高海拔地区±800kV特高压直流输电系统绝缘子带电自然积污特性

为了研究特高压直流绝缘子的自然带电积污特性,进行了全电压全尺寸特高压直流绝缘子积污特性试验。测定了绝缘子的等值盐密(ESDD)、等值灰密(NSDD),分析了不同材质(复合硅橡胶、玻璃、瓷)的绝缘子串,不同串型(I悬垂,V悬垂,耐张)的绝缘子串,不同伞形结构(复合伞裙、钟罩、三伞、瓷长棒)的绝缘子串,以及绝缘子伞裙上下表面和沿绝缘子串不同位置(高压侧、地侧、中间)的积污状况。初步结果表明:不同材质绝缘子串中瓷绝缘子积污最轻;不同串型的绝缘子串中耐张串积污最轻;不同伞形结构绝缘子串中瓷长棒绝缘子是最小积污伞型;伞裙上下表面污秽状况差异巨大,绝缘子杆塔侧积污最重。研究结果可为我国高海拔地区(特别是昆明地区)特高压直流输电工程的外绝缘提供重要的参考。     

±660kV银东线绝缘子串的自然积污特性研究

为分析±660 k V银东线绝缘子的自然积污规律,在山东德州设置污秽测量点,进行为期一年的自然积污试验。测量了绝缘子的等值盐密(ESDD)和等值灰密(NSDD),对比研究了瓷绝缘子和复合绝缘子表面污秽不均匀度、绝缘子串不同位置积污规律及灰盐比。结果表明:瓷钟罩绝缘子表面污秽不均匀度远高于复合绝缘子;绝缘子串高压端和接地端均比中间部分积污严重;复合绝缘子的伞裙直径越小,积污越严重;瓷绝缘子、复合绝缘子的灰盐比均值分别为12.44、5.86,下表面的灰盐比均大于上表面的灰盐比。     

降雨对绝缘子表面污秽的清洗作用

自主搭建人工降雨试验平台,动态模拟不同降雨工况环境;采用自然积污绝缘子,研究降雨对不同材料、伞型、安装方式和带电类型绝缘子表面污秽的清洗作用。试验结果表明:高强度的降雨可以产生更有效的清洗;瓷和玻璃绝缘子的降雨清洗特性相近;开放伞型的绝缘子清洗效果显著优于带下棱伞型的绝缘子;耐张串绝缘子降雨清洗更充分,受伞型影响较小;直流积污的绝缘子雨水冲刷作用弱于交流积污的绝缘子。同时指出,绝缘子表面可溶盐随降雨清洗时间的流失规律符合Box Lucas指数函数模型。相关研究结论可为外绝缘设备污秽状态预测和污秽清扫提供理论指导。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明：绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污染源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

徐州水泥污秽区悬挂绝缘子的污秽物特性

绝缘子自然积污情况下,表面污秽在积污过程中其上下表面盐灰密、颗粒粒径、表面元素成分和颗粒形貌发生变化。以江苏徐州地区架空输电线路绝缘子串为对象,对悬挂绝缘子上、下表面的盐密和灰密变化及绝缘子表面污秽理化特性进行了测试分析,探讨了徐州地区绝缘子表面污秽特性。结果表明:绝缘子表面的盐灰密值与天气状况相关,绝缘子积污在2月份达到最大值,且与周边主要污源存在较大关系;在徐州水泥污秽地区,绝缘子上表面沉积污秽度较大,下表面污秽度相对较小,不同环境下绝缘子表面积污物粒径、成分及含量均存在较大差异。其结论可为水泥污秽区绝缘子积污预警及日常运行维护提供参考。     

±800 kV楚穗特高压直流线路复合绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流线路复合绝缘子积污特性以指导线路外绝缘配置,于2013—2014年采集了±800 k V楚穗特高压直流线路复合绝缘子表面污秽,分析其污秽等值盐密等级分布,研究线路整体积污程度,以及直流极性、沿串部位分布等造成的积污差异。数据表明:832个污秽样本中,等值盐密最大值为0.192 9 mg/cm2,最小值为0.000 7 mg/cm~2,76%样本等值盐密0.025 mg/cm~2;相同积污条件下,直流极性不影响复合绝缘子整体积污程度;大部分复合绝缘子表面污秽呈两端重、中间轻的分布规律;大小伞裙交叉布置时,小伞裙等值盐密明显大于大伞裙;54.8%的伞裙上表面污秽盐密值大于或等于下表面,与玻璃或陶瓷绝缘子规律不同。±800 k V楚穗特高压直流线路整体污秽较轻,现有的复合绝缘子配置合理。     

