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直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性研究

高电压技术 2006年第12期32卷 133-136页

作者：罗兵饶宏黎小林蔡宗远宿志一周军南方电网公司技术研究中心广州510620 中国电力科学研究院北京100080

为了给超高压及特高压直流线路复合绝缘子设计应用提供依据,采用人工污秽试验方法研究了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性以及憎水性条件下污闪电压的提高幅度,提出了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络电压的修正系数公式,获得了修正系数... 详细信息

为了给超高压及特高压直流线路复合绝缘子设计应用提供依据,采用人工污秽试验方法研究了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性以及憎水性条件下污闪电压的提高幅度,提出了直流复合绝缘子不均匀污秽闪络电压的修正系数公式,获得了修正系数。研究结果表明,污秽在上下表面不均匀分布对复合绝缘子污闪电压的影响比瓷或玻璃绝缘子的影响小,直流复合绝缘子上下表面污秽不均匀校正系数为1.065,复合绝缘子在憎水性下直流污闪梯度比亲水性下高出近153%。

关键词：直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性憎水性亲水性

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极不均匀污秽绝缘子冲击放电特性研究

极不均匀污秽绝缘子冲击放电特性研究

作者：袁一钧重庆大学

学位级别：硕士

绝缘子污闪事故是导致线路跳闸的主要原因之一,严重威胁到了输电网络的稳定运行。国内外通过研究绝缘子的闪络特性和积污特性发现,在自然条件下,线路绝缘子的上、下表面呈现出不均匀积污现象,下表面积污量是上表面的数倍甚至数十倍。已... 详细信息

绝缘子污闪事故是导致线路跳闸的主要原因之一,严重威胁到了输电网络的稳定运行。国内外通过研究绝缘子的闪络特性和积污特性发现,在自然条件下,线路绝缘子的上、下表面呈现出不均匀积污现象,下表面积污量是上表面的数倍甚至数十倍。已有学者对不均匀污秽绝缘子的电气性能进行了研究,但只局限于交流和直流电压下的绝缘子污闪特性研究,极不均匀污秽对绝缘子冲击耐受性能的影响尚不清楚。因此研究极不均匀污秽绝缘子的冲击放电现象,揭示其雷电冲击和操作冲击污闪特性,具有重要的实际工程意义。本文以XP-70瓷绝缘子和LXY-70玻璃绝缘子为研究对象,分别在清洁干燥、均匀染污和极不均匀染污条件下,开展了7片串绝缘子的雷电冲击和操作冲击放电特性研究,并利用高速相机观察绝缘子串的闪络过程,对比分析了不同染污状态和不同电压波形下的绝缘子串放电差异。雷电冲击试验结果表明,绝缘子串的50%雷电冲击污闪电压随平均盐密的增大而逐渐降低,二者满足负幂函数关系,污秽造成绝缘子串雷电冲击耐受性能下降的原因与绝缘子沿面电位分布不均有关。同时,污秽分布越不均匀,绝缘子串的雷电冲击污闪电压就越低,当T/B值(上/下表面盐密之比,T/B值越小,不均匀程度越大)从1:1减小到1:15时,负极性污闪电压最大下降了12.4%,正极性污闪电压最大下降了5.4%。预加交流电压会使污秽绝缘子串的雷电冲击耐受强度出现明显下降,相较于纯雷电冲击作用时,绝缘子串预加交流电压后的雷电冲击污闪电压最大下降了24.0%,但随着T/B值的减小,预加电压的影响会逐渐减弱。此外,通过观察绝缘子串的放电过程发现,绝缘子串的雷电冲击干闪形式为沿面和沿空气间隙闪络相结合,而污闪形式为从下往上、沿面分段依次闪络。操作冲击试验结果表明,绝缘子串的50%操作冲击污闪电压与平均盐密之间同样满足负指数幂函数关系,但此时污秽使绝缘子串冲击耐受性能下降的原因与绝缘子表面的热过程有关。同时,污秽的不均匀分布对绝缘子串50%操作冲击污闪电压的影响与电压极性有关。在负极性电压作用下,绝缘子串的操作冲击污闪电压随T/B值的减小而降低,最大下降程度为15.3%;而正极性电压作用时,操作冲击污闪电压随T/B值减小而变化的规律不明显,轻、重污秽度下存在一定的差异性。预加交流电压同样会使污秽绝缘子串的操作冲击耐受强度出现显著下降,相对不预加时,操作冲击污闪电压最大下降了29.9%,且T/B值对预加效果的影响同雷电冲击试验一致。在操作冲击作用下,绝缘子串的放电形式与雷电冲击放电类似,但放电时间更长,电弧发展也更为充分,并且在极不均匀染污情况下,绝缘子串的操作冲击污闪放电存在电弧直接短接绝缘子伞裙和钢脚的现象。

