绝缘隔板对空气间隙放电光谱特性的影响及电荷演变机理

在空间有限的开关柜等电力设备中,开展棒-板间隙放电的放电规律以及检测方法的研究具有重要意义。实验探讨了“棒电极-绝缘隔板-接地电极”系统中不同隔板材料、隔板位置时放电光谱的分布规律;采用表面电位计,计算分析了放电后绝缘隔板表面陷阱能级分布特征;通过建立等尺寸绝缘系统仿真模型,分析绝缘隔板的引入对电子密度、电场分布的影响,揭示放电机理。实验研究表明,绝缘隔板的引入,可以显著提高系统的击穿电压,最高可提升1.6倍。不同隔板材料对应的放电光谱特征信息有所不同,环氧树脂隔板的放电光谱强度整体较大,但在波段309.25 nm、589.05 nm处聚酯板的光谱强度略大于环氧树脂。此外,电极间距对放电光谱具有较大的影响。隔板材料表面存在明显的残余电荷,环氧树脂的电荷积聚高于聚酯板,对击穿电压的影响较大。仿真结果显示,隔板材料的改变会影响击穿电压的幅值,同时会改变微观粒子的物理运动,从而改变放电光谱。研究成果可为电力设备光谱放电监测和绝缘状态评估提供理论和实验指导。

一体化高压触发器绝缘隔板结构优化研究

一体化高压触发器作为高功率准分子激光器系统的同步控制器件,为激光放大器的气体火花开关提供触发脉冲。提高触发器的输出电压有助于改善激光放大器的同步性能,还需解决充电过程中的自放电问题。为此,在高压腔体内部加入绝缘隔板提升腔体内的直流充电电压。基于静电场仿真和放电等离子体仿真优化设计绝缘隔板的尺寸和位置参数,通过实验对仿真结果进行验证。使用静电场仿真分析触发器腔体内放电气体区域,建立与该放电区真实模型等效的缩比模型,通过放电等离子体仿真模拟带有不同尺寸和位置隔板气体间隙的击穿电压,选出击穿电压最高时所对应的隔板尺寸和隔板位置作为隔板的优化设计方案。与无隔板的情况相比,优化后的气体间隙的平均击穿电压由58.42 kV提升到84.33 kV,实验结果和仿真计算结果较为一致。本文的优化方案提高了直流击穿电压,解决了触发器充电时的自放问题,为绝缘结构优化提供一种新方法。

252kV GIS用绝缘隔板的机械强度研究

对绝缘隔板的主应力大小、方向和分布情况进行准确的计算和确定是改进设计的前提。笔者采用有限元软件对252 k V GIS用绝缘隔板在不同压力下的主应力分布进行了仿真计算,在对其进行的水压试验验证中,采用高速摄像机获取了水压破坏发展过程的影像和破坏时间,采用应变片与动态信号采集分析系统监测了水压试验中绝缘隔板重点部位的主应力变化。分析表明,仿真计算的最大主应力分布和方向与试验结果具有很好的一致性,应力大小存在一定差异,需进一步研究和完善;通过各监测点在破坏前后的应力突变可较为准确判断破坏的位置和发展方向。这些研究方法为各电压等级的各类绝缘隔板的设计优化提供了一定的参考。

10kV配电线路带电作业新型绝缘隔板的设计

针对10 k V配电线路跌落式熔断器带电作业时,重复绝缘遮蔽耗费大量作业时间的问题,经过深入实际地研究和分析,设计了一种使用灵活、方便、快捷、安全的新型绝缘隔板,并应用到10 k V配电线路带电作业中。应用结果表明:新型绝缘隔板有效地缩短了带电作业时间,提高了带电作业的工作效率和安全系数,具有一定的工程实用价值。

