27.5kV棒形瓷质污秽绝缘子漏电流管理值分析

牵引供电系统中关键设备接触网绝缘子的安全、可靠运行是确保电气化铁道运输的必要条件。由于我国电气化铁路分布广泛,运行环境复杂,接触网绝缘子很容易染污。若遇恶劣天气,接触网绝缘子极易发生污闪,以致出现大面积、长时间停电事故。漏电流伴随着绝缘子表面污秽积聚、受潮的全过程,其变化特性能动态反映绝缘子的绝缘性能下降程度。因此,监测绝缘子的漏电流是一种有效表征绝缘子的染污状态和运行状态的方法。

污秽绝缘子泄漏电流与环境温、湿度相关分析

由于污秽绝缘子泄漏电流受环境温、湿度影响较大,泄漏电流与环境温、湿度关系研究具有重要的现实意义,为此基于多因子环境试验箱内单片XP-70绝缘子的人工污秽试验,运用泄漏电流测量系统和环境温、湿度采集系统记录了不同等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)、环境温度θ和相对湿度RH下的电流、电压波形,通过分析泄漏电流幅值随污秽度和环境温湿度的变化规律,建立了一种基于泄漏电流、污秽状况及环境温、湿度的数学模型。利用非线性回归分析方法,拟合出盐密、灰密、温度、相对湿度与泄漏电流幅值之间的关系,此表达式为Im=0.084ρ0ES.0D5D4(e0.008RH+15.170e-0.069r-0.076/ρNSDD)e0.026θ。研究成果表明:随着盐密、灰密、温度和相对湿度的增加,泄漏电流也逐渐增加,所得表达式能更为精确地表达出绝缘子泄漏电流和环境温湿度及污秽度的定量关系。此研究结果可为评估瓷绝缘子的污秽状态提供方法和思路。

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。

污秽绝缘子紫外在线监测系统

电力传输线的绝缘子污闪事故时有发生,严重威胁着电力系统的安全运行。绝缘子发生污秽闪络之前,放电强度迅速增加,紫外线辐射强度也随之增加。利用这种特性,提出了一种基于日盲型紫外传感器的绝缘子污秽状态监测方法,完成了在线监测系统的软、硬件方案设计。绝缘子污秽状态与紫外脉冲强度直接相关,同时又受绝缘子运行年限、温度、湿度等因素影响。本文建立了基于层次分析法的绝缘子污秽状态模糊综合评判模型,研究了各因素对绝缘子污秽状态的影响,确定了各因素的模糊隶属度函数,并通过软件编程实现了该模型。通过在重庆市璧山供电局挂网试验,证明系统具有可靠性高、响应速度快、成本低等优点,具有广泛的应用前景。

污秽绝缘子闪络特性研究现状及展望

文章综述了几十年来国内外对污秽绝缘子闪络特性的研究状况,包括污秽绝缘子运行状态的表征方法、污秽绝缘子闪络电压与污秽或气压之间的关系以及尚未解决的问题。同时对未来绝缘子污秽特性的研究进行了展望,指出了污秽绝缘子人工试验方法、低气压、覆冰(雪)、酸雨(雾)等复杂环境下的长串绝缘子闪络特性、污秽等级划分的修订等是今后的研究重点。

500kV输电线路4联污秽绝缘子串带电水冲洗

输电线路带电水冲洗是电力系统防污闪的主要措施之一。500 k V输电线路4联污秽绝缘子串具有间距小、污秽重、难以清洗等特点,为实现其带电水冲洗,在武汉大学户外带电水冲洗试验场进行了冲洗试验,比较了4个污秽度等级下1冲4回和1冲6回这2种冲洗方法。结果表明:冲洗过程中在较长冲洗时间段泄漏电流幅值都<10 m A;冲洗到绝缘子串上部3/4及5/6位置附近处时出现了泄漏电流突增现象;冲洗泄漏电流基波幅值最大值、结束时刻泄漏电流基波幅值随污秽度等级增大而增大。4种污秽度等级下,1冲4回和1冲6回冲洗过程中泄漏电流基波幅值最大值分别小于61 m A和31 m A,这2种方法用于500 k V输电线路4联污秽绝缘子串的带电水冲洗都是安全的。

污秽绝缘子闪络机理研究综述

文章综述了几十年来国内外对污秽绝缘子闪络机理的研究状况,包括电路模型、能量模型、动态模型、交流电弧重燃条件、电场模型以及低气压下的电弧特性等,并根据真型绝缘子串污闪放电过程的拍摄结果,提出了由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成的低气压下绝缘子长串直流放电数学模型,同时对未来绝缘子污秽闪络机理的研究方向进行了展望,指出真型绝缘子长串放电过程、绝缘子剩余污层电阻、低气压下局部电弧特性的测量等是今后研究的重点。

