±500 kV葛南线绝缘子自然积污特性研究

为研究直流线路绝缘子的自然积污特性,在±500 kV葛南线浙江嘉兴与湖州段设置测点进行自然积污试验。测试得到了绝缘子的等值盐密与等值灰密,研究了电场与伞形对绝缘子积污特性的影响,结果表明:钟罩型绝缘子积污比双伞形严重,钟罩型盐密、灰密平均为双伞形的1.73、1.54倍,灰盐比钟罩型略大,双伞形积污不均匀度显著小于钟罩型。提出了一种考虑积污不均匀度与灰密的绝缘子爬距有效利用系数计算方法,计算了不同污区等级下XZWP-160绝缘子的爬距有效利用系数。研究结果可为预防线路污闪事故提供有益参考。

交、直流电压下复合绝缘子和瓷绝缘子的自然积污试验

利用位于北京市西北的自然积污试验站,研究了交流与直流电压下复合绝缘子和XP-70、XWP-70型瓷绝缘子的积污特点及积污量关系。在该站条件下,不同绝缘子污秽差异主要在绝缘子下伞面;交流电压下,积污期内复合绝缘子上伞面积污速率略高于瓷绝缘子上伞面,下伞面积污速率是瓷绝缘子下伞面的2倍以上。复合绝缘子下伞面的直流与交流积污比>5,瓷绝缘子下伞面的直流与交流积污比>10。大、小雨量下绝缘子下伞面受到两种不同方式的自清洗。复合绝缘子下伞面自清洗略受憎水性影响而削弱。直流与交流电压下,积污3a与积污1a的复合绝缘子下伞面污秽比值分别约为2.2和1.4,上伞面污秽相差不大。

雾霾环境下自然积污绝缘子的污秽颗粒粒径分布特性

绝缘子表面污秽颗粒粒径分布的不同会导致污层吸水特性的差异,进而影响污层的电导率和绝缘子的闪络特性。为了研究雾霾环境下自然积污绝缘子的污秽颗粒粒径分布特性,在交流、直流作用电压下和不带电情况下对4类绝缘子进行雾霾环境下的自然积污,利用电子显微镜和图像二值化处理软件对绝缘子污秽颗粒的粒径大小进行统计。统计结果表明,雾霾环境下自然积污绝缘子污秽颗粒的粒径服从对数正态分布,90%的污秽颗粒粒径<20μm;交流、直流、不带电3种情况下的污秽粒径分布存在差异,表现为直流电压下的平均粒径最小,交流电压下的平均粒径最大;上伞面的平均粒径大于下伞面;复合绝缘子污秽颗粒的平均粒径较瓷和玻璃绝缘子大。进一步分析发现,不同带电形式下,上下伞面以及不同类型绝缘子污秽颗粒粒径分布的差异,分别是由污秽颗粒所受的电场力和重力及绝缘子材质不同引起。

哈郑特高压直流负极线路上U70BL型绝缘子自然积污规律

为了研究哈密—郑州±800 k V特高压直流(UHVDC)负极线路绝缘子的自然积污规律,在该线路河南段上选取了8基杆塔,在每基杆塔上的负极线路悬垂联板下方悬挂标准型悬式瓷绝缘子U70BL(原XP-70型绝缘子),并在相同高度悬挂不带电绝缘子串。经过冬季采暖期的积污后,测试并分析所有试验绝缘子上、下表面的盐密(ESDD)和灰密(NSDD)。结果表明,负极线路上的试验绝缘子表面灰密大于盐密,整体平均灰盐比为3.06。其上表面盐密约为下表面盐密的0.27倍,上表面灰密约为下表面灰密的0.58倍。负极线路上的带电绝缘子与不带电绝缘子的平均盐密比(带电积污系数)为1.26;而带电与不带电绝缘子上表面平均灰密比为0.82,下表面平均灰密比约为1,即±800 k V特高压直流负极线路绝缘子与不带电绝缘子的下表面灰密无明显差异。

