染污绝缘表面交流电弧发射光谱及等离子体特性研究

为了进一步深入认识绝缘子污秽闪络过程及机制,设计了电弧等离子体光学诊断实验平台,通过在污秽中掺入了微量锂元素作为示踪元素,并基于染污绝缘表面交流电弧发射光谱测量及特性分析,获得了不同泄漏电流下电弧等离子体的谱线分布和微观参数。利用谱线相对强度法,计算了电弧温度;通过分析钠元素分立谱线Stark半展宽值,获得了电弧通道的电子密度。实验结果表明:随着泄漏电流幅值的增加,局部电弧的温度升高、电子密度并没有显著变化;在临界闪络阶段,电弧等离子体的电子密度骤增;闪络发生时,电弧温度达到7 400 K,电子密度升至7.64×1017cm-3。

染污绝缘子安全区泄漏电流检测中去除信号干扰方法

针对染污绝缘子安全区泄漏电流信号包含大量噪声干扰、很难准确提取其有效特征量的问题,利用4种小波阈值去噪方法对不同信噪比的实测安全区泄漏电流信号进行去噪,提取去噪前后的泄漏电流波形、有效值以及3次谐波与基波幅值比这3个特征量,对比分析了其去噪效果,优选出最适合安全区泄漏电流特征量提取的小波去噪方法。通过分析得出在信噪比大于1.0时,对于安全区泄漏电流波形和有效值,自适应阈值是最佳的去噪方法;对于3次谐波与基波的幅值比,4种阈值去噪法获得的比值对真实比值的逼近效果基本一样。综合比较实测信号提取的各个特征量去噪前后的效果可知,自适应阈值法是提取安全区泄漏电流特征量的最佳去噪方法。

多物理场中染污绝缘油内杂质相动力学行为研究综述

固体颗粒物染污是导致绝缘油品质劣化的重要原因之一。杂质相颗粒的理化属性和浓度分布会从微观界面效应、电场分布等方面对绝缘油的电气性能构成影响。该文从近年来国内外学者所发表的有关流-固两相流和含杂质油流基本特性领域研究成果出发,分析油中杂质相颗粒的来源、受力、流-固耦合模型、运动特性观测及油品电气特性等方面的研究进展和存在的问题。从理论模型、数值模拟和实验观测三个角度出发,提炼出流、电、热多物理场耦合作用下含杂质油流领域研究动向和关键问题,以期为建立多场耦合和多杂质物相下油-流介质的综合动力学方程,揭示固相影响作用和过程机理,以及为染污绝缘油研究工作提供借鉴。

染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性研究

研究染污绝缘子的湿润特性对完善其污闪机制有着重要意义。基于"混流法"和"水汽平衡法"的原理设计了可以准确控制环境温、湿度的污秽试验系统和精确控制环境温、湿度与气压的小环境系统,试验结果证实了这两系统具有良好的温、湿度控制效果。以设计的污秽试验系统和小环境系统为试验平台,详细研究了环境温度、环境相对湿度、大气压、污秽物中可溶盐的成分及含量、污秽物中惰性物质的成分及含量等对玻璃、瓷绝缘子湿润特性的影响,同时研究了含有蔗糖污秽绝缘子、自然污秽绝缘子和绝缘子不同部位的湿润特性差异,并分析了其机制。研究结果表明:除了大气压外,其他因素都对染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性有明显影响。

基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化

为防止污闪事故的发生,提出了基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化方法。基于优化拉丁超立方设计法选取大伞伸出、小伞伸出和伞间距作为伞裙结构设计变量,在多耦合物理场Maxwell软件中构造染污支柱复合绝缘子的电场计算模型,将针对不同伞裙结构求解出的沿面电场不均匀系数和最大沿面电场强度作为样本数据。利用BP神经网络对样本数据进行学习训练,建立电场特性近似模型。采用GA算法求解近似模型,在满足最大沿面电场强度作为性能约束的前提下,使得沿面电场不均匀系数最小。实例结果表明,沿面电场不均匀系数降低了23.16%,且最大沿面电场强度小于空气击穿场强,有效地提高了支柱复合绝缘子的污闪性能。

基于有限元法的染污直流支柱复合绝缘子伞裙参数优化

直流支柱绝缘子污闪问题比交流支柱绝缘子要严重,通过伞裙优化能够明显改善其污闪特性。该文借鉴人工污秽试验研究伞裙优化的成果,利用有限元法对染污直流支柱绝缘子建模,研究伞间距、大伞伸出和大小伞伸出差对绝缘子沿面电场分布的影响。提出以爬电距离和电场强度作为伞裙参数优化的判断依据,研究表明,电场强度分布随着伞裙参数的变化呈有规律变化:随着伞间距的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐减小;随着大伞伸出的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐增大;随大小伞伸出差增加,爬电系数单调减小,沿面平均电场强度呈振荡减小的趋势。通过比较分析得出支柱绝缘子伞裙较优的参数范围,为进行伞裙优化试验研究提出试品伞裙的建议参数。

染污复合绝缘子电场仿真研究

基于Ansoft Maxwell有限元软件,建立了110 k V复合绝缘子及其染污模型,介绍了清洁绝缘子、污染绝缘子电场分布规律,分析了染污绝缘子存在如位置、数量及电参数等不同形式的干燥带时沿面电场的分布规律。研究结果表明:不论绝缘子出现何种形式的干燥带,接近高压端的干燥带总是具有更高的电场强度;干燥带出现在绝缘子伞裙的上下表面时,干燥带的电场分布规律相同;在一定范围内,干燥带电场强度分布取决于干燥带相对介电常数。

