一种配网防冰防雷复合绝缘子绝缘段结构设计研究

将避雷器和绝缘子结合应用于配网线路中,开发出配网防冰防雷复合绝缘子。基于防冰防雷绝缘子的工作机理,对绝缘段的电气性能进行了试验分析。测试结果表明:100 k V正极性雷电冲击下,当放电球直径从9.87 mm上升到39.98 mm,不同直径放电球对应的空气间隙距离从80.32 mm下降到32.54 mm;26 k V工频湿耐受下,间隙击穿特性随着放电球直径的增大受雨水的影响显著上升。并运用有限元法搭建了防冰防雷绝缘子仿真模型,对放电球进行了电场仿真分析。基于仿真分析和试验结果,得到相同雷电冲击电压作用下放电球直径与空气间隙距离关系的经验公式。结合雷击和工频测试结果,得到放电球直径的取值应≯25 mm。对不同长度支撑件进行了正极性雷电冲击测试,得到了正极性冲击耐受电压随着支撑件长度的变化的经验公式。试验结果表明:当支撑件长度从25 mm上升到60 mm,击穿电压从67.19 k V上升到150.20 k V。基于测试结果,结合防冰防雷绝缘子设计原理表明支撑件的长度应≮60 mm。     

带间隙线路避雷器雷电冲击绝缘配合特性极性效应研究

部分现行线路避雷器标准仅规定了正极性雷电冲击50%放电电压的上限值,但是在线路避雷器试验及检测过程中,发现负极性雷电冲击电压下线路避雷器与绝缘子串的绝缘配合裕度明显低于正极性,按正极性雷电冲击放电电压进行配置的线路避雷器,在遭遇负极性雷电时,可能出现保护裕度不足的问题。为验证这一现象,基于110kV线路避雷器和绝缘子串开展了大量的研究性试验,并在此基础上建立了放电过程仿真模型,得出线路避雷器的负极性雷电冲击50%放电电压和伏秒特性曲线均明显高于正极性,这种极性效应主要由线路避雷器串联间隙引起。     

输电线路保护用有串联间隙避雷器间隙特性的研究

采用线路避雷器进行防雷保护是输电线路防雷的重要措施。通过对220kV输电线路用有串联间隙避雷器绝缘配合及结构的研究分析,提出了线路避雷器的技术参数及串联间隙的设计原则,确定了线路避雷器的间隙结构。对两种类型的220kV绝缘子串和避雷器进行了雷电冲击放电特性试验,结果表明:线路避雷器与绝缘子串的正极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.39;线路避雷器与绝缘子串的负极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.34,其配合系数大于1.18,对绝缘子串保护的有效率超过99.993%;线路避雷器正极性雷电冲击放电伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低16%,线路避雷器负极性雷电冲击放电电压伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低15%。220kV避雷器的放电特性满足了线路绝缘配合的要求,实现了对不同类型的绝缘子串的保护。     

空气动力学型绝缘子空气中冲击击穿特性的研究

快波前冲击过电压对输电线路用盘形悬式瓷绝缘子危害较大,依据标准GB/T20642-2006《高压线路绝缘子空气中冲击击穿试验》,对盘形悬式瓷绝缘子中的空气动力学型瓷绝缘子进行了50%雷电冲击闪络电压和陡波试验,并与钟罩型瓷绝缘子进行了比对研究;研究了瓷绝缘子的形状及大气相对湿度对闪络电压的影响。试验表明:空气动力学型瓷绝缘子50%雷电冲击闪络电压较钟罩型瓷绝缘子低;空气动力学型瓷绝缘子在规定的试验电压下,波前(放电)时间不能满足标准要求;同时,当大气相对湿度较大时,会对瓷绝缘子陡波试验结果产生不利影响。     