关键词：不均匀污秽绝缘子冲击电压预加交流电压放电特性

绝缘子迎/背风侧污秽不均匀分布特性及其对直流污闪电压的影响规律

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高电压技术 2020年第4期46卷 1353-1360页

作者：张东东倪喜军程桂林李军郝思鹏张志劲南京工程学院江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京211167 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

局部地区污闪事故仍时有发生,深入对污秽外绝缘问题进行研究仍有具有现实意义。现场观测表明,绝缘子表面会呈现出明显的迎/背风侧不均匀积污现象,目前针对该现象仍缺乏系统性的研究,使得现有的积污测试手段及污秽外绝缘设计并不能完全... 详细信息

局部地区污闪事故仍时有发生,深入对污秽外绝缘问题进行研究仍有具有现实意义。现场观测表明,绝缘子表面会呈现出明显的迎/背风侧不均匀积污现象,目前针对该现象仍缺乏系统性的研究,使得现有的积污测试手段及污秽外绝缘设计并不能完全反映实际情况。论文通过开展流体力学仿真及人工模拟试验,研究了绝缘子迎/背风侧污秽不均匀分布特性及其对直流污闪电压的影响规律。研究结果表明:绝缘子迎/背风侧污秽呈扇状不均匀分布,其污秽不均匀度J可达1/10;风速的增大、污秽粒径的增加及直流电场的作用均会使迎/背风侧污秽不均匀程度加重;迎/背风侧污秽不均匀分布下,绝缘子直流污闪电压降低幅度可达30%。研究结果可为输配电污秽外绝缘的选择及防污闪措施的开展提供指导。

关键词：绝缘子积污直流污闪不均匀污秽风洞流体力学剩余污层电阻

气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响

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高电压技术 2012年第3期38卷 663-670页

作者：司马文霞徐康杨庆袁涛汪锐陈瑜重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

泄漏电流信号中包含了丰富的能够体现绝缘子运行状态的信息量。为此,以XP-70型瓷绝缘子为研究对象,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的人工雾室里进行了大量的交流人工污秽试验,分别研究了3种盐密、4种气压和5种... 详细信息

泄漏电流信号中包含了丰富的能够体现绝缘子运行状态的信息量。为此,以XP-70型瓷绝缘子为研究对象,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的人工雾室里进行了大量的交流人工污秽试验,分别研究了3种盐密、4种气压和5种不均匀度对绝缘子泄漏电流幅值的影响。试验结果表明:绝缘子整体平均盐密与上下表面污秽分布不均匀度和气压三者对绝缘子泄漏电流幅值的影响是相互独立的,泄漏电流幅值随着盐密的增加和气压的降低而均呈上升趋势,并且随着绝缘子上下表面污秽分布不均匀度的减小而呈下降趋势。还主要分析了绝缘子上下表面污秽分布不均匀度和气压对绝缘子泄漏电流幅值的影响机理。最后,利用最小二乘原理对试验结果进行拟合,得到了考虑盐密(ρESDD)、不均匀度(K)和气压(p)后的泄漏电流幅值的表达式,利用表达式可以估计绝缘子表面的污秽程度和分布特点。研究结果对于建立基于泄漏电流表征线路绝缘子的运行状态系统具有一定的参考价值。

