电场对复合绝缘子积污特性影响的探究

绝缘子的积污规律很大程度上取决于绝缘子周围尘粒的运动特性,通过试验和数值计算两种途径探究了各种因素对尘粒运动的影响.通过同轴电极模型试验探究了电场对尘粒运动的影响,建立了简化的二维轴对称数值计算模型,模拟了尘粒在极化力、电场力、稳态曳力和重力同时作用下的运动轨迹,仿真结果与试验结果比较符合,最后,计算了真实特高压直流复...     

普通钟罩型绝缘子积污特性模拟研究*

普通钟罩型绝缘子在输电线路仍具有不可替代的重要应用,以XP 70型绝缘子为研究对象,利用仿真软件建立多物理场耦合模型,分析绝缘子附近流场与绝缘子表面所受压力后得到如下结论：空气场在经过固体绝缘子时将在绝缘子下表面凹槽部分产生低速涡流区,该区域有利于固体颗粒的降落沉积;绝缘子迎风侧与背风侧所受绝对压力大小相等,气体在经过绝缘子时将在背风侧发生回流,该区域速度较低,易于污秽颗粒的沉积。     

高寒区交流复合绝缘子积污特性

为了探索运行年限及伞型结构对高寒区复合绝缘子伞套表面积污状况的影响,文中采用等值盐密、灰密法对黑龙江地区24支复合绝缘子的积污特性展开测试,测试对象包括绝缘子大、小伞的上下表面和护套表面。结果表明,该地区绝缘子经过3年运行后,积污已经达到饱和状态。对比不同伞型结构绝缘子发现,一大两小结构的绝缘子积污最轻,一大一小结构次之,等径结构绝缘子积污最为严重。通过对每支绝缘子伞套表面不同部位盐密、灰密值进行分析发现,绝缘子伞面积污存在不均匀性,表现为:绝缘子伞裙上伞面的积污状况小于下表面;而在大伞小伞和护套之间,护套表面积污最重,小伞其次,大伞表面的积污最轻。     

典型粉尘污染源下绝缘子积污粒径特征及其影响研究

从污秽颗粒粒径角度出发,测试分析了镍厂(金属)、化工厂两种典型粉尘污染源下绝缘子表面污秽粒径特征,并通过建立污秽颗粒沉积模型,研究了污秽颗粒粒径对积污的影响机制。结果表明:化工厂地区绝缘子表面污秽颗粒平均粒径仅为6.67μm,而镍厂地区绝缘子表面污秽颗粒平均粒径可达24.5μm;污秽颗粒粒径在20～30μm沉积率最大,因此镍厂区域内绝缘子表面积污严重;基于污秽颗粒沉积模型所得的仿真结果能够与现场积污现象互相印证,从而解释了污秽颗粒粒径对绝缘子积污的影响。     

35 kV复合绝缘子积污特性影响因素分析*

为探究复合绝缘子在不同运行环境下的积污特性,基于电磁学、流体力学等理论,采用有限元法对绝缘子的积污过程进行了仿真,分析了荷电污秽颗粒粒径、电场强度、电压类型等对绝缘子积污特性的影响。研究结果表明,当污秽颗粒粒径小于30 μm时,绝缘子表面积污量随着粒径的增大而增多,随着风速的增大而减少;在不同的正极性直流电压作用下,积污量在粒径30 μm时达到峰值;荷电颗粒受力与电压相关,导致不同电压类型下积污量有差异。     

悬式绝缘子串自然积污规律的探讨

本文据对不同污秽地区４０９串（２９９４片）线路用悬式绝缘子的盐密（ＥＳＤＤ）测试，探讨了绝缘子串表面污秽分布规律和盐密均值的简化测量方法，对绝缘子悬挂高度对积污的影响；绝缘子串带交流电与不带电积污的差异，以及不同型式的绝缘子在相同环境下沉积污秽的不同做了比较。结论可供线路绝缘设计、选型和运行维护工作参考。     

