基于不同发热特征的复合绝缘子老化原因分析

红外温升检测是筛查故障复合绝缘子的有效手段,但导致复合绝缘子异常发热的原因多种多样,并不是所有原因都会演变为恶性故障,因此区分不同原因引起的异常发热对电网安全稳定经济运行尤为重要。本文对两支存在不同发热特征的220kV退运复合绝缘子进行扫描电镜、傅里叶红外光谱等理化特性研究,同时对其介电性能进行分析。结果表明:造成不同异常温升现象的原因不同,其中发热部位集中在高压端端部、温升值低于5℃的复合绝缘子,其发热处芯棒的环氧树脂无明显降解现象,介电常数和介质损耗因数也无明显增加,而其护套出现孔洞和较浅的微裂纹,介电常数和介质损耗因数随湿度的增加而增加;发热部位延伸至多片伞裙、温升值达到40℃的复合绝缘子,其芯棒的环氧树脂有明显降解现象,介电常数和介质损耗因数分别为正常部位的3.67倍和79.4倍。

台风环境下配网用玄武岩纤维复合横担结构选型及力学特性仿真研究

首先,根据区域台风历史极限风速修正了横担应用的气象条件,从理论上分析了风吹导线、风吹横担以及断线工况下风荷载数值以及断线张力大小;然后,针对各地区情况设计了4种矩形截面的横担,并通过受力分析确定了芯棒的最优截面;最后,利用仿真软件分析了结构的应力、应变特性。在极限台风风速60 m/s条件下,推荐使用规格为34 mm×54 mm的复合横担芯棒截面。在风以极限风速吹扫导线工况下,最大弯曲应力产生于芯棒与中央金具上边缘相接处,数值为121.76 MPa;此时,芯棒截面最大剪切应力为40.502 MPa,位于芯体与中间金具相接的下边缘。以上结果满足芯体的弯曲以及剪切应力要求。若考虑平均台风风速24.7 m/s,则推荐复合横担芯棒截面尺寸采用28 mm×42.5 mm规格。该研究结果可为玄武岩纤维增强复合横担的结构优化以及应用提供参考。

Ru掺杂MoS_(2)对SO_(2)F_(2)和H_(2)S气体吸附的第一性原理研究

本文基于第一性原理探讨了Ru掺杂的单层MoS_(2)(Ru-MoS_(2))的结构及其对SF_(6)绝缘设备中的两种主要分解气体SO_(2)F_(2)和H_(2)S的传感和吸附行为。Ru原子进入硫空位从而产生Ru-MoS_(2),结果表明,Ru-MoS_(2)对SO_(2)F_(2)和H_(2)S气体的吸附能(E_(ad))分别为-1.52和-2.11 eV,属于化学吸附。通过能带分析(BS)和态密度(DOS)分析进一步证明了两个体系的吸附性能,并阐述了Ru-MoS_(2)用于电阻式气体传感器时的气体吸附传感机制。除此之外,本文在理论上探索了不同温度下Ru-MoS_(2)解吸附SO_(2)F_(2)和H_(2)S的恢复时间,在598 K温度下,SO_(2)F_(2)吸附体系的恢复时间为6.40 s,展示出该新型材料在高温下对气体的可恢复性。本文研究内容为Ru-MoS_(2)检测SF_(6)绝缘设备中的两种主要分解气体SO_(2)F_(2)和H_(2)S提供理论基础,从而促进电力系统的稳定运行。

湿热环境下复合绝缘子伞裙老化快速检测及评价技术研究

现有的复合绝缘子检测评价技术以离线方式为主,难以对大规模运行中绝缘子的老化程度开展快速、便捷的判断。本文提出一种基于高光谱技术的复合绝缘子表面老化程度快速检测及评级方法。首先通过比较老化复合绝缘子伞裙和基体的Si-O-Si、Si-CH_(3)傅里叶红外光谱吸收峰对老化程度进行分级,然后利用高光谱数据并结合SVM算法模型对绝缘子老化程度进行分类。结果表明:“轻度、中度、重度”老化分类的准确度为71.8%,“轻度、重度”分类的准确度为97.3%。通过强度阈值分割方法,可以从复合绝缘子图像中剔除污损区域,抽取出老化区域。