高压击穿电弧作用下SMC绝缘隔板引燃特性

绝缘隔板是高压开关柜的重要部件,采用高压起弧实验平台,针对5,10 mm两种厚度的SMC绝缘隔板开展了电弧引燃与燃烧实验,研究了质量损失率、余焰时间、温度曲线等特征量随电弧作用时间的变化规律。结果表明,高压作用下,两电极首先绕SMC竖直板形成倒“U”型夹持加热电弧;持续电弧作用下的烧蚀过程可以分为起弧上扬、夹持引燃、侧面弧降、余焰燃烧四个阶段。10 mm样品余焰的产生时间较晚,且需要更长的加热时间达形成显著自维持燃烧,烧蚀结束后样品炭化烧蚀度较低,可见,SMC绝缘隔板增厚,有利于其结构完整性和防火隔火能力的提升。由样品不同区域的表面温度曲线,弧根对该区域对样品表面的加热强度反而较弱,即样品表面的温升受弧柱距离和自持火焰的双重作用,包含多个互相影响的热过程。研究结果可用于高压开关柜绝缘隔板的科学选型与优化布设,为开关柜防火安全性能的提升提供科学依据。

开关柜绝缘隔板热老化状态综合评估方法研究

开关柜绝缘隔板具有开关柜机械支撑和隔离带电部件两大功能,绝缘隔板变形或电气性能下降直接关系到电力生产的安全性及电网供电的可靠性,因此对开关柜绝缘隔板物理、电气性能进行有效评估已成为当前电气设备管理的新兴课题。本研究在单因子加速热老化试验的基础上,测量和提取不同老化阶段绝缘隔板试品的主要电气性能参数和物理性能参数,并以熵权法和专家打分法为基础建立综合评估模型,最后利用此模型对测试样品的老化状态进行识别,结果表明,此综合评估模型能对开关柜绝缘隔板的热老化状态进行有效评估。

应用理化分析探索40.5 kV开关柜绝缘隔板放电原因

小型化后的40.5 kV开关柜受尺寸限制,普遍采用加装SMC绝缘隔板的复合绝缘方式,但开关柜母排对绝缘隔板放电的故障仍然较为普遍,因此对放电原因的研究很有必要。文中首先对一台KYN61-40.5型开关柜进行工频耐压试验,验证运行中开关柜内母排对绝缘隔板放电的可能性。其次通过绝缘隔板的加速热老化、湿热老化试验,采用SEM测试、交流击穿场强、耐漏电起痕指数和憎水性检测等绝缘材料测试评估方法,研究绝缘隔板理化特性变化规律,进而得出放电的原因。研究结果表明:开关柜绝缘隔板故障并非绝缘隔板击穿强度降低引起,而是在湿热环境下,开关柜内SMC绝缘隔板表面的保护膜分解,降低接触角,使绝缘隔板由憎水性转变为亲水性,从而当外施电压达到70 kV左右即发生放电;由于环氧树脂材料在老化后依旧保持良好的憎水性,因此开关柜内绝缘隔板宜采用环氧树脂材质,不宜采用不饱和聚酯玻璃纤维(SMC)。为了保证绝缘隔板的理化特性,开关柜内运行温度不超过80℃,湿度控制在75%以下。

高压开关柜内绝缘隔板放电原因分析及防范措施

列举高压开关柜绝缘隔板放置方式及典型放电缺陷,开展绝缘隔板放电原因统计,理论分析了高压开关柜绝缘隔板放电的过程,研究了绝缘隔板老化性能,分别针对新装用和现场已运行的高压开关柜,提出具体的防范措施。

SMC不饱和聚酯玻璃纤维绝缘隔板的研制和在高压电器开关上的应用

本文阐述 SMC 不饱和聚酯玻璃纤维绝缘隔板的研制,其独特优异性能:滞燃性,抗泄漏电性,耐电弧性和热老化性。介绍 SMC 绝缘隔板在高压电器开关设备上替代3240环氧玻璃布层压板应用情况。

新型145 kV绝缘隔板机械强度研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中,绝缘隔板起着隔离相邻气室、支撑导体的重要作用。绝缘隔板的机械强度是保证GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了新型145 kV绝缘隔板的设计特点;应用有限元分析计算软件对其力学性能进行了数值仿真,计算结果表明,特定形状的中心嵌件可以有效提高其力学性能。该新型145 kV绝缘隔板在质量监督检验中心顺利通过了整套型式试验,进一步验证了其力学性能的可靠性。