复合绝缘子积污特性的数值模拟研究

为研究棒形悬式复合绝缘子的积污特性,利用COMSOL对其在笔者所在学校风洞条件下的积污特性进行了数值模拟,并将模拟结果与华北电力大学风洞试验结果进行了对比分析。结果表明:两者积污量数量级相同,整体上随直流电压的变化趋势一致且呈"V"形分布,验证了该模拟方法的合理性。藉此,对复合绝缘子自然积污特性进行了模拟研究,分析了污秽质量分数和电压类型对其自然积污特性的影响。结果表明:绝缘子表面积污量随污秽质量分数的增大而增大;污秽质量分数较小时,积污量的增加速度较大,质量分数较大时,反之。在相同条件下,绝缘子表面积污量无论是整体上还是沿各伞裙分布均在施加直流电压时最大,交流电压与无电压情况相似;直流电与无电压情况下各伞裙积污量的差值近似呈"W"形分布。     

复合绝缘子的积污规律初探

从整支复合绝缘子盐密分布特点、春秋季复合绝缘子盐密位特点、雨水冲刷对盐密值的影响等方面对大量的复合绝缘子盐密测试数据进行了分析。并对其积污规律进行了总结。     

特高压绝缘子串电场分布研究

借助ANSYS有限元软件对特高压绝缘子串在安装和不安装均压环情况下的电场分布进行仿真研究,确定了均压环的合理安装型式及安装位置,进一步优化特高压绝缘子串型结构。     

不同环境条件下特高压换流站用绝缘子积污特性研究

以4类典型气候条件(极干旱、半干旱、半湿润、湿润)的特高压换流站为研究对象,开展了绝缘子自然积污试验测试.获得了4类环境条件下特高压直流工程站用绝缘子积污不均匀系数特性,分析了直径、布置方式和交直流电压对换流站绝缘子积污性能的影响.测量结果表明:天山站、灵州站、中州站和苏州站支柱绝缘子上下表面等值盐密比值分别为1.56、0.41、1.26和1.45;和垂直布置的支柱绝缘子相比,水平布置的穿墙套管绝缘子暴露在雨中的面积更大,绝缘子表面污秽受雨水冲刷效果更明显,灵州站和苏州站水平布置绝缘子等值盐密是垂直布置绝缘子的0.64倍和0.63倍;交直流绝缘子的积污差异主要由电场力、污秽物颗粒大小和风速决定,天山站、中州站和苏州站支柱绝缘子的交直流积污比分别为1.12、0.84和0.52;对于不同直径的站用支柱绝缘子,随着直径的减小,等值盐密逐渐增加.     

不同环境条件下特高压直流线路绝缘子长期积污特性研究

以4类典型气候条件(极干旱、半干旱、半湿润、湿润)的特高压直流输电线路绝缘子为研究对象,开展了绝缘子自然积污试验,获得了不同环境条件下特高压直流绝缘子的积污特性,揭示了不同伞型、不同憎水性表面绝缘子的积污特性.结果表明:从极干旱地区至湿润地区,绝缘子的灰盐比和不均匀积污系数均下降,湿润地区外伞型绝缘子与钟罩型绝缘子的等值盐密比为0.82,极干旱和半干旱地区耐张串复合绝缘表面与亲水性表面绝缘子等值盐密比分别为1.64和1.85.研究成果可为我国不同环境地区特高压直流输电线路外绝缘差异化设计提供依据.     

特高压直流线路复合绝缘子积污特性仿真及现场实测研究

针对特高压直流线路现有标准型或钟罩型瓷或玻璃绝缘子积污数据多,复合绝缘子积污数据较少,且多为不带电状态,无法准确获得电场力与风力、重力等综合作用对运行中复合绝缘子积污特性影响程度的问题,以±800 kV特高压直流线路为例,对其运行复合绝缘子带电积污特性开展仿真分析,并在线路综检期间对其现场污秽度进行实测验证。结果表明,污秽颗粒在带电复合绝缘子表面沉积是空气曳力、自身重力和电场力共同作用的结果,污秽颗粒电荷的增加、电场力的增强对颗粒运动过程影响更明显,即大气风力越小,电场力对污秽沉积的作用越明显。特高压直流线路复合绝缘子高压端伞裙的等值盐密高于中、低压端,整串分布且呈“U”型,与带电复合绝缘子的沿串电场分布规律一致。     

雾霾模拟环境下绝缘子积污特性研究

雾霾影响输电线路外绝缘的问题近年来被广泛关注,为此设计了雾霾模拟装置,以探讨瓷、玻璃和复合绝缘子的积污特性.分析了绝缘子积污随雾霾浓度、颗粒粒径和持续时间的变化规律,根据实验结果比较了雾霾环境中瓷、玻璃和复合绝缘子的积污程度.结果 表明:自行设计的模拟装置能产生自然雾霾;雾霾影响绝缘子积污主要表现为湿沉降作用;绝缘子的...     

