交流特高压输电线路绝缘子串污秽耐压特性试验

为研究1000kV特高压输电线路绝缘子串的污耐压特性,按照真型布置,依据GB/T4585-2004采用升降法求取了其50%污秽闪络电压。研究内容包括绝缘子串长与50%人工污秽耐受电压U50%的关系,不同串型下的污耐压特性,附灰密度(NSDD)、上下表面不均匀积污对污耐压的影响等。试验表明,绝缘子串长与U50%呈非线性趋势,按照线性拟合求取的U50%较试验所得出的结果高1.6～10.2%;NSDD的增加使绝缘子的U50%下降;上下表面不均匀积污比均匀积污时的U50%高等。研究结果可供1000kV交流特高压工程绝缘子串的选型及污秽外绝缘配置参数。     

1 000 kV交流输电线路长串绝缘子污秽特性的研究

对1000kV交流输电线路长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽工频耐受特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50%人工污秽工频耐受电压关系;普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性;附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比、串型、型式对污耐压特性的影响等。其研究结果对1000kV交流输电线路污秽外绝缘的合理设计及可靠运行具有重要的指导意义。     

1000kV交流线路长串绝缘子污秽特性的研究

针对我国准备建设的1000 kV电压等级的交流输电线路用的长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50％人工污秽工频耐受电压U50关系；普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性；附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比对污耐压特性的影响等。指出绝缘子串的U50与串长呈非线性趋势；按线性拟合所求取的U50较试验所求取的U50要高1．6％-10．2％；单片绝缘子污耐压随着海拔的增加而下降等。其研究结果对1000 kV交流输电线路工程造价、线路的可靠运行及污秽外绝缘的合理设计具有重要意义。     

特高压同塔双回交流线路的外绝缘特性

为确保线路运行安全,针对我国第1条1000kV交流特高压同塔双回线路特点,采用真型杆塔进行了工频电压、不同波前时间操作冲击和雷电冲击电压的放电特性试验;并利用污秽试验大厅开展了长串绝缘子的污耐压特性试验研究,获得了多条重要的放电特性曲线及长串绝缘子污耐压曲线。根据真型杆塔空气间隙试验结果及过电压计算结论,提出了1000kV交流特高压同塔双回线路杆塔最小安全间隙建议值,依据长串绝缘子污耐压试验结果,推荐了线路绝缘子配置参数。     

高污秽度环境中绝缘子积污特性研究

在宁夏石嘴山高污秽度地区搭建积污站,以垂直悬挂、斜拉悬挂和水平悬挂的方式模拟I串、V串和耐张串悬挂不同伞型的瓷、玻璃和复合绝缘子。经过一定积污期之后,测试绝缘子的等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD)、可溶盐离子成分和颗粒度,分析不同悬挂方式、不同材质绝缘子的积污特性。结果表明:在高污秽度环境中绝缘子积污主要受污秽自由沉降的影响,上表面污秽度高于下表面,上下表面积污不均匀程度从大到小的顺序为I串、V串、耐张串,双伞和三伞型绝缘子的污秽度高于钟罩型绝缘子,复合绝缘子的污秽度高于瓷和玻璃绝缘子。绝缘子污秽成分以CaSO4为主,粒径主要分布于0.2～100μm。     

污秽中CaSO_4质量分数对XWP2-160瓷绝缘子串交流污闪特性的影响

输电线路绝缘子在自然条件下表面积污成分中含有大量的CaSO_4,而污秽中CaSO_4对绝缘子污闪特性产生较大的影响。为此,以7片XWP2-160型绝缘子串为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,研究了CaSO_4对绝缘子污耐压及泄漏电流的影响规律。研究表明:随着CaSO_4质量分数的增加,绝缘子串污耐压呈幂函数形式递增,泄漏电流峰值递减;在CaSO_4作用下,可溶性物质密度(SCD)对绝缘子污耐压的影响程度是附灰密度NSDD影响程度的1.45~1.7倍,SCD对绝缘子泄漏电流峰值的影响程度是附灰密度(NSDD)影响程度的3~4倍;随着污秽度的提高,CaSO_4质量分数的改变对绝缘子污耐压的影响逐渐增大;随着CaSO_4质量分数的增大,SCD、NSDD的改变对绝缘子污耐压及泄漏电流峰值的影响逐渐减小。研究结果可为输电线路外绝缘设计和运维提供参考。     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究