基于K-L变换的污秽绝缘子红外图像特征提取方法

利用K-L变换降低污秽绝缘子红外图像特征维数,得到3个独立主分量特征,该3维主分量包含了各原始特征分量的信息。通过主分量累积贡献率的大小,选取了原始污秽特征数据协方差矩阵的3个最大特征值对应的3维特征矢量构成正交变换阵,用于主分量特征提取。通过正交变换阵中各系数的大小,研究了各原始特征分量在各主分量特征中所占的比例。为比较K-L变换前后数据类间距离的变化,绘制了K-L变换前后特征数据分布的3维立体图。实验结果证明K-L变换在最大限度地保留原有信息的同时,降低了原始污秽特征数据的维数,减少了计算量,加大了数据的类间距离,提高了污秽数据分类的准确性。

污秽绝缘子在不同脉冲电压条件下的闪络特性研究

输电线路在污秽条件下的闪络(污闪)是威胁电力系统安全运行的主要事故。笔者以两片串的绝缘子短串为研究对象,通过对绝缘子两端施加0.5/5μs和2.6/50μs的冲击电压波形,研究了盐密、灰密污秽度对绝缘子闪络特性的影响,同时对波头时间不变,波尾时间对绝缘子闪络特性的影响进行了研究。结果表明,盐密对绝缘子闪络电压的影响大于灰密;当盐密、灰密值较低时,冲击电压波形对绝缘子串闪络电压影响不大;灰密值固定时,绝缘子闪络电压随着盐密值的增加而减小;而当盐密值固定时,绝缘子闪络电压随着灰密值的增加呈现先减小后增加的趋势;固定灰盐比为5:1时,在2.6/50μs波形条件下,绝缘子闪络电压随着盐密值增加而增加,而对于0.5/5μs波形时,随着盐密值增加,绝缘子闪络电压呈现先减小后增加的趋势;随着波尾时间增加,绝缘子闪络电压下降明显,在盐密值较大时更加显著。

1000kV输电线路污秽绝缘配置的初步探讨

1990年和2001年大面积污闪事故基本上发生在Ⅱ～Ⅲ级,笔者认为,发生污闪的根本原因是输电线路外绝缘配置总体水平不足。建议在1000kV输变电工程中,采用300kN普通型绝缘子双联悬垂串,其片数、串长和爬电距离在Ⅰ级(盐密为0.03mg/cm2)下,分别为50片、9750mm和25250mm;在Ⅱ级(盐密为0.06mg/cm2)下,分别为60片、11700mm和30300mm;在Ⅲ级(盐密为0.10mg/cm2)下,分别为67片、13 065mm和33 835mm;建议1000kV输变电工程Ⅱ级及以上采用的复合绝缘子,其结构高度和爬电距离取瓷绝缘子的80%,即Ⅱ级结构高度为9750mm,爬电距离为25250mm,Ⅲ级结构高度为10452mm,爬电距离为27 068mm。

基于微波辐射原理的污秽绝缘子检测仪研制

用微波辐射计对绝缘子进行测量,根据所测目标天线不同的温度,反演出被测目标的辐射亮温,进而推出绝缘子的污秽程度。研究内容具体包括;微波辐射计定标;辐射计反演系统的研制;通过实验完成绝缘子污秽物的辐射特性与等值盐密、空气相对湿度、盐雾电导率等量值的关系,分析污秽程度与辐射能量之间的关系,从而找出污秽预警门槛值。

污秽绝缘子泄漏电流测量系统的设计及应用

设计了一套基于虚拟仪器技术的污秽绝缘子泄漏电流数据采集系统,利用可靠的电压和泄漏电流信号提取系统,保证了提取信号的准确性。采用了双缓冲数据采集模式,实现了对信号的高速、连续、实时采集。系统还具有信号显示、分析和处理等功能,在实验室,通过对实际绝缘子的泄漏电流进行采集,验证了系统设计的正确性和可靠性。

基于红外测温的零值和污秽绝缘子快速检测试验研究

红外测温技术具有不接触、不停运、不取样、检测速度快的优点,是绝缘子运行状态在线检测的重要方法之一。文中在绝缘子发热机理和红外热像技术的原理上,立足电力工作中零值和污秽绝缘子快速检测,分别对零值绝缘子位于绝缘子串不同位置时红外测温试验对比,以及对污秽绝缘子串与清洁串的红外测温对比,试验结果表明,当绝缘子串有严重污秽和零值绝缘子存在时,其热像表征图像发生明显的突变。此外,当零值绝缘子位于串中靠近高压端时,其热像图像显示零值绝缘子与相邻正常绝缘子平均温差最大,位于中部时与相邻正常绝缘子平均温差最小,位于低压端时为高压端和中部之间,因此可利用红外测温技术通过精度较高的红外热像仪对串中零值绝缘子和污秽绝缘子快速辨别。