±500kV高肇直流线路绝缘子积污特性对比分析

为分析不同结构绝缘子在华南地区直流输电线路使用后的积污情况,在±500 kV高肇直流线路经过广东省内的轻污秽区,设置污秽测量点,对带电运行1～3 a后的不同伞形结构(三伞型和钟罩型)直流线路绝缘子的污秽度进行了测量。测量结果表明:在相似的运行环境中,三伞型绝缘子的积污程度轻于钟罩型绝缘子;耐张串绝缘子的积污程度轻于直线串绝缘子;绝缘子表面积污多年期积高于1 a期。此外,雨水对绝缘子表面污秽具有清洁作用。研究成果有助于分析广东地区(甚至整个华南地区)直流线路绝缘子的积污规律,为直流输电线污秽外绝缘的设计和绝缘子的使用提供依据。     

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.     

浙江输电线路不同伞形绝缘子积污特性试验研究

选取浙江地区不同污秽类型测点,对同塔悬挂的不同伞形绝缘子的等值附盐密度进行对比研究。结果表明:钟罩型、双伞型绝缘子的饱和积污盐密比约为3.0;不同伞形绝缘子的盐密差别与该区域污染物类型有关,与农业污秽、沿海盐雾污秽区域相比,沙尘污染区域钟罩型与双伞型绝缘子的积污差异更显著。     

±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。     

自然积污绝缘子表面污秽分布特性研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,文章通过实验方法,重点研究分析了玻璃,瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布规律,所选择的这三种绝缘子为河北保定地区输电线路上已运行多年的悬垂绝缘子,利用盐密(Equivalent Salt Deposit Density,ESDD)与灰密(Non Soluble Deposit Density,NSDD)实验测量了绝缘子串中不同片的绝缘子及同一片绝缘子的不同表面的盐密、灰密,将数据以表、图的形式进行了处理分析,得到该地区绝缘子的污秽分布规律,最后以玻璃绝缘子及瓷绝缘子为研究对象,运用ANSYS对其在不同盐密分布下的电场及电流密度进行了仿真分析。     

沙尘暴条件下长棒形瓷绝缘子风洞带电积污试验

为研究输电线路长棒形瓷绝缘子与三伞型瓷绝缘子和复合绝缘子的积污性能差异,根据实际运行的积污数据综合分析了长棒形瓷绝缘子的自然带电积污特性,并利用风洞模拟系统进行了沙尘暴气候环境下长棒形、三伞型瓷绝缘子和复合绝缘子的带电积污试验,对比了不同绝缘子的空气动力学性能。结果表明:在轻污秽地区长棒形瓷绝缘子的积污性能和自洁性优于盘型瓷绝缘子;长棒形瓷绝缘子表面积污的饱和周期较短。在风洞模拟沙尘暴气候环境下,三伞型瓷绝缘子表面积污量最大,复合绝缘子次之,长棒形瓷绝缘子最小。由于具有开放的伞形结构和光滑的瓷表面,在沙尘暴气候环境下,与三伞型瓷绝缘子和复合绝缘子相比,长棒形瓷绝缘子具有最优良的空气动力学特性。     

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。     

重污少雨环境下长棒形瓷绝缘子积污特性

长棒形瓷绝缘子在重污秽、少降雨环境下积污严重,存在污闪隐患。为此选取长棒形瓷绝缘子用量较大、年平均降雨较少的徐州市,在岱姚5667线d级污区悬挂长棒形瓷绝缘子和盘型瓷绝缘子,对比少雨积污期内的自然积污差异;采用人工积污试验和积污仿真模型,研究长棒形瓷绝缘子的积污特性。结果表明:2016年2—4月的自然少雨环境中,长棒形瓷绝缘子各月平均积污量都大于盘型瓷绝缘子,两者的等值盐密比约为3.4:1;风洞模拟的积污环境下,长棒形瓷绝缘子LP75、LP85的等值盐密、灰密均大于盘型瓷绝缘,芯棒直径较小的长棒形瓷绝缘子积污更多;仿真结果表明,受开放伞型结构的影响,污秽颗粒在气流作用下更易与长棒形瓷绝缘子表面发生碰撞。在重污少雨环境下,长棒形瓷绝缘子自洁性难以体现,应及时清扫。     

