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。     

±800kV特高压宾金直流悬式及支柱绝缘子自然积污特性EI北大核心CSCD

为研究特高压直流输变电设备外绝缘积污特性,利用特高压直流宾金线和金华换流站设置带电、不带电绝缘子污秽测点,经过1a完整积污后,对试验绝缘子上、下表面盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)进行了测试、分析,结果表明,特高压直流电场显著加剧高电位绝缘子积污,宾金线带电绝缘子盐密、灰密分别为不带电绝缘子相应值的1.52、1.86倍;金华换流站被测支柱绝缘子高压端盐密、灰密分别是其中部、低压端均值的1.45、1.27倍;电压极性对悬式、支柱绝缘子积污均无显著影响;与站内复合支柱绝缘子相比,悬式绝缘子上、下表面积污差异更为显著。     

我国北方内陆地区线路与变电站用绝缘子的直、交流自然积污试验结果的比较

文章总结了我国北方内陆地区三个直流自然积污试验站的试验结果,分析了盘形绝缘子和支柱绝缘子的直流自然积污特性及其自清洗性能.指出内陆地区秋末至第二年春季为绝缘子表面污秽迅速增长期,夏季的暴雨可有效地清洗绝缘子.经分析自然积污试验结果知:轻污区盘形绝缘子直、交流积污比为2,支柱绝缘子的为3;常年植被覆盖地区绝缘子的直、交流积污比偏小.指出设计直流外绝缘时需考虑绝缘子伞裙上、下表面污秽的不均匀分布、灰密与盐密的比值、可溶盐的成分以及污秽物的粒度等因素的影响.     

运行中110kV复合绝缘子电气性能变化分析

复合绝缘子具有优异的耐污闪性能使其在电力系统得以广泛应用,但其使用寿命、老化等仍是各国应用复合绝缘子十分关心的问题。文章以某电网运行中的110 kV线路复合绝缘子为例,对其运行不同年份下的电气性能、积污规律等进行对比分析和研究,结果表明：随着运行时间的增加,复合绝缘子的电气特性将逐渐变差;运行中的复合绝缘子表面的盐密与灰密的堆积速度不同;自然污秽的复合绝缘子污闪电压比人工污秽的污闪电压高;运行4~8 a后的复合绝缘 子仍具有较强的耐污性能和憎水性。     

XWP2–70双伞型绝缘子表面污秽颗粒积聚特性

绝缘子表面积污通常是大气环境中污秽颗粒运动导致,而大气污秽颗粒粒径普遍处于0.1~100μm之间,其中雾霾颗粒的粒径通常10μm。首先利用流体力学软件FLUENT对具有双伞型结构的XWP2–70绝缘子表面的流场特性进行仿真,然后研究不同污秽颗粒粒径和不同风速下绝缘子表面污秽颗粒碰撞系数,同时利用建立的自然积污试验站对上述绝缘子进行了为期8个月的自然积污试验验证。研究表明:风速大小对绝缘子表面附近的气流场特性有影响;绝缘子表面的污秽颗粒碰撞系数P受到粒径和风速的综合影响。研究结果为建立雾霾环境下绝缘子积污模型提供了参考和借鉴,对输电线路外绝缘的选择和设计具有重要参考意义。     

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。     

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。     

站用支柱绝缘子自然积污特性

以某地区11个变电站35 kV、110 kV和500 kV支柱绝缘子为研究对象,对其表面积污进行了现场测试,根据测试结果定义了6种不均匀系数k,系统分析其高压组、接地端与中部、上表面与下表面、灰密和盐密的不均匀积污特性,得到该地区支柱绝缘子的污秽度和不均匀度数值的频数分布。     

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。     

高速气流条件下污秽颗粒在复合绝缘子表面的沉积判据

研究高速气流条件下的绝缘子积污对沙尘暴、动车组高速运行等状况下的绝缘子清洗、预防污闪等工作具有重要指导意义。提出了污秽颗粒在复合绝缘子表面的沉积判据,结合该判据建立了高速气流条件下复合绝缘子积污的计算流体力学(CFD)模型。以动车组高压隔离开关绝缘子为对象进行了算例分析,通过实验以及与相关文献结果对比,从污秽分布特性的角度验证了沉积判据及计算流体力学模型的有效性。仿真分析了不同粒径下的绝缘子积污,表明粒径对绝缘子积污有较为明显的影响。当粒径较小时,漩涡碰撞为污秽颗粒与绝缘子碰撞的主要方式,此时碰撞和沉积可能发生在迎风面和背风面;当粒径较大时,惯性碰撞为污秽颗粒与绝缘子碰撞的主要方式,此时碰撞和沉积只发生在迎风面;当粒径大到一定程度时,迎风面和背风面均不会发生沉积。