10KV带电作业新型柱式绝缘子限位绝缘隔板的研制

10KV 带电作业采用绝缘手套作业法绑拆绝缘子扎线时,需要对柱式绝缘子及横担等部件采取绝缘遮蔽措施,传统方法主要采用绝缘毯对柱式绝缘子及横担等部件进行绝缘遮蔽,该方法所需消耗时间长,劳动强度大,存在人身安全隐患,极易损坏绝缘毯造成经济损失。所以如何改进柱式绝缘子设置绝缘遮蔽的方法,对提高带电作业质量有着重要意义。本文将对10kV 配电线路带电作业绑扎绝缘子工作进行中各种问题进行分析,并提出改进方案,研制新型工器具。

防滑式绝缘隔板的研制与应用

10k V高压柜内设备停电检修,变电运行人员在拉开的母线侧隔离开关动静触头间装设绝缘隔板,作为防止隔离开关自送电或误送电的安全措施。我们变电所10k V高压柜改造后,老式绝缘隔板无法固定,威胁安全,且操作困难。因此,我们针对老式绝缘隔板存在的问题,设计了新型的绝缘隔板,降低了风险,提高了安全性,解决了操作难题。

新型420 kV绝缘隔板绝缘性能研究

详细介绍了新型420 kV绝缘隔板的设计特点;对其雷电冲击耐受电压下的绝缘性能进行了数值仿真,计算结果表明:420 kV绝缘隔板满足其绝缘性能要求。研制的新型420 kV绝缘隔板在西安国家高压电器质量监督检验中心顺利通过了整套型式试验,进一步验证了其绝缘性能的可靠性。

小型化GIS隔板绝缘子电场优化设计

为解决小型化SF_(6)气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)沿面闪络频发的问题,以交流220 kV GIS隔板绝缘子为研究对象,基于电场设计准则、沿面闪络事故原因分析和电场的有限元分析计算结果,提出小型化GIS隔板绝缘子的电场设计中场强控制的关键点。研究发现:①目前GIS绝缘件的电场设计准则没有考虑两因素对沿面绝缘的影响,一是SF_(6)气体中沿面闪络电压比气体间隙击穿电压分散性大,二是特快速瞬态过电压对附着金属微粒盆式绝缘子沿面的绝缘威胁比标准雷电过电压大;②为提高盆式绝缘子的沿面绝缘强度,不仅要优化电场分布使得放电不沿面发展,还要降低微粒积聚区域的电场强度提升沿面的金属微粒容错性;③盆式绝缘子具有较好的金属微粒容错性,更适用于金属微粒较多的开关气室,相比之下,平盘绝缘子更适用于金属微粒相对较少的母线气室;④在沿面电场强度校核中,盆式绝缘子需重点关注绝缘子凹面电场强度最大值,平盘绝缘子则需关注沿面接地端电场强度最大值;⑤在内绝缘校核方面,2种绝缘子均需要关注内嵌电极表面电场强度的控制。

微环境对高压开关柜电场分布及绝缘净距离的影响研究

潮湿污秽等微环境极易引发高压开关柜放电或绝缘击穿故障。为提高开关柜设计及运行水平,本研究对高压开关柜微环境下的内部电场分布特性及绝缘净距离进行仿真计算研究。首先基于COMSOL仿真软件建立40.5 kV高压开关柜母线室多物理场有限元仿真模型,获得开关柜母线室中温度、湿度分布。利用数值分析方法研究有无微环境下的电场分布特性,基于空气流注放电起始判据,利用COMSOL与MATLAB软件计算微环境下的绝缘净距离。最后研究微环境下不同绝缘隔板布置参数(厚度和位置)对电场分布和绝缘净距离的影响。结果表明:在高温高湿的环境下,母线室最高温度可达347.15 K,整体温度呈现上高下低的梯度分布;绝缘隔板处于低温高湿度区域,容易积聚湿污;微环境下母排尖端电场和绝缘净距离降低,但绝缘隔板表面电场增大,沿面闪络概率增大。

3～10kV厂用电开关柜绝缘缺陷及处理对策

３～１０ｋＶ厂用电开关柜绝缘缺陷及处理对策湖北省电力试验研究所靖晓平１３～１０ｋＶ厂用开关柜现状１．１厂用电手车式高压开关柜的基本形式发电厂厂用电所使用的开关柜大多数是采用１０ＫＶ电压等级手车式高压开关柜，且绝大多数为国内产品。产品型式较多，而且同种...