直流电压下复合绝缘子的自然积污试验

利用自建的自然污秽试验站,对自然条件下带直流电压运行2个积污季节的复合绝缘子的积污特点进行了试验研究,分析了直流绝缘子的伞裙表面积污规律、降水对积污(等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)和不溶性污秽物质密度(non-soluble deposit density,NSDD))的影响,表面污秽不均匀度、表面灰盐比、ESDD和NSDD的直交比等。研究表明:并不是所有降水都会对绝缘子表面污秽产生明显的清洗效果;降水量和雨强均为清洗效率的重要影响因素;复合绝缘子最大污秽度出现在夏季多雨季节来临前。建议直流外绝缘设计中充分考虑这些积污特点。

公路区与公路农田区绝缘子自然积污成分的对比分析

不同的地形地貌不仅影响绝缘子的自然积污量,而且对其污秽成分有很大的影响。笔者主要针对处于华南地区公路区和公路农田区的一段220 kV线路的悬式绝缘子,对绝缘子表面污秽进行周期性采样,分析不同地形地貌的污秽度及绝缘子污秽成分,进一步分析不同污秽成分对盐密(ESDD)、灰密(NSDD)的影响,得出公路区和公路农田区的绝缘子积污对输电线路外绝缘影响的结论。结论可作为绝缘子运行维护、选型、设计的参考依据。

深圳地区支柱绝缘子自然积污特性

为研究变电站支柱绝缘子自然积污特性,在深圳地区选取了37处有代表性的变电站自然积污观测点,测量了观测点处模拟防污型、模拟普通型和带电支柱绝缘子的等值附盐密度和附灰密度,对比了支柱绝缘子积污规律的差别。结果表明:模拟防污型支柱绝缘子盐密值和灰密值都大于模拟普通型支柱绝缘子,2者上表面盐密值之比约为2.4,下表面盐密值之比约为1.2,2支绝缘子盐密均值之比约为2;2者上表面灰密值之比约为3.5,下表面灰密值都较小,2支绝缘子灰密均值之比约为2.7;支柱绝缘子上表面积污普遍重于下表面,防污型上下表面灰密比>10倍、盐密比约为4;普通型上下表面灰密比约为3.5、盐密值比约为2;防污支柱绝缘子带电下的盐密和灰密明显大于模拟情况下,2者盐密之比和灰密之比均约为1.9。因此,污秽外绝缘配置选择防污型支柱绝缘子时应注意到积污特性与普通支柱绝缘子的明显差异,及是否带电对积污特性的影响。

±800kV特高压换流站支柱绝缘子自然积污特性

为研究特高压换流站支柱绝缘子的自然积污状况,2014年和2015年在±800 kV哈郑直流中州换流站进行了自然积污试验。结果表明:污秽程度从轻到重依次为不带电设备,交流带电运行的设备,直流带电运行的设备;瓷绝缘子表面污秽程度相差不大,而对于复合和表面喷涂RTV的支柱绝缘子,极II侧(负极)比极I侧(正极)的积污程度严重,极II侧等值盐密平均为极I侧2.4倍,极II侧等值灰密平均为极I侧2.7倍;无论正、负极性,瓷表面绝缘子积污最轻,其次是复合材质,积污最严重为喷涂RTV涂料绝缘子;积污物中阳离子主要为Ca^(2+)和K^+,阴离子主要为NO_3^-和SO_4^(2-);可溶性污秽的主要成分为CaSO_4和各类硝酸盐。

自然积污试验用19路泄漏电流在线监测系统的研制

污闪长期威胁着我国电力系统的安全,绝缘子泄漏电流的在线监测对于研究绝缘子污闪机理、防止污闪事故有着重要的意义。而泄漏电流在线监测系统的性能好坏决定了是否能够得到良好的研究效果。为此,详细介绍了一种用于自然积污试验的新型19路泄漏电流在线监测系统,包括系统的硬件组成、软件功能、校准试验结果等。针对过去泄漏电流监测系统的一些不足,该系统同时具备测量路数多、测量精度高、测量范围大、体积小、基于3G网络无线传输、自动故障记录、自动故障上报等优点,适合在自然积污站中对19支绝缘子同时进行长时间的泄漏电流监测。

自然积污绝缘子等值盐密的累积规律

通过实测分析挂网运行的输电线路绝缘子表面等值盐密（ESDD）,利用数据拟合分析其累积规律。结果表明：自然污染条件下,绝缘子表面ESDD随着积污时间的增加而增大;绝缘子经过长期的自然积污后,表面ESDD趋于稳定,积污量达到饱和;ESDD随积污时间的增加按负指数函数增加;绝缘子的积污时间常数τ为39.421~44.262,均值为41.842。