雾霾环境下自然积污绝缘子的污秽颗粒粒径分布特性

绝缘子表面污秽颗粒粒径分布的不同会导致污层吸水特性的差异,进而影响污层的电导率和绝缘子的闪络特性。为了研究雾霾环境下自然积污绝缘子的污秽颗粒粒径分布特性,在交流、直流作用电压下和不带电情况下对4类绝缘子进行雾霾环境下的自然积污,利用电子显微镜和图像二值化处理软件对绝缘子污秽颗粒的粒径大小进行统计。统计结果表明,雾霾环境下自然积污绝缘子污秽颗粒的粒径服从对数正态分布,90%的污秽颗粒粒径20μm;交流、直流、不带电3种情况下的污秽粒径分布存在差异,表现为直流电压下的平均粒径最小,交流电压下的平均粒径最大;上伞面的平均粒径大于下伞面;复合绝缘子污秽颗粒的平均粒径较瓷和玻璃绝缘子大。进一步分析发现,不同带电形式下,上下伞面以及不同类型绝缘子污秽颗粒粒径分布的差异,分别是由污秽颗粒所受的电场力和重力及绝缘子材质不同引起。     

脉动风作用下特高压绝缘子串的风偏特性

特高压线路比较低电压等级线路来说,具有绝缘子串更长,地理跨度更大,绝缘子串的动态风偏特性将更为突出的特点。建立了4档绝缘子串-导线整体数值模型,模拟了脉动风的风速时程曲线,通过改变风速、垂直荷载、导线型号和单/双联绝缘子串等因素,系统地研究了脉动风作用下特高压线路绝缘子串的风偏特性。结果表明：不同条件下特高压线路风偏角脉动响应系数β大致在1.1~1.2变化。风速一定时,绝缘子串风偏角随着导线截面增加而减小,在进行特高压线路绝缘子串风偏角计算时,双联复合、盘形绝缘子串可以简化为对应型号的单联复合、盘形绝缘子串。     

悬式绝缘子自然积污性能的研究

针对不同污秽地区,选择适宜型号的绝缘子作为防污措施在技术经济上是合理的。本文通过浙江省在不同地区建立的自然污秽试验站,进行了自然积污性能的现场对比试验,并对不同污秽地区的外绝缘选型提出了一些看法和建议。     

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。     

盐雾环境下瓷及复合绝缘子积污特性模拟研究

盐雾环境下的污秽物具有较高的可溶盐含量,可造成绝缘子绝缘性能下降,进而危及电力系统的安全运行.以XWP2-160型瓷双伞绝缘子和FXBW-110/120-2型复合绝缘子为研究对象,基于场致荷电机理,利用多物理场耦合软件COMSOL对其积污特性进行数值模拟,探索了盐密ESDD的计算方法,并验证了其合理性.利用该方法研究了盐雾环境下风速、雾滴粒径、电压类型对瓷及复合绝缘子积污特性的影响,分析了污秽沿绝缘子伞裙的分布规律.结果表明:复合绝缘子的积污量大于同条件下瓷双伞绝缘子积污量,盐雾环境频发地区可优先考虑瓷双伞绝缘子;直流电压下,瓷及复合绝缘子的积污量增长趋势均与风速、粒径呈正相关;复合绝缘子积污量沿伞裙近似呈U型分布,瓷双伞绝缘子积污量沿伞裙近似呈M型分布,且风速越大分布趋势越明显.     

±500kV直流线路绝缘子串自然积污规律初探

根据±500 kV天广直流线路绝缘子积污测量结果,探讨了直流线路绝缘子的积污规律,并计算了部分杆塔绝缘子片数和污闪概率。结果表明:直流绝缘子正负极性下积污量基本相当;直流绝缘子串沿串的积污量分布基本呈U型分布,与交流下相似;同种绝缘子在不同地区其上下表面积污量的比值不同;目前±500 kV天广直流线路部分地区绝缘子片数不足。