GPO-3隔板对棒-板间隙工频击穿电压的影响及表面残余电荷特性

在空间有限的高压箱内部,通过合理引入绝缘隔板,可显著提高整个系统的绝缘性能。该文研究聚酯玻璃毡板(GPO-3)尺寸、位置和厚度对"棒-隔板-地电极"工频击穿特性的影响;采用非接触式表面电位计,研究放电后隔板表面残余电荷衰减特性。实验结果表明,GPO-3隔板的增加会阻止电晕层的发展,"棒-隔板-地电极"系统的击穿电压最大可提高至原来的1.91倍。当隔板厚度超过约6mm时,击穿电压增幅较小;工频电压下间隙放电后,GPO-3表面存在明显的残余电荷,且滞留时间较长,放电后GPO-3的表面电位为3856V,衰减1h后仍为239V。基于Simmons理论,计算材料表面陷阱分布,发现GPO-3表面残余电荷密度峰值为1.59×10^19/m^3和8.87×10^18/m^3,对应陷阱能级约为1.0eV,深陷阱是导致隔板表面电荷积聚的主要原因。该文可为工程设计中绝缘隔板的设计提供理论和实验依据。

非标准雷电冲击电压下油纸绝缘击穿特性

变压器实际遭受的雷电冲击电压的波前时间及持续时间变化范围很大,传播过程中的折反射还会造成雷电波的波形振荡。雷电侵入变压器绕组后会引起内部谐振,在匝间和饼间形成较高电位梯度,从而导致匝间和饼间的击穿事故。因此设计了油-隔板和匝间绝缘模型,研究了冲击电压波前时间、振荡频率对绝缘模型击穿特性的影响。结果表明：2种绝缘模型击穿电压均随波前时间的降低而增加,波前时间0.25μs陡前沿冲击电压下的U50%比标准雷电冲击下提高了10%～17%;对于匝间绝缘模型,其放电时延受绝缘层厚度和波前时间的影响显著,并且放电时延对波前时间的敏感度随着纸层层数的增加而升高;匝间绝缘模型能够耐受幅值比标准雷电冲击电压幅值更高的振荡雷电冲击电压,模型的U50%击穿电压随振荡频率增大而增大,振荡频率335 kHz时的U50%是标准雷电下的1.25倍;此外,当匝间绝缘模型中绝缘纸总厚度保持恒定时,绝缘纸层数的增加提高了绝缘模型的击穿强度。

一起35kV断路器故障分析及处理

1现场情况2011年8月9日10:17,位于某110 kV变电站的室内35 kV线路开关跳闸。检修人员现场检查发现,该开关柜的前、后柜门均已被故障时产生的高压气流冲开且变形严重,断路器三相真空灭弧室下部动触头座及连接拐臂烧蚀严重,B、C相动触头座的连接拐臂与绝缘拉杆的连接已被烧断脱落,连接真空灭弧室下部动触头的连接拐臂与机构输出主轴连接拐臂之间的三相绝缘拉杆外表面及相间绝缘隔板严重碳化。

营造安全“磁场效应”——靖江供电公司“安全生产年”活动走笔

“我觉得配变跌落式熔断器绝缘隔板可以加以改进……这样使用操作方便，更加安全。”5月15日，靖江市供电公司总经理黄宏参加了兴力工程建设有限公司在长华线渔婆菜场孙变低压线路施工跟班，施工一结束，就对大家发表了自己的见解。随着“安全生产年”活动的深入开展。靖江供电公司以增强安全生产向心力、凝聚力和控制力为着落点，党政工团齐抓共管，营造了安全生产“磁场效应”。