带电复合绝缘子积污特性的对比观测

复合绝缘带电是否会对绝缘子盐密(ESDD)和灰密(NSDD)值产生影响关系到电力系统污秽复合外绝缘配置,开展带电复合绝缘子与不带电复合绝缘子积污对比观测有助于研究复合绝缘子带电与不带电运行积污规律。为此,选择深圳地区22处代表性的输电杆塔上进行带电与不带电复合绝缘子挂样观测,测量了积污期为2a的复合绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了带电与不带电复合绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:带电与否对复合绝缘子上表面盐密基本无影响,下表面盐密值约增加0.3倍,片均值约增加0.1倍;带电复合绝缘子盐密片均值与不带电复合绝缘子上、下表面盐密值有较好的线性关系;带电运行对复合绝缘子灰密值有影响,带电有利于不溶灰份的积累,上表面灰密增加0.4倍,下表面增加约0.7倍,片均值增加约0.5倍。带电绝缘子的灰密盐密比更大。带电复合绝缘子积污特性的对比观测数据为实验室开展复合绝缘子污闪试验工况及现场外绝缘配置考虑带电因素提供了基础数据。

涂覆RTV对瓷绝缘子盐密和灰密影响的对比观测

绝缘子盐密和灰密值是污区分级和外绝缘配置的基础,各地污区分级观测绝缘子往往以XP-70瓷绝缘子为观测绝缘子,涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)涂料对绝缘子积污特性的影响是一个值得关心的问题。因而选择深圳地区54处代表性的输电杆塔进行涂覆RTV与未涂覆RTV的XP-70绝缘子不带电挂样观测对比,测量了积污期为2a的绝缘子盐密、灰密和灰密盐密比,对比了涂覆RTV与未涂覆RTV线路绝缘子上表面、下表面与单片均值积污规律的差别。结果表明:涂覆RTV的绝缘子与未涂RTV的XP-70绝缘子相比,上表面盐密值增加约1倍,下表面盐密值、单片盐密均值增加约2倍,上表面灰密值增加约2倍,下表面灰密值、单片灰密均值增加约3倍,涂覆RTV的XP-70绝缘子灰密盐密比大于未涂覆RTV绝缘子的灰密盐密比。污秽外绝缘配置时在注意到涂覆RTV对绝缘子污闪电压大幅提高的同时,也应注意到涂覆RTV对绝缘子积污特性的影响。

不同盐密灰密对瓷绝缘子污秽闪络特性影响的研究

针对电力系统绝缘子污秽闪络产生的危害问题,采用升压法对涂污秽物的单片瓷绝缘子(XP-210)进行人工污秽试验,分析了不同盐密(NaCl)、灰密(硅藻土)对单片瓷绝缘子闪络电压的影响。结果表明:盐密、灰密对单片瓷绝缘子人工污秽闪络电压都有影响,闪络电压与盐密、灰密均成幂函数关系,并且二者对闪络电压的影响是独立的。据此提出了划分电网污秽等级的建议。

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。

光技术在线监测绝缘子盐密和灰密的实现及应用

为监测运行绝缘子的污秽度水平,基于介质光波导中的光能损耗理论和人工神经网络的数学建模,通过大量对比试验研究,设计、研制了光传感器监测终端,采集现场的温度、湿度以及光能参数等,通过GSM(或GPR、CDMA)的数据通信模块将现场采集的数据发送到数据监测中心,数据监测中心的工作站根据数学模型计算得到等值附盐密度(ESDD)和不溶物密度(NSDD)。该系统采用数据库技术进行数据管理,可实现自动、连续在线监测绝缘子污秽状况。该监测系统经过试验验证及各地挂网运行,其测量结果与传统测量方法所得到的结果基本一致,盐密最大测量偏差为5.6%,系统测量准确度和抗扰度性能满足标准要求。研制的ESDD和NSDD在线监测系统为国内外首创,为运行部门实时掌握输变电设备外绝缘水平提供了一种行之有效的手段。

污秽绝缘子表面干区形成的影响因素

干区的形成是绝缘子污闪发生的一个必要条件,干区的形成受电压、污秽种类和含量、天气等诸多因素的影响,研究干区形成的影响因素问题,不仅有助于更加深刻地认识干区的形成,而且可以完善外绝缘污闪理论。为此,以矩形污秽玻璃片模拟实际绝缘子,在人工雾室中试验研究了污秽和雾对干区形成的影响。试验结果表明:随着等值附盐密度(ESDD)的增加,干区的形成时间逐渐缩短,干区宽度逐渐减小;随着等值附灰密度(NSDD)的增加,干区的形成时间逐渐变长,干区宽度逐渐增大;随着雾浓度的增大,干区的形成时间不变,干区宽度逐渐减小。此外,基于热量平衡理论对这些影响趋势给出了解释。研究结果表明ESDD、NSDD和雾浓度对于干区的形成是有影响的。

基于微波辐射理论的绝缘子污秽等值盐密/灰密检测模型

用微波辐射计测量绝缘子污秽表面亮度温度,从而可获得污秽的辐射能量特性。提出用亮度温度计算绝缘子污秽等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)、等值附灰密度(non-soluble deposit density,NSDD)的检测模型以及盐密和灰密乘积形式的检测模型。在不同测量角度下,研究干燥(相对湿度20%)和湿润(表面形成水膜)条件下,ESDD和NSDD与天线温度的关系,同时研究天线温度与环境温度及湿度的关系,并分析湿度对模型参数的影响。结果表明:ESDD和NSDD对天线温度的影响是独立的,通过测量天线温度可以同时测定ESDD和NSDD。