为研究特高压支柱瓷绝缘子的自然积污规律,重点对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污检测。测量了盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non soluble deposit density,NSDD)及污秽成分,对比分析了伞裙上表面与下表面、迎风面与背风面、平均直径、连续积污等对支柱绝缘子自然积污特性的影响规律。结果表明,1 a的积污期条件下(2010年4月至2011年4月):1)单个1000k V支柱瓷绝缘子整柱污秽分布较不均匀,高压端与其他部位的ESDD平均比值为3.4,NSDD平均比值为2.3。2)绝缘子伞裙上表面污秽度普遍高于下表面。上下表面ESDD不均匀积污比平均为1.8,上下表面NSDD不均匀积污比平均为1.6。3)绝缘子伞裙背风面污秽度普遍高于迎风面。ESDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.64,NSDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.55。4)饱和ESDD与连续积污时间不成正比关系,而NSDD基本与连续积污时间成正比关系。5)ESDD和NSDD随平均直径的增大呈下降趋势。6)绝缘子表面污秽物中CaS O4含量平均为68%。研究结果可为我国特高压工程外绝缘设计、产品制造和运行检修提供参考。     

±500kV直流输电线路绝缘子污秽沿串分布特性

为研究绝缘子串沿串积污特性及影响因素,深入进行复合绝缘子的自然积污特性的试验研究。文中对兴安±500 kV直流输电线路沿线具有代表性、典型性的运行绝缘子串制定人工污秽取样方案与实地取样,并对污秽样品进行处理研究,深入分析了不同绝缘子串材质与不同插花型式的绝缘子的污秽沿串的积污特性。研究表明:高压直流输电线路绝缘子串积污受自然落污与电场两方面作用,高压端盐密值要大于低压端;上表面污秽物盐密值不一定小于下表面;不同插花形式中,小伞裙的污秽度最大;合理的设计伞形结构对提高耐污性能有重要作用。研究成果可指导运行部门优化架空输电线路的外绝缘配置、制定运行维护策略。     

1000kV支柱瓷绝缘子自然积污规律试验研究

研究1 000 kV支柱瓷绝缘子的自然积污规律可为我国特高压工程外绝缘设计和运行检修提供参考。为此,通过对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污观察和检测,测量了等值附盐密度(缩写为ESDD,简称为盐密)、不溶物密度(缩写为NSDD,简称为灰密)及污秽成分,分析了1 000 kV支柱瓷绝缘子污秽不均匀分布特性以及与传统瓷绝缘子积污特性的差异,评估了现阶段绝缘子污秽水平。研究结果表明:11 000kV支柱瓷绝缘子沿面盐密和灰密分布较不均匀,高压端最高,其他部位逐渐走低。绝缘子上表面积污重于下表面,上表面与下表面积污比为1.7~4.4;背风面积污重于迎风面,迎风面与背风面积污比为0.17~0.90;2绝缘子表面污秽物中Ca SO4质量分数为65%~70%,高于线路绝缘子现有测量数据;3随着运行时间的延长,上表面与下表面盐密积污比变化较小,灰密积污比增幅较大;迎风面与背风面积污比呈下降趋势;4对于1 000 kV支柱瓷绝缘子的单个元件,可考虑采取"前后2点简化法"测量污秽度;5同一运行环境、不同电压等级的支柱瓷绝缘子积污特性存在一定差异;6基于"一年一清扫"的前提,支柱瓷绝缘子的污秽水平现仍处于设计范围,并有一定裕度。     

华东地区500kV线路绝缘子的爬距有效利用系数

绝缘子的积污特性和爬距有效利用系数对线路的外绝缘特性有重要的影响,这一点应在外绝缘配置时予以考虑。对华东电网常用的几种绝缘子的积污特性、爬电距离有效利用系数进行了分析和计算,同时,在污秽试验的基础上,对几种常见的绝缘子试品进行了长串耐压试验,试验结果表明,不同类型绝缘子的爬电距离有效利用系数存在较大差异。此外,对不同串型布置方式下的长串绝缘子进行人工污秽试验,试验结果表明,双悬垂I串绝缘子的单片最大污耐压小于单悬垂I串时,如果双悬垂I串绝缘子采用V型或倒V型布置,绝缘子的积污特性可得到明显改善,且其污耐压水平也将得到明显的提高。     