大气电场下金属尖端电晕放电阈值的研究

针对大气电场下金属尖端电晕放电阈值的问题,通过理论分析与试验相结合的方法,测量了电晕放电阈值电压并利用ANSOFT Maxwell有限元软件对阈值电场的计算,研究了不同金属、高度、环境以及有无尖端时金属尖端电晕放电电压阈值和电场阈值的变化规律,得出以下结论:大气电场下,电导率不同的铁、铝、铜,电晕放电电压阈值和电场阈值大小与电导率关系不大;同温同湿,同高度金属棒的电晕放电电压阈值与电场阈值大小与尖端高度是负相关的;同温同湿,金属棒高度与电晕放电电压阈值和电场阈值是负相关的;湿度与温度的增大都会造成电晕放电电压阈值与电场阈值的降低,但温度的影响比湿度更大。     

支柱绝缘子在污秽条件下的操作冲击特性

给出了支柱绝缘子在污秽条件下的操作冲击试验结果。所试验的绝缘子长度从4米到12米。观察到在污秽存在时,特别是当大片干燥带影响绝缘子表面时,操作冲击耐受电压大大降低。污秽条件下和清洁干燥条件下的操作冲击强度的比值实际上与绝缘子的长度无关,而在污秽条件下操作冲击与交流绝缘强度的比值随绝缘子长度的增加而减小。     

高海拔淋雨状态下线路绝缘子的直流放电特性

根据在人工气候室里的试验结果,阐述了海拔高度对直流淋雨放电电压的影响;分析了在高海拔下绝缘子的直流淋雨放电电压与海拔高度、淋雨率、绝缘子结构和电压极性的关系.     

聚合物绝缘子在短冲击电压下的电气强度

介绍了聚合物绝缘子在短电压冲击下的电气强度.主要研究了聚合物棒形绝缘子在干放电电压和湿润情况以及人工污秽条件下的放电特性,并提供了有关技术参数.     

气体放电管的浪涌冲击特性研究

气体放电管是电力、电子系统中常用的雷电浪涌防护器件,其浪涌冲击特性直接影响防护效果。利用EMTP软件建立气体放电管仿真电路模型,搭建1.2/50-8/20μs组合波发生回路进行仿真冲击,并将结果与试验数据进行对比。此外还搭建10/700-5/320μs组合波发生回路,比较分析不同浪涌脉冲作用下气体放电管的冲击放电电压和波形上升时间变化。分析结果表明:建立的气体放电管电路模型冲击放电电压和通流波形均与试验结果相接近,较好地反映了其在组合波冲击下的响应特性;气体放电管的响应受冲击电压变化率的影响较大,冲击放电电压随着冲击电压变化率的增大而增加;冲击放电电压波形上升时间则相反。气体放电管对不同雷电浪涌冲击波形的响应特性有所不同,需要在应用中更加针对性地进行分析和防护。     

基于MPC局部约束的压接式复合绝缘子建模研究

目前国内柔直换流阀全部采用支撑结构型式,支柱绝缘子是支撑结构的核心部件,其力学性能对柔直换流阀整体结构特性影响显著。由一次整体拉挤成型的大直径芯棒和法兰压接而成的复合支柱绝缘子强度高、韧性好,在现有柔直换流阀中广泛应用。对于压接式支柱绝缘子有限元模型的构建大多采用法兰面与芯棒表面直接刚性连接,这使得仿真模型刚度与实际模型偏差过大,模型失真。基于此,本研究提出了一种基于MPC(Multi-Point Constraints,多点约束)的新型压接复合支柱绝缘子有限元简化模型,准确的模拟出工程实际中芯棒与法兰的压接区域,并通过静力试验以及振动特性试验验证模型的可靠性。研究表明,有限元仿真结果与试验结果相差均在5%以内,可见基于MPC局部约束的有限元建模方法应用在压接复合支柱绝缘子上是十分可靠的。基于所提出的模型,进一步探究了法兰的高度和厚度对复合支柱绝缘子力学性能的影响。结果表明,在绝缘子加强筋高度(非压接区域)一定时,法兰高度的变化对力学性能的影响作用可以忽略;而在法兰压接工艺允许的厚度范围内,法兰厚度增加会大幅降低绝缘子的最大弯曲应力,增加其安全裕度。这为压接复合绝缘子的设计提供了较好的...     