高电导率雾对染污瓷绝缘子闪络特性的影响

在常规的固态缓慢积污与高导电性的液态污秽快速积污两种基本积污形式之外,在内陆地区,由于人类活动(例如秸秆焚烧、燃放爆竹等)或自然因素(山火、酸雨等)引起的高电导率、高湿度的天气条件,在固体积污的基础上叠加快速积污过程,更容易造成污闪。文中通过对XP-70型号的瓷绝缘子进行人工污秽试验,研究闪络电压与雾电导率之间的关系,指出高电导率雾对污闪发展过程具有促进作用,并对比清洁雾条件下的污层受潮过程,系统地研究在污层等值盐密相同时,高电导率雾条件下闪络电压的变化特征,建立了雾电导率与等值盐密之间的等效关系。考虑不同地区高电导率、高湿度天气条件出现的情况与规律,需要对污闪预警模型进行修正,根据折算后所等效的等值盐密值,结合其与闪络电压之间的关系,得到更灵敏有效的预警机制,降低污闪发生的概率。

高海拔地区750kV输变电设备外绝缘选取方法及绝缘子选型研究

根据750kV输变电示范工程的需求，对工程可能选取的4种大吨位电瓷绝缘子、4种大吨位玻璃绝缘子和3种不同伞裙结构的高强度、大直径电站支持绝缘子进行了不同海拔高度、多种污秽程度的试验研究；试验研究了硅橡胶复合绝缘子在不同海拔高度的污闪特性；比较了有、无RTV涂层的电站支持绝缘子污闷特性的差别。利用爬电比距法和污耐压法选取了不同污区、不同海拔高度的线路悬式和电站支持绝缘子的外绝缘尺寸，推荐了三层伞和双层伞型线路绝缘子为优选伞型。研究表明硅橡胶复合绝缘子比电瓷和玻璃绝缘子的耐污闪能力优异，建议在高海拔重污区首选复合型绝缘子。

试验回路参数对污染条件下绝缘子电气特性的影响研究

绝缘子是电网中最常用的电气设备之一,对于保证电网安全运行具有重要作用,但实际在运绝缘子的电气特性与高压实验室得出的结果存在一定差异。为此文中提出了一个考虑试验回路—绝缘子相互作用的数学模型,用于模拟污秽条件下复合绝缘子和瓷绝缘子的电气特性,通过与实际试验结果进行了对比验证了模型的有效性;最后计算分析了试验回路参数、ESDD、绝缘子伞裙结构、电压等级、试验布置等因素对绝缘子电气特性的影响。结果表明,文中提出的模型能够有效模拟具有不同表面润湿性或疏水性的复合绝缘子的电气特性;分析结果显示实际电力系统等试验回路参数的变化会导致绝缘子闪络性能低于实验室通过试验得到的预期值,其中瓷绝缘子的相对降低程度相比复合绝缘子更显著。

基于GPRS/GSM无线通信的高压输电线路绝缘子泄漏电流在线检测

高压输电线路绝缘子使电位不同的导体在机械上相互连接,而在电气上则使之绝缘,要求其能够长期在正常工作电压以及内、外部过电压情况下能够安全可靠运行。本文介绍了传统高压绝缘子的检测方法以及提出了高压输电线路绝缘子在线监测系统的基本组成,阐述了高压输电线路泄漏电流的基本特点以及泄漏电流的提取、采集和处理方法,给出了对电流传感器频带拓宽的具体方法,提出了在某特定时间内对高压输电网绝缘子泄漏电流脉冲个数和平均电流峰值进行测量的方法。试验结果表明:文章提出的方法可以满足电力工业现场对高压输电线路绝缘子泄漏电流的实时监测。

基于动-静态混合算法的配电网绝缘子交直流污闪模型

建立了配电网中绝缘子在不同阶段交直流闪络的模型,考虑了污层连续和不连续两种情况。该模型基于等效电路法,首先建立了基于经验与半经验公式的电气等效电路参数量化的初步算法;然后提出了闪络第一阶段相对稳定放电状态的静态模型及算法;随后建立了闪络后期不稳定放电状态的动态模型用以表述配电网中绝缘子常有的放电过程。整个模型描述了城市中的染污绝缘子表面放电直至闪络的变化过程。通过该模型,可以确定描述放电过程的不同参数,包括电流、长度、半径、传播速度、线性电阻和温度等。试验研究结果表明,该闪络模型计算结果与试验结果符合度较好。

绝缘子清洗过程中变污层参数的动态闪络模型

提出了一种计算固定水洗高压绝缘子直流闪络电压的动态模型。模型结合了静态闪络和动态电弧模型,考虑了洗涤过程中污染层电阻随时间的变化。本文在不同的等效盐沉积密度(ESDD)值下试验测量该变化并提出了一种计算洗涤过程中污染电阻随时间变化的数学模型。本文在不同的污染水平下,利用所提出的闪络模型计算直流闪络电压,考虑所采用的ESDD值对所提出的闪络模型进行了试验验证。结果表明所提出的模型与试验结果之间有很好的一致性。最后本文改进了绝缘子洗涤系统,减少洗涤中的闪络。