不同材料绝缘子表面的自然污秽成分测量与离子配对分析

自然条件下绝缘子表面的污秽成分受地形、气候及绝缘子表面材料的影响。为有效测量和研究电力系统外绝缘表面污秽成分,研究了离子交换色谱法对绝缘子表面污秽成分的具体测量方法,并对重庆地区自然积污的瓷、玻璃、复合绝缘子表面自然污秽离子成分进行了测量。针对目前普遍采用的离子配对原则的不足,提出了基于模糊聚类的离子配对原则,为污秽成分离子配对提供了依据。研究结果表明:重庆地区的输电线路绝缘子表面主要污秽成分为CaSO_4;由于污秽成分在不同材料表面的积累特性不同,位于同一地点3种绝缘子表面污秽成分和含量分布有所差异;等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)无法表征电力系统外绝缘自然积污程度,需在污秽地区建立基于污秽成分的污秽程度表征方法,以提高电力系统外绝缘污秽测试的可靠性。     

高海拔地区直流输电线路外绝缘特性研究

为给高海拔地区特高压直流输电线路绝缘子的选择及外绝缘的设计提供参考,在实际高海拔条件下采用恒压升降法详细研究了瓷、玻璃和复合绝缘子的直流污闪特性,其内容主要包括:不同悬挂方式和污秽分布情况对瓷绝缘子污闪特性的影响;2种大吨位玻璃绝缘子直流污闪特性的对比及550 kN玻璃绝缘子V串与I串污闪电压的比较;比较3类绝缘子直流污闪特性。试验结果表明:悬挂方式及污秽分布情况对瓷和玻璃绝缘子有较大影响;复合绝缘子的直流污闪特性明显优于瓷和玻璃绝缘子;爬电距离不是决定复合绝缘子直流污闪电压的唯一因素,合理优化复合绝缘子的伞裙结构可有效提高其单位绝缘高度的直流污闪电压。     

输电线路长棒形瓷绝缘子的耐污性能

为研究挂网长棒形瓷绝缘子的耐污性能,采用ANSYS三维有限元和全尺寸人工污秽试验等方法对长棒形瓷绝缘子的电位分布、污闪特性、积污规律及有效爬电距离进行了探讨。仿真结果表明:与盘型结构相比,500k V线路长棒形瓷绝缘子串的电位分布更加不均匀,超过50%运行电压集中在高压侧第1节元件上。试验结果表明:长棒形瓷绝缘子交流污闪电压与串长呈线性关系,与等值盐密呈负幂指函数关系;重污秽条件(ρESDD=0.1mg/cm2及ρESDD=0.125 mg/cm2)下,500 k V线路长棒形瓷绝缘子的U50%较双伞型瓷绝缘子低27%~28.2%;此外,长期挂网测量数据表明,长棒形瓷绝缘子在湿润地区运行时表面污秽度可长期维持在较低水平,推荐爬电距离有效系数K≈0.98;而在半湿润地区污秽度则随时间呈指数函数增长,并且长期会趋于饱和,推荐爬电距离有效系数K≈0.89。以上参数可为不同降水量地区的外绝缘选择提供参考。     

绝缘子表面自然污秽物性与污染源关系研究

不同污染源影响绝缘子积污量,对污秽的理化性质也有较大影响。文中选取江苏盐城各县市不同污染源附近的6个绝缘子悬挂点,通过取样分析悬挂点绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和等值附灰密度(NSDD)及其污秽可溶物、不溶物中阴阳离子体积分数和上、下表面污秽颗粒粒径的变化,研究分析了不同污染源附近绝缘子自然积污规律。结果表明:连续积污两年后,各污染源附近绝缘子下表面的盐密和灰密高于上表面;水泥厂、热电厂、镍厂和工业园区附近绝缘子的污秽度要大于农田公路区和化肥厂,平均灰盐比以水泥厂附近绝缘子3.28为最高,化工园区1.75为最低;不同污染源绝缘子表面污秽物的理化性质存在很大差异。建议外绝缘设计及线路运行维护中充分考虑上述积污特点。     

±660 kV银东线瓷绝缘子的积污特性研究

为了研究银川东—胶东±660 k V直流输电线路瓷绝缘子的积污特性,在山东德州地区选取有代表性的#1894杆塔作为积污试验点,并进行为期两年的自然积污试验,测量了瓷绝缘子的等值盐密和等值灰密,研究分析正负极性对瓷绝缘子上下表面盐密、灰密及灰盐比的影响。结果表明:瓷绝缘子串积污整体呈现出两端高中间低的趋势,高压端积污最为严重;瓷绝缘子下表面积污比上表面严重;瓷绝缘子表面灰盐比主要分布在10~18.7;负极的瓷绝缘子积污比正极严重。