珠三角地区架空线路绝缘子的自然积污特性

绝缘子自然积污特性研究对架空输电线路的外绝缘配置具有重要意义。在一条架空输电线路上安装不同伞形、材质的绝缘子串,测量绝缘子的等值附盐密度(ESDD)和附灰密度(NSDD),分析比较绝缘子自然积污受各种因素的影响程度。研究表明:降雨、风速对绝缘子表面积污有很大影响;绝缘子带电积污量远大于不带电积污量;外伞形绝缘子自洁性能较好,钟罩形次之,深棱形最差;结构高度高的绝缘子,自然积污相对较低;相同条件下,瓷质绝缘子自然积污比玻璃绝缘子低;附灰密度与等值附盐密度具有普遍的正相关趋势。

广州地区线路盘式防污型玻璃绝缘子的自然积污规律

为研究线路盘式防污型玻璃绝缘子的自然积污规律,在广州地区建立试验点进行了为期2年的自然积污试验。根据上述试验数据,对上下表面等值附盐密度(equivalent saltdeposit density,ESDD)和不可溶物密度(non soluble depositdensity,NSDD)的季节性、相关性、积污不均匀性和灰盐比4个方面进行了研究,对各个方面的具体特征进行了描述及解释。研究认为,上述4个方面的各种特性主要是降雨对盐密和灰密冲刷效果的差异、降雨对上下表面冲刷效果差异以及上下表面旱季的积污差异等多种因素作用的结果。

交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究

为研究特高压支柱瓷绝缘子的自然积污规律,重点对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污检测。测量了盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non soluble deposit density,NSDD)及污秽成分,对比分析了伞裙上表面与下表面、迎风面与背风面、平均直径、连续积污等对支柱绝缘子自然积污特性的影响规律。结果表明,1 a的积污期条件下(2010年4月至2011年4月):1)单个1000k V支柱瓷绝缘子整柱污秽分布较不均匀,高压端与其他部位的ESDD平均比值为3.4,NSDD平均比值为2.3。2)绝缘子伞裙上表面污秽度普遍高于下表面。上下表面ESDD不均匀积污比平均为1.8,上下表面NSDD不均匀积污比平均为1.6。3)绝缘子伞裙背风面污秽度普遍高于迎风面。ESDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.64,NSDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.55。4)饱和ESDD与连续积污时间不成正比关系,而NSDD基本与连续积污时间成正比关系。5)ESDD和NSDD随平均直径的增大呈下降趋势。6)绝缘子表面污秽物中CaS O4含量平均为68%。研究结果可为我国特高压工程外绝缘设计、产品制造和运行检修提供参考。

1000kV支柱瓷绝缘子自然积污规律试验研究

研究1 000 kV支柱瓷绝缘子的自然积污规律可为我国特高压工程外绝缘设计和运行检修提供参考。为此,通过对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污观察和检测,测量了等值附盐密度（缩写为ESDD,简称为盐密）、不溶物密度（缩写为NSDD,简称为灰密）及污秽成分,分析了1 000 kV支柱瓷绝缘子污秽不均匀分布特性以及与传统瓷绝缘子积污特性的差异,评估了现阶段绝缘子污秽水平。研究结果表明：11 000kV支柱瓷绝缘子沿面盐密和灰密分布较不均匀,高压端最高,其他部位逐渐走低。绝缘子上表面积污重于下表面,上表面与下表面积污比为1.7~4.4;背风面积污重于迎风面,迎风面与背风面积污比为0.17~0.90;2绝缘子表面污秽物中Ca SO4质量分数为65%~70%,高于线路绝缘子现有测量数据;3随着运行时间的延长,上表面与下表面盐密积污比变化较小,灰密积污比增幅较大;迎风面与背风面积污比呈下降趋势;4对于1 000 kV支柱瓷绝缘子的单个元件,可考虑采取＂前后2点简化法＂测量污秽度;5同一运行环境、不同电压等级的支柱瓷绝缘子积污特性存在一定差异;6基于＂一年一清扫＂的前提,支柱瓷绝缘子的污秽水平现仍处于设计范围,并有一定裕度。