直流GIL中柱式绝缘子附着金属微粒对表面电荷积聚的影响研究

针对直流GIL封闭输电线路中金属微粒污染的现象,在充分考虑金属微粒对绝缘子表面电荷分布影响的基础上,建立了含金属微粒的柱式绝缘子表面电荷积聚时变数学模型,采用COMSOL仿真分别分析了金属微粒、电压幅值、电压极性及其共同作用对直流GIL绝缘子表面电荷积聚动态过程的影响。研究结果表明:绝缘子表面法向电场强度与表面电荷分布密切相关;金属微粒与电极直接接触的绝缘子表面呈现与接触电极相同的电性,与绝缘子中部接触的绝缘子表面位置呈现与微粒所对应电极相反的电性;随着电压幅值的增加,附着金属微粒的绝缘子表面电荷积聚现象愈加严重;随着电压极性的改变,附着金属微粒的绝缘子相同位置处的表面电荷密度大小相等、电性相反;当电压极性发生反转时,绝缘子表面法向电场强度增加、切向电场强度减少。     

基于电磁波频谱的棒形悬式复合绝缘子内部缺陷放电检测方法

分析了棒形悬式复合绝缘子绝缘内部缺陷放电的故障形成机理及过程,依据发展不同时期的严重程度,提出相应的故障模拟方法。通过仿真计算绝缘子高压端及故障位置的电场畸变情况,验证故障模拟方法的可靠性。测量不同故障状态下棒形悬式复合绝缘子故障放电辐射的电磁波频谱,得出不同故障放电的幅频特性。同时通过紫外成像仪观察故障处的放电光子数,对比不同严重程度内部故障情况下的放电情况。试验结果证明,通过检测棒形悬式复合绝缘子加电压时缺陷处辐射电磁波的幅频特性,可以判断绝缘是否发生故障及故障的严重程度,为线路巡检故障棒形悬式复合绝缘子提供了新的方法。     

高电压充气电器用环氧树脂绝缘子的无损探伤

<正> 大多数高电压充气电器的内绝缘结构由环氧树脂混合物浇注而成。仔细研究了绝缘子最主要的特性、缺陷和探伤方法。结沦如下:①大批量生产的环氧树脂绝缘子中可能存在使绝缘子机电特性降低的各种不同的宏观缺陷,绝缘厚度内存在气体杂质和金属杂质,电介质表面有气孔和金属粒子等缺陷。②提出了综合的探伤方法。在提高电压试验的同时,运用光学和电学测量局部放电的方法。③为了保证绝缘子运行可靠性,必须在同时检测表面和内部局部放电水平的情况下,用较高的电压进行几十小时的试验。④实验确定了局部放电试验由实际电荷至表面     

强降雨下不同安装角度的空心复合绝缘子冲击闪络特性研究

随着全球气候变暖,特大暴雨、雾霾、暴雪等极端天气频发,其中暴雨天气已成为电力设备安全运行的严重隐患之一.空心复合绝缘子已被广泛应用于各种电力设备中,但对于强降雨条件下空心复合绝缘子的冲击闪络特性缺乏系统的研究.以额定电压220 kV空心复合绝缘子为试品,进行了强降雨条件下空心复合绝缘子的冲击放电电压试验,研究结果表明:强降雨条件下,降雨强度对于空心复合绝缘子的50％雷电冲击闪络电压影响不大,而50％操作冲击闪络电压随着降雨强度的增大而减小,符合负幂指数关系;雨水电导率的增加对50％操作冲击闪络电压有所影响,但相对降雨强度对其影响小得多;同时,改变空心复合绝缘子的安装角度也会导致50％操作冲击闪络电压的不同,在标准淋雨条件下,空心复合绝缘子与水平呈60°夹角安装时绝缘强度最优.     