低气压下复合绝缘子长串直流污闪特性

由于复合绝缘子具有的耐污性能好的优越性,我国正在建设的云广±800kV直流特高压线路也将采用复合绝缘子。为研究绝缘子面临的污秽和高海拔的综合影响,利用大型多功能人工气候室试验研究了低气压下复合绝缘子直流污秽闪络特性,结果表明:用升压法获得的复合绝缘子闪络电压比用升降法获得的50%耐受电压约高7%;复合绝缘子闪络电压与长度基本呈线性关系;气压对复合绝缘子直流污秽闪络电压的影响程度指数为0.6～0.8且受污秽度的影响;在盐密为0.05mg/cm2时,±800kV直流特高压线路所需复合绝缘子长度的基本配置应≥8.2m。     

模拟自然污秽绝缘子串的电压分布试验研究

输电线路绝缘子串电压分布受多种因素的影响,选用江西省典型污秽区110 kV在线运行XWP2–70绝缘子串作为试品,根据自然污秽的现场污秽度及分布规律,设计了5类不同污秽度的污秽绝缘子试验,并采用小球间隙法研究绝缘子串的电压分布。试验结果表明:洁净的绝缘子串电压分布主要受电容影响;污秽条件下绝缘子表面结构组成发生变化,绝缘电阻降低;在不同染污方式及污秽度的情况下,绝缘子串电压分布受电容、绝缘子表面干区和剩余污层及绝缘电阻的共同影响。该研究为改善绝缘子串的电压分布提供了指导依据。     

华东电网500 kV线路历年污闪事故分析及外绝缘配置优化研究

对华东电网500 kV线路发生的污闪事故分析表明,爬距不足和绝缘子伞型不合理是造成线路污闪的最主要原因。根据污闪事故分析,以及为确认线路的安全运行状况,对不同串型、不同形式500 kV线路绝缘子串进行了不同污秽度下的污秽试验,得到了不同试品的污耐压曲线,试验结果为500 kV线路的污秽外绝缘配置以及正确选型提供参考依据。在此基础上,通过总结华东电网超高压线路的运行经验,并结合试验研究和实际工程应用的基础,研究了各种绝缘子积污特性和爬距有效利用系数,对华东电网500 kV线路提出了合理的外绝缘配置。     

丧失憎水性的直流复合绝缘子耐污特性

通过人工污秽试验研究了丧失憎水性的复合绝缘子在直流电压下的污秽闪络特性,给出了两种憎水性状态下的复合绝缘子污闪电压,在憎水性完全丧失状态下时不同表面污秽度下的复合绝缘子50%闪络电压,文中还分析了表面污秽不均匀分布对污闪电压的影响。试验结果表明即使复合绝缘子完全丧失憎水性,其污闪电压较相同长度的瓷或玻璃绝缘子串高20%～50%。     

布置方式对直流绝缘子串人工污秽闪络特性的影响

直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响，以2种典型直流瓷绝缘子(XZP-210和XZP-300)为试品，在人工雾室中通过试验研究了悬垂单串布置(I型)、悬垂双串布置(II型)和V型布置绝缘子串的直流负极性污闪特性，分析了布置方式对负极性污闪电压的影响。结果表明：直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响；在不同污秽程度下，V型布置时直流污闪电压比I型布置时高14.5%~25.9%，II型布置则比I型布置低4.2%~9.0%；且随着污秽程度的增加，V型布置相对于I型布置的污闪电压提高的百分数和II型布置相对于I型布置降低的百分数均增大。     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究,绝缘子染污采用固体层法,试验结果表明,Y型绝缘子串与悬垂串相比,直流污秽闪络电压可提高约9%。在500 kV输电线路上采用Y型绝缘子串时,在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时,可减小杆塔尺寸,降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数,为500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。