关键词：泄漏电流绝缘子不均匀污秽低气压盐密形状系数

支柱绝缘子上下表面不均匀积污负极性直流闪络特性

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高电压技术 2020年第10期46卷 3569-3575页

作者：张志劲李汛乔新涵蒋兴良重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

支柱瓷绝缘子在直流换流站得到普遍使用,近年的研究表明支柱瓷绝缘子的积污特性为上表面积污较下表面严重。对ZSW56-126/8绝缘子采用人工涂污法进行该积污特性下的直流闪络特性进行研究,试验得到各不均匀度下的闪络电压,用最小二乘法拟... 详细信息

支柱瓷绝缘子在直流换流站得到普遍使用,近年的研究表明支柱瓷绝缘子的积污特性为上表面积污较下表面严重。对ZSW56-126/8绝缘子采用人工涂污法进行该积污特性下的直流闪络特性进行研究,试验得到各不均匀度下的闪络电压,用最小二乘法拟合闪络电压与盐密的关系,得出上下表面不均匀积污的直流闪络特性。分析了不均匀积污对绝缘子表面电导率的影响,得到了等值电导率关于不均匀度的函数。基于等值电导率函数推导出不均匀污秽闪络电压修正系数理论表达式,通过比对试验结果进行了校验,为不均匀污秽闪络电压变化提供了理论依据。同时,对比分析了修正系数经验公式,拟合得到带修正系数闪络电压表达式,通过误差计算进行了校验。可得如下结论:支柱绝缘子上下表面不均匀积污情况下,直流闪络电压Uf和盐密ρSDD满足经验公式Uf=aρSDD^-b,系数a与不均匀度正相关,且a随不均匀度的增加而变大,指数b值不受不均匀度的影响;支柱绝缘子上下表面不均匀积污将影响其表面污层电导率,进而影响其闪络电压。

关键词：支柱绝缘子直流不均匀污秽表面电导率闪络电压

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极不均匀染污绝缘子操作冲击闪络特性

高电压技术 2023年第11期49卷 4676-4685页

作者：蒋兴良廖乙袁一钧王茂政李涛重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007

输电线路绝缘子在运行一段时间后,其上、下表面呈现出不均匀染污现象,将对绝缘子操作冲击闪络电压造成较大影响。该文采用湿污法模拟绝缘子上/下表面不均匀染污,在不同盐密下,对干净、均匀染污和极不均匀染污XP–70和LXY–70两类绝缘子... 详细信息

输电线路绝缘子在运行一段时间后,其上、下表面呈现出不均匀染污现象,将对绝缘子操作冲击闪络电压造成较大影响。该文采用湿污法模拟绝缘子上/下表面不均匀染污,在不同盐密下,对干净、均匀染污和极不均匀染污XP–70和LXY–70两类绝缘子,进行预加和非预加的操作冲击闪络试验,分析其闪络特性;使用超高速摄像机对XP–70绝缘子操作冲击闪络过程进行拍摄并分析其放电机理。结果表明,极不均匀染污绝缘子操作冲击闪络电压与上、下表面盐密之比(T/B)呈负相关,且随等值盐密的增加而减小;交流电压预加也会显著减小闪络电压。此外,极不均匀染污绝缘子操作冲击闪络形式为沿面分段依次闪络,放电发展速度相较于均匀污秽时更快,闪络时间更短,发展轨迹存在电弧短接伞裙和钢脚现象。该结果可为复杂极端环境下的输电线路外绝缘设计提供理论支持,对绝缘子的防污闪工作具有重要的指导意义。

关键词：悬式绝缘子外绝缘不均匀污秽操作冲击试验闪络电压

绝缘子不均匀积污成因及其对交流闪络特性的影响

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电子测量与仪器学报 2023年第12期37卷 186-195页