热带地区海藻污秽的绝缘子串的放电特性

<正> 在新几内亚巴布亚大学的实验室中,研究了被海藻污秽的(暂时在66kV电压下工作的)132kV线路绝缘子样品。对新的和已污秽的绝缘子进行了干、湿放电电压和耐受电压试验。试验结果表明,干燥情况下新的和已污秽绝缘子的放电特性大体相同。但是,在湿的环境条件下,污秽绝缘子的放电电压比新绝缘子的约降低了1/3。由此得出结沦,海藻的增加,特别是在绝缘子上部表面,会使湿放电电压大为降低。指出,绝缘子表面严再污秽和海藻量增加是     

变电站瓷支柱绝缘子断裂故障分析及预防措施

变电站瓷支柱绝缘子断裂事故对电网安全稳定运行构成了严重威胁。结合典型的变电站瓷支柱绝缘子断裂故障,分析了变电站瓷支柱绝缘子断裂基本特征,揭示了断裂故障的根本原因,并在此基础上提出防止瓷支柱绝缘子断裂故障的预防措施。结果表明:瓷支柱绝缘子断裂大部分发生在金属法兰和绝缘瓷件的结合部位;故障发生常伴有运行环境突变。制造工艺不良、运行维护工作不到位是导致瓷支柱绝缘子故障的主要原因。为防止支柱绝缘子断裂,必须严格进行抽样试验;加强防水胶涂抹检查、超声波探伤等运维工作。     

水分子浓度对复合绝缘子电晕放电特性的影响研究

在湿热气候环境中复合绝缘子表面频发的电晕放电,会破坏绝缘子的绝缘性能.为了研究湿热环境中水分子浓度对复合绝缘子电晕放电特性的影响,采用二维数值模拟计算,仿真分析了水分子浓度对绝缘子电晕放电的电场强度、电子密度、电子温度和重粒子密度的影响.并通过氮氧环境中绝缘子电晕放电数据验证模型的准确性.通过分析仿真数据可知,在金具和...     

1000kV交流变电站支柱和空心绝缘子污秽外绝缘设计的探讨

阐述了污秽外绝缘设计的基本方法及存在的一些问题,并在此基础上推荐出了变电站绝缘子污秽外绝缘的设计方法。对于1000kV变电站支柱和空心绝缘子进行污秽外绝缘设计,考虑到现场污秽中所含CaSO4对污耐受电压影响较大,进行了等值附盐密度校正,最后给出了1000kV变电站支柱和空心绝缘子的污秽外绝缘配置,建议Ⅲ级污秽等级1000kV瓷空心绝缘子的结构高度为11.0m～12.8m、支柱绝缘子的结构高度为9.3m～10.5m、复合空心绝缘子的结构高度为8.8m～10.2m。     

棒形悬式复合绝缘子覆冰操作冲击特性的研究

覆冰后的棒形悬式绝缘子电气强度明显下降,容易造成覆冰绝缘子串冰闪事故。分别研究了不同覆冰重量和水电导率对操作冲击U50%放电电压的影响,得出覆冰棒形悬式复合绝缘子的U50%放电电压随覆冰重量和水电导率的增加呈乘幂关系下降;冰闪电压随覆冰重量下降的速率呈逐渐变缓的趋势;棒形悬式复合绝缘子的正极性比负极性的操作冲击放电电压低。     

750kV紧凑型塔窗内长空气间隙放电试验研究

紧凑型输电线路与常规线路相比,具有提高自然输送功率、压缩线路走廊宽度、降低工程建设造价的特点。通过仿真试验研究了750 kV单回紧凑型线路直线塔窗内相地、相间长空气间隙在操作冲击下的放电特性,得到了在各种间隙条件下的50%放电电压。利用先导-放电模型分析计算了相地空气间隙的50%放电电压,得出的计算结果与试验结果比较吻合。并用ANSYS仿真计算了稳态情况下的电场强度,找出了电场畸变最大的点。