面向绝缘子检测的高光谱系统研究

针对传统的面向绝缘子检测的高光谱系统存在照明光源时间长导致表面温度高、扫描速率慢、装置尺寸大、信号光敏感度弱、衍射效率低、杂散光多等问题,文章构建出一种小型化成像光谱仪系统。设计LED照明光源系统以降低热光源温度。采用易于维护的低线对透射光栅以实现光谱分光,提高衍射效率,减少杂散光。通过旋转镜片为扫描元件来实现不同视场角数据的采集以提高扫描速度和兼容小型化系统设计。使用所研制的旋转高光谱扫描3组样本获取并比较空间图像与实物图像的差异来验证系统性能。该系统结构紧凑,使用方便,具有应用至绝缘子在线检测领域的潜力,可应用于不同老化程度的绝缘子反射光谱检测中。

基于频域介电谱的油纸绝缘套管局部受潮诊断研究

套管受潮初期多为局部受潮,因此局部受潮的有效诊断可避免套管受潮过程的进一步发展。文中采用频域介电谱(FDS)对套管局部受潮诊断方法进行研究。首先制备梯度含水量油纸绝缘样品,组合形成局部受潮等效试样,并获得其FDS特性。结果表明,局部受潮会形成不同含水量油纸绝缘界面,在FDS曲线中产生界面松弛极化损耗峰,径向局部受潮程度越大,损耗峰幅值越大,并向高频方向移动,因此基于界面松弛极化损耗峰特性可对套管局部受潮进行诊断。利用变压器套管仿真模型验证了文中所提方法的有效性,为变压器套管早期故障预警与诊断提供了新方法。

一种阀控式铅酸蓄电池智能维护系统设计与实现

电力系统二次电源直流系统的后备电源是由阀控式铅酸蓄电池组成,蓄电池组是直流系统核心,为保障蓄电池安全可靠运行,直流系统成套设备配备蓄电池巡检仪对蓄电池进行实时监控。但由于蓄电池巡检仪技术原因未能及时发现故障电池,导致电网不少安全生产事故是因电池故障引发的。本文分析蓄电池组运行状态,设计一种功能齐全的针对阀控式铅酸蓄电池智能维护系统,实现在线测量蓄电池组电压和电流以及各单体电池电压、内阻和极柱温度,通过测量的物理量判断蓄电池运行状态;在电池发生硫化故障时智能启动在线除硫功能,缓解蓄电池硫化,延长蓄电池寿命。

站用在线监测设备后备电源设计探讨

本文论述一种在线监测设备后备电源,解决主电源和后备电源切换过程中设备失电的问题。

碳纳米管检测SF_(6)放电分解组分气敏特性研究

气体绝缘组合电器(GIS)的局部放电检测和SF_(6)气体局放分解组分分析,对电力设备运行状态诊断和评估具有重要的意义。为提高SF_(6)气体分解组分的检测灵敏度,在传统碳纳米管检测气体分解原理的基础上,提出掺杂氯化镍以改善碳纳米管的气敏响应特性,并研究了改性后的碳纳米管对SF_(6)气体在局部放电下分解产生的特征组分的响应特性。同时提出了基于信息熵理论的SF_(6)气体分解产物模型,通过主成分分析对各特征的贡献进行了求解和排序,引入支持向量机算法的故障诊断模型,提高了GIS的故障识别准确率。

窄位气表安装及拆卸工具的研制与应用

六氟化硫气体在电力系统中得到广泛使用。而六氟化硫气瓶的存放与装卸必须严格按照相关标准和操作准则进行,针对目前在气瓶装卸过程中,涉及到的需要对所安装的减压阀的装卸工作中存在的空间受限等操作困难,提出一种满足窄位空间操作的气表安装及拆卸工具,利用其通用性对应多种型号减压阀,为实际操作提供便利。

复合绝缘材料用连续玄武岩纤维老化特性及机理

探究连续玄武岩纤维在各类介质环境下的稳定性对于拓展其在复合绝缘材料上的应用至关重要。为此,文中比对了10组不同产地的连续玄武岩纤维与无碱玻璃纤维在酸性环境、碱性环境、富盐环境以及高温富盐环境下的老化特征差异,分析了连续玄武岩纤维的老化机理,通过灰色关联分析明确了构成玄武岩纤维耐候性的关键成分。结果表明:超过50%的玄武岩纤维样本拥有优于无碱玻璃纤维的耐盐碱环境的能力;碱性环境下,Si、Al、B元素与OH−的反应性造成两类纤维损伤,其中玄纤由于内部高含量的Ca、Mg,更易形成氢氧化物附着于纤维表面,降低了损伤程度;富盐环境下纤维表层的Ca、Na、K等元素扩散至溶液,导致了纤维表层结构疏松,且在介质渗透溶胀的作用下形成缺陷,致使两类纤维强度同步下降,但在老化周期内玄武岩纤维仍呈现出更高的力学特征。综上,玄武岩纤维更适于应用在盐碱重污秽地区的中低压复合绝缘产品或高力学需求的电工材料。