污秽绝缘子闪络特性试验研究

通过EMTP仿真分别获取0.5/5μs和2.6/50μs绝缘子串反击和绕击条件下的电压波形,并选取电阻-电容隔离回路作为工频回路与冲击电压发生器的隔离电路,同时确定污秽绝缘子制备方法和湿润方式。通过试验,得到在0.5/5μs和2.6/50μs两种冲击电压波形条件下,污秽绝缘子在工频叠加冲击时闪络电压变化的基本规律。

500kV及以下输电线路运行经验及对1000kV输电线路污秽绝缘配置的建议

文章结合500kV及以下输电线路运行经验,总结了500kV及以下线路发生污闪的根本原因是输电线路外绝缘配置总体水平不足,并对500、1000kV交流输电线路污秽绝缘配置、爬电比距等问题提出了建议,并提出相关研究的课题。

污秽绝缘子泄漏电流在线监测及数据分析

绝缘子污秽是发生污闪事故的主要原因之一,对泄漏电流进行在线监测是研究绝缘子耐污能力的一项重要手段。为获得大量的实际监测数据,对不同环境地区的泄漏电流进行了在线监测及分析。以不同地区不同环境条件下的绝缘子在线监测泄漏电流数据为例,进行数理统计和原理分析,指出沿海环境和工业水泥污染区绝缘子耐污性能与空气湿度和灰尘颗粒含量呈负相关。沿海地区在头年末至第2年上半年积污严重,其中2、3、4月份为最严重的时段,但每年随空气湿度变化不尽相同;而处于水泥污染地区的绝缘子,污秽最严重的时段是每年的6,7月份。通过对实测报警电流波形的分析,见证了绝缘子污闪的实际发展过程。结果表明,采用泄漏电流特征量来表示绝缘子污秽度的参数,不仅能较真实地反映绝缘子污秽实况,而且易实现在线检测与报警。该研究数据和结论为绝缘子耐污性能研究提供了丰富的数据和理论支持,为运行部门针对不同环境条件采取不同的抗污秽措施提供了参考和帮助。

基于LJC-B型高压输电线路的污秽绝缘子泄漏电流遥测系统研究

污秽绝缘子的闪落是造成电力运行故障的一个原因.研制了一种遥测系统装置,对污秽绝缘子的泄漏电流进行实时监测,根据泄漏电流的大小,发出同级别的报警,提示电力人员做出反应.经过实例试验,表明该方法是有效的.

基于时域有限差分方法的污秽绝缘子局部放电频谱分析

绝缘子污秽问题一直是困扰电力安全生产的难题之一。为此,采用超高频(ultra-high frequency,UHF)法仿真和测量了绝缘子污秽放电情况,并对其放电频谱进行了分析。首先运用时域有限差分软件XFDTD对污秽绝缘子的放电过程进行了仿真,得到其电磁波的时域波形,再经快速Fourier变换(fast Fourier transform,FFT)得到放电频谱,并研究了污秽程度对绝缘子放电的影响规律,得出了重污秽绝缘子的电磁辐射大于中污秽绝缘子的电磁辐射的结论。然后,针对不同人工污秽程度的绝缘子,测量绝缘子局部放电电磁辐射在680～9 400MHz频率范围内的电磁波频谱。分析测量数据时,采用了分频段分幅值统计所处区间数据个数的统计方法来处理数据,结果表明:在各个区间内重污秽绝缘子的数据个数大于轻污秽绝缘子的数据个数,得到其潜在规律,初步通过比较区分了绝缘子的污秽程度。进一步可建立不同污秽等级绝缘子的电磁波辐射特性数据库,判断绝缘子的污秽情况。

污秽绝缘子泄漏电流与湿度及盐密关系综述

介绍了污秽绝缘子泄漏电流形成的原因、对它与盐密、湿度的关系进行分析。

有局部电弧污秽绝缘子串仿真模型

提出一种基于ATPDraw仿真软件的有局部电弧污秽绝缘子串仿真模型.根据电弧非线性伏安特性曲线形状和试验所得电弧特性数据设置电弧参数,根据绝缘子形状系数和污秽层电导率估算各种型式和不同污秽下污秽层电阻.该仿真模型可以仿真绝缘子串在轻、重污秽下的放电现象,各个绝缘子对地电压变化体现各个绝缘子相互间影响,经过高频采样可以获得电流中暂态行波量.