华东电网500kV线路绝缘子人工和自然积污比较

通过人工积污模拟自然条件,能在较短时间内获得大量不同各类绝缘子的积污数据,充分研究其积污特性,为线路设计、运行提供基础。为此,设计制造了人工积污循环试验装置。人工模拟了自然状况的各种因素(污秽量、风、雨、雾)对输电线路绝缘子积污量的影响。在分析华东地区气候特征的基础上确定了人工积污循环试验的试验条件,开展了华东地区常用绝缘子的人工积污循环试验,同时获得了绝缘子的长期积污特性。通过与自然积污绝缘子试验数据进行比较,证实了人工积污试验的等价性。

XZP-300绝缘子串自然积污及其直流覆冰闪络特性

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外在人工气候室对输电线路覆冰的机理、绝缘子覆冰闪络特性开展了大量研究,但对现场运行电压下绝缘子覆冰前的自然积污及其覆冰闪络特性研究甚少,为此,对某电网500kV直流线路运行1a后XZP-300绝缘子的积污情况及其直流冰闪特性开展了试验研究,研究结果表明:带运行电压下XZP-300绝缘子表面的积污存在不均匀度,且下表面堆积的盐密、灰密比上表面严重;自然积污下绝缘子的覆冰闪络电压比人工染污下的覆冰闪络电压高;人工染污且污秽不均匀分布下的绝缘子覆冰闪络电压比污秽均匀分布下的高;绝缘子覆冰闪络电压存在极性效应,且正极性电压比负极性电压高。

运行中500 kV输电线路绝缘子串自然积污及污闪特性研究

500 kV输电线路是我国电网的主干网架,运行中一旦发生绝缘子污闪事故将严重威胁电力系统可靠运行,因此了解运行电压下绝缘子的自然积污规律及其污闪特性十分重要。对重庆电网某500 kV交流输电线路运行中绝缘子的自然积污情况及污闪特性开展了测试研究,研究结果表明:运行中绝缘子上/下表面累积的盐密/灰密有差异,且下表面的盐密/灰密较上表面的严重;运行中绝缘子表面灰密累积速度大干盐密累积速度;运行中各串绝缘子以及绝缘子串中各片绝缘子的积污均存在差异;自然积污下绝缘子污闪电压比人工染污下绝缘子污闪电压高;污秽成分及绝缘子表面污秽分布的差异是导致运行中绝缘子污闪电压高的主要原因。

悬式绝缘子串自然积污规律的探讨

本文据对不同污秽地区409串（2994片）线路用悬式绝缘子的盐密（ESDD）测试，探讨了绝缘子串表面污秽分布规律和益密均值的简化测量方法，对绝缘子悬挂高度对积污的影响；绝缘子串带交流电与不带电积污的差异，以及不同型式的绝缘子在相同环境下沉积污秽的不同做了比较。结论可供线路绝缘设计、选型和运行维护工作参考。

绝缘子自然积污试验站的设计与搭建

绝缘子污闪是电力系统外绝缘中危害最大的问题,自然积污试验站是研究绝缘子积污的有效方法之一,为此设计并搭建了可移动、可长期使用的绝缘子自然积污站,并从试验电源装置、绝缘子悬挂架、试验用绝缘子以及远程监测系统四个方面介绍了积污站的设计。试验电源能够稳定地输出约70 kV交流和100 kV直流高压,绝缘子悬挂架的尺寸参数设计利用仿真计算并结合自重、风偏影响等。仿真结果表明,绝缘子试品悬挂间隔应不小于2.5 m,绝缘子悬挂高度对电场分布基本没有影响,同时,试验绝缘子的选取应根据实际线路运行电压并考虑材质、伞形及悬挂方式等。

±660kV银东线绝缘子串的自然积污特性研究

为分析±660 k V银东线绝缘子的自然积污规律,在山东德州设置污秽测量点,进行为期一年的自然积污试验。测量了绝缘子的等值盐密(ESDD)和等值灰密(NSDD),对比研究了瓷绝缘子和复合绝缘子表面污秽不均匀度、绝缘子串不同位置积污规律及灰盐比。结果表明:瓷钟罩绝缘子表面污秽不均匀度远高于复合绝缘子;绝缘子串高压端和接地端均比中间部分积污严重;复合绝缘子的伞裙直径越小,积污越严重;瓷绝缘子、复合绝缘子的灰盐比均值分别为12.44、5.86,下表面的灰盐比均大于上表面的灰盐比。