燥部位和湿润部位的边界上,表面电阻为不连续变化,而实际上是连续变化的。如果这样划分,其计算结果更符合实际。绝缘子表面由于非对称污秽而产生电场的倾斜     

聚合物绝缘子的污秽耐受电压特性

开发了疏水性聚合物绝缘子的人工污秽方法,不损害聚合物表面,对通常污秽的料浆不添加特别的化学物质。一般在现场进行观察,在疏水性硅橡胶上形成了同样的均一污秽层。用此方法研究聚合物绝缘子的污秽耐受电压特性,并和瓷质绝缘子的特性进行了比较。对湿润条件、附盐密度、...     

自然条件下聚合物绝缘子和玻璃绝缘子的污秽情况对比

自然条件下聚合物绝缘子和玻璃绝缘子的污秽情况对比在交流和直流试验设备上对普通的聚合物绝缘子和玻璃绝缘子进行了２～５年的试验。有机硅橡胶绝缘子的表面污秽电导率比玻璃绝缘了小３～４倍，并且随着污秽程度的增加，这种差别增加到１０～１５倍。实验证明，表面污秽...     

均压环安装错误对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。某供电公司因为施工中的错误安装,导致110 kV的复合绝缘子均压环安装在端部护套上,运行中发生绝缘子均压环对端部金具的放电。笔者对这种错误安装均压环的110 kV复合绝缘子电场进行了计算,结果表明采用错误的安装方式时,电场畸变较为严重,其最大电场远远超过了硅橡胶表面能承受的最大场强,导致出现放电烧蚀现象,强电场加速了复合绝缘子有机硅橡胶的老化。     

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。     

基于PCM和纹理特征的铁路绝缘子污秽程度异常检测

为了有效的检测接触网中污秽程度较高的绝缘子,提出一种基于纹理特征和可能性均值聚类的异常检测方法,为绝缘子清洗工作的开展,提供必要的参考和前提。首先利用最大类间方差法对图像进行分割得到绝缘子的盘面区域,然后使用灰度共生矩阵计算出纹理空间的特征向量,进而使用主成分分析算法对特征向量进行融合与降维,最后通过可能性均值聚类算法实现接触网绝缘子污秽程度的异常检测。实验表明,该方法能有效的检测出污秽程度异常的接触网绝缘子。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...     

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。     

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。     

在有盐雾的情况下高温硫化硅橡胶的表面电阻和憎水性

在严重污秽和潮湿的条件下,用硅橡胶制做的绝缘子能提供长期的、令人满意的性能,而这归因子硅橡胶表面长期的憎水性。这种表面憎水性抑制了在绝缘子表面形成连续的水膜及沿面泄漏电流的生成。从而减小了由闪络的干电弧的发生过程。在目前的研究中,高温硫化硅橡胶棒需经盐雾和浸入盐溶液中加速湿润。通过对样品施加直流电压来测量其表面电阻,并研究影响表面电阻的各种参数。这些参数包括：1．在没有电场情况下,将样品持久放置于盐雾中;2．样品长期置于盐雾和电场作用下;3．样品的长度。同时,也测量了与表面电阻相关联的接触角和表面粗糙度。     

10 kV配网绝缘子遮蔽罩表面状态与放电关系试验研究

绝缘子遮蔽罩遮蔽效果对配网旁路作业安全具有重要的作业,最终影响到作业人员的人身安全,然而绝缘子遮蔽罩在长时间的使用过程中,由于导线电压的影响,在污秽、水分子的作用下,其表面存在一定的电蚀现象。针对绝缘子遮蔽罩表面存在的电蚀缺陷,通过在不同湿度和污秽程度条件下,进行工频耐压试验和泄漏电流测量。试验结果表明,在3 cm²～20 cm²电蚀面积的条件下,随着湿度的和污秽度增加,对绝缘子遮蔽罩表面泄漏电流的大小影响显著增加,尤其是污秽度对其泄漏电流增加有着线性作用,作用要大于湿度对绝缘子遮蔽罩表面泄漏电流的影响。通过对沿面放电试验可知,基于电蚀面积的绝缘子遮蔽罩表面泄流电流评估方法对现役的绝缘子遮蔽罩绝缘状态的评估有着参考意义。     

运行后的线路复合绝缘子表面憎水性研究

以运行后的110kV线路复合绝缘子为样本,采用喷雾法和接触角法,参照现行检验标准,对其表面进行憎水性研究,着重考察去离子水和无水乙醇清洗表面后在四个不同特性阶段下的憎水性状态。试验结果表明附着自然污秽的硅橡胶表面与无水乙醇清洗自然污秽后的硅橡胶表面表现出两种截然不同的憎水性能,HC分级值能比较准确反应有老化现象的硅橡胶表面憎水性能,而静态接触角值对其基本无参考意义。最后针对运行后的线路复合绝缘子憎水性测量,尝试给出一些建议。     

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。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。本文基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

基于红外图像特征与BP神经网络的绝缘子串低零值故障和污秽故障识别方法

提出一种基于红外图像温度分布特征和BP神经网络(BPNN,back-propagation neural networks)的绝缘子串低零值故障和污秽故障识别方法。首先利用图像处理技术分割提取绝缘子串红外图像中钢帽和盘面目标区域,得到对应温度数据;之后引入K-means聚类算法剔除分割目标区域中背景像素温度数据的干扰,并计算每个分割区域温度平均值,形成反映绝缘子运行状态的钢帽和盘面温度特征向量;在此基础上,建立以温度特征向量为输入的BPNN模型,实现绝缘子串低零值故障和污秽故障的识别及故障定位。最后通过将模型应用于某500 k V变电站绝缘子串故障诊断,验证所提出方法的准确性。     

基于随机森林模型的瓷绝缘子污秽等级判定研究

瓷绝缘子经常面临因表面污秽沉积而引起的闪络问题,给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。表面泄漏电流法是对瓷绝缘子进行在线监测及污秽等级判定的重要方法,而判定的难点在于泄漏电流的环境因素、电气特征与表面污秽程度存在着非常复杂的非线性关系。在实验室模拟试验信号和现场运行实测信号的基础上,通过时域法和离散小波时频法分析获得了与绝缘子污秽度相关的重要电气特征量,建立了基于随机森林算法的瓷绝缘子污秽等级判定模型,验证实验结果表明该模型能有效识别绝缘子的污秽等级,且性能稳定可靠,可为瓷绝缘子的污秽监测及污闪的预防提供有效借鉴和参考。     

山东电网绝缘子表面污秽成分特点分析

为研究山东电网绝缘子表面污秽成分的特点,选取不同运行环境、不同电压等级和不同电场的绝缘子,采用离子色谱等方法分析污秽中的主要成分。研究结果表明:自然降水的冲刷效果,造成绝缘子表面难溶性盐CaSO_4的富集特性比易溶性盐显著;重污区绝缘子污秽中主要成分含量明显高于其他环境;相同运行环境,500 k V绝缘子污秽中主要离子成分的含量明显高于220 k V、110 k V绝缘子;直流电场对污秽的吸附能力比交流电场强,但对污秽成分的影响不大。采用富集因子分析方法,分析了污秽中主要金属元素Ca的来源,发现其主要来源于人为污染,且在不同运行环境下受人为污染的程度不同,以重污区人为污染程度最严重。