作者：赵云鹏胡玉耀蒋兴良刘辉沈浩山东理工大学山东省智能电网及装备工程实验室淄博255000 重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆400044 国网山东省电力公司电力科学研究院济南250003

在单一风向的作用下,线路运行绝缘子会呈现背风侧污秽积聚较多的现象,降低其绝缘性能。通过建立三维电场-流场耦合模型,仿真模拟污秽颗粒运动过程,揭示了绝缘子背风侧回流和涡流是造成污秽积聚的主要原因。采用人工涂污法模拟绝缘子表面... 详细信息

在单一风向的作用下,线路运行绝缘子会呈现背风侧污秽积聚较多的现象,降低其绝缘性能。通过建立三维电场-流场耦合模型,仿真模拟污秽颗粒运动过程,揭示了绝缘子背风侧回流和涡流是造成污秽积聚的主要原因。采用人工涂污法模拟绝缘子表面迎/背风侧不均匀积污,并开展交流闪络试验,研究平均盐密(SDD)、迎风侧与背风侧盐密比(J)和背风侧面积占比(R)对平均闪络电压(Uf)的影响。结果表明,Uf随SDD的增大而降低,随J和R的增大而升高,且J在SDD较低和R较小时对Uf影响更大,R在SDD较低和J较小时对Uf影响更大。通过观测绝缘子闪络过程发现,均匀染污时放电电弧随机发展,而在不均匀染污时电弧总出现在背风侧,且升压过程中泄漏电流幅值较大。

关键词：绝缘子平均盐密不均匀污秽闪络电压泄漏电流

特高压直流复合绝缘子短样污秽闪络特性及机理研究

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特高压直流复合绝缘子短样污秽闪络特性及机理研究

作者：毛峰重庆大学

学位级别：硕士

污闪是影响电力系统安全运行的主要威胁之一。随着我国特高压直流输电工程的建设,对输电线路外绝缘的选择和设计要求将不断提高,复合绝缘子因具有优异的耐污性能而被各国电力部门广泛使用。迄今为止,国内外对复合绝缘子在均匀染污下的... 详细信息

污闪是影响电力系统安全运行的主要威胁之一。随着我国特高压直流输电工程的建设,对输电线路外绝缘的选择和设计要求将不断提高,复合绝缘子因具有优异的耐污性能而被各国电力部门广泛使用。迄今为止,国内外对复合绝缘子在均匀染污下的直流电气特性进行了大量研究,但关于污秽沿复合绝缘子伞裙上、下表面不均匀分布对直流污闪电压影响的研究则相对较少,目前尚未见适合直流复合绝缘子的闪络电压污秽不均匀修正方法。本文在总结国内外现有研究成果的基础上,采用定量涂刷方式,在重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室大型多功能人工气候室内对几种典型的超、特高压直流复合绝缘子短样的直流污秽闪络特性进行了试验研究,论文的主要工作和结论如下:①对相同伞型、不同结构高度的二种±800kV特高压直流复合绝缘子短样在均匀染污情况下,试验研究了亲水性状态下的50%直流闪络电压(U50)与电弧距离(h)的关系。结果表明:电弧距离h≤3.435m时U50与h呈线性关系。②研究了复合绝缘子硅橡胶表面憎水性的变化与其在溶液中浸泡时间、溶液pH值之间的关系。结果表明:随着浸泡时间的延长其憎水性逐渐下降直至完全丧失;且憎水性的下降受碱性溶液的影响较大,受酸性溶液的影响最小;染污前复合绝缘子硅橡胶表面憎水性状况对染污后憎水性的迁移速度具有重要的影响。③在一定憎水性条件下,试验研究了三种超、特高压直流复合绝缘子短样的污闪特性,分析了伞型结构的影响。结果表明:复合绝缘子爬电距离与电弧距离较为理想的比值应在3.2～3.4之间,较小的伞裙间距将会导致直流电弧桥接相临伞裙而降低爬电距离的有效性。④以FXBZ-±800/530-1800为试品,并以绝缘子上、下表面平均盐密(SDD)为基准,试验研究了复合绝缘子在污秽不均匀分布情况下的闪络特性。结果表明:当上、下表面盐密比(T/B)一定时,复合绝缘子在亲水性状态下的U50与SDD呈幂函数关系,U50的盐密影响特征指数b值受污秽不均匀分布的影响不明显。⑤当SDD保持不变时,U50随污秽不均匀度的增加而逐渐增大;采用最小二乘法对试验数据进行拟合,得到适合本文复合绝缘子的污秽不均匀分布对U50影响的修正系数表达式为经试验验证,该式满足工程应用的需要。⑥利用高速摄像机分析了复合绝缘子的直流污秽闪络过程,提出复合绝缘子直流污闪包括电晕放电、局部放电产生和发展、局部电弧的形成并不断延伸、绝缘子闪络四个主要阶段;当污秽不均匀分布时,放电的起始阶段主要发生在伞裙上表面,并且局部电弧在形成后的飘弧现象较均匀分布时要弱。⑦建立了复合绝缘子的直流污闪电路模型并对其污闪机理进行了分析,得到了临界闪络电压表达式并分析了影响临闪电压的因素。