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。

基于光波导边界传输特性的污秽在线监测技术

基于光波导边界传输特性和人工神经网络,文中介绍了一种可同时监测输电线路绝缘子表面等值盐密和灰密的污秽在线监测装置。在详细分析光波导表面污层对全反射光束影响机理的基础上,提出了光波导和光源设计方案。通过不同湿度、不同污秽等级、不同灰盐比条件下的积污标定试验,获取了大量样本数据,并依此建立和训练了人工神经网络模型。检验结果和运行实践表明,利用该装置及训练后的内嵌神经网络模型,可实现盐密和灰密的同时监测,且测试精度满足相关标准要求。

基于图像增强的瓷质绝缘子灰密程度检测方法

由于雾天、光线较暗等恶劣现场条件下采集到的绝缘子图像清晰度与可读性较低,绝缘子目标及盘面区域色彩特征的提取较难,导致现有的可见光图像污秽检测方法不具备通用性,为此提出了一种基于图像增强的瓷质绝缘子灰密程度检测方法。先用改进的带颜色恢复的多尺度Retinex(MSRCR)算法对采集到的绝缘子图像进行增强,提高图像的清晰度和对比度;然后,采用二维最小误差法结合形态学滤波分割提取出绝缘子盘面区域,分别提取6个通道的均值、最大值、最小值等7个特征量并用Fisher准则函数筛选出分类能力较强的特征Smean,Smax,Svar作为灰密程度判别特征;最后,用思维进化算法(MEA)优化反向传播(BP)神经网络进行仿真预测。实验结果表明,概率神经网络和粒子群优化算法优化BP神经网络的判别准确率分别为88.00%和93.00%,而所提方法的准确率可达95.00%,可以准确判别恶劣条件下的绝缘子灰密程度。

染污方法对瓷绝缘子直流污闪特性的影响

在人工污秽试验中,IEC标准推荐了几种染污方法,但未给出不同方法试验结果差异的相关说明。为此,采用大吨位瓷绝缘子XZP-300为试品,研究了定量涂刷法、浸污法2种染污方法获得的瓷绝缘子试品在不同盐密条件下的直流污闪特性,比较了2种染污方法试验结果的概率分布特性,同时分析了2种试验方法试验结果的差异,并基于污闪平板模型从原理上解释了差异的原因。结果表明,定量涂刷法和浸污法的试验结果均近似呈正态分布,可以采用2种方法均值计算50%耐受电压;定量涂刷法获得的污闪电压高出浸污法的污闪电压约2%～6%;通过基于平板模型的公式推导可证明,均匀染污表面的污闪电压低于不均匀染污表面的,由于浸污法染污绝缘子表面盐密分布比定量涂刷法的更均匀,因此浸污法的污闪电压低于定量涂刷法的。

基于网格曲线分析绝缘子附灰密度的变化趋势

提出了一种基于网格曲线分析绝缘子附灰密度变化趋势的新方法。首先介绍了网格分形的基本概念和计算方法,讨论了泄漏电流畸变特征产生的机理,并利用网格分形算法提取畸变形成网格曲线。在比较网格曲线变化特点的基础上,提出了分析绝缘子附灰程度变化趋势的新方法。以单片WXP2-70高压线路耐污盘形悬式绝缘子为试品,在雾室中进行了人工污秽试验,试验结果表明新方法能够有效地区分不同附灰密度下的绝缘子。

±500kV直流复合绝缘子沿串积污特性研究

复合绝缘子的积污特性与瓷绝缘子和玻璃绝缘子有所不同,研究其积污规律对防止污闪有着重要意义。为此,以3支实际运行后的±500kV直流复合绝缘子为研究对象,系统测量其沿串不同位置的污秽度,用等值盐密(ESDD)和灰密(NSDD)表征。试验发现绝缘子不同伞上下表面的等值盐密和灰密大多呈现出U形的分布规律,尤其以等值盐密的U形分布更为明显,而且不同伞上下表面污秽U形分布规律性的强弱有一定差异。讨论了积污过程中电场对污秽沉积的作用以及自清洗过程中雨水冲洗的随机作用,更好地解释了直流复合绝缘子的沿串积污规律。

试验程序差异对绝缘子污秽测量结果影响

染污绝缘子闪络威胁电网安全可靠运行,长期以来掌握运行中绝缘子积污特性是电力部门重要的工作之一,相关规程也规定了绝缘子自然积污测试方法,但测试过程差异对测量结果的影响并不清楚。这里采用瓷和复合绝缘子,模拟不同等级污秽,采用不同测试方法对盐密和灰密进行了测量,并对各种方法的试验结果进行了对比分析,结果表明:采用污秽溶解静置24 h、去离子水用量300 ml、专用取样布擦拭法、每片绝缘子取样布使用6张的方法可使测量结果更准确。研究结果可为绝缘子自然积污测试技术提供技术参考。

概率统计在绝缘子污闪风险性评估中的应用

笔者分析了灰密的概率密度分布,并推导出盐密与灰密的联合概率密度函数。在不考虑灰密和考虑灰密两种情况下,利用概率统计方法,推导出在恒定电压下,绝缘子的污闪概率计算方法,为评估线路可靠性、调度部门决策、绝缘子的维护以及新线路绝缘子的选型提供依据。

±660 kV银东线瓷绝缘子的积污