关键词：直流复合绝缘子盐密憎水性 50%污闪电压不均匀污秽修正系数污闪机理

重庆地区绝缘子不均匀积污特性及其对交流闪络电压影响研究

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重庆地区绝缘子不均匀积污特性及其对交流闪络电压影响研究

作者：杨富淇重庆大学

学位级别：硕士

随着社会生产力和国民经济的迅速增长,我国的环境状况令人堪忧,特别是大环境遭受了前所未有的污染。为了减少大气环境污染对城市中心的影响,在政府的号召下,重污染工厂陆陆续续由市中心向郊区搬迁。因此诞生了大量以燃煤为主要能源的中... 详细信息

随着社会生产力和国民经济的迅速增长,我国的环境状况令人堪忧,特别是大环境遭受了前所未有的污染。为了减少大气环境污染对城市中心的影响,在政府的号召下,重污染工厂陆陆续续由市中心向郊区搬迁。因此诞生了大量以燃煤为主要能源的中小企业,提升烟筒高度,使得工业污染的影响范围迅速扩大,大气污染将在很长一段时间内对当地电网安全、稳定地运行造成巨大的威胁。即使各有关部门已经投入了大量的人力物力财力进行闪络机理与防污措施的研究,然而近几年来与污秽有关的闪络事故仍时有发生,这类事故不仅发生在发达的重工业城市和东部沿海地区,也发生在偏远乡村和内陆欠发达地区,波及范围,频率很高,损失严重。本课题以重庆地区绝缘子为研究对象,研究其积污特性及污秽不均匀度对闪络电压的影响。主要研究工作如下:（1）首先进行重庆地区输电线路的自然积污测试,根据测试结果分析其上下不均匀、迎背风面不均匀、环面不均匀等积污特征。（2）为7片串标准悬式瓷绝缘子为例,在人工雾室进行三种不均匀污秽下的人工污秽试验,研究在不同盐密、不均匀污秽的不同分布以及污秽不均匀程度对绝缘子串交流闪络特性的影响。（3）根据不均匀污秽的不同分布以及污秽不均匀程度对绝缘子串交流闪络特性的影响研究结果,对不同污秽不均匀度（上下表面,扇面和环面）下的污闪电压根据经验公式进行修正,以得到污秽不均匀度下污闪电压计算公式。在此基础上,进一步对污秽不均匀度下的外绝缘选择进行计算研究,以得到不同不均匀度下的绝缘子片数选择。本文的研究结果对于高压输电线路外绝缘的选择、设计和维护有十分重要的工程实用价值。

关键词：绝缘子自然积污不均匀污秽污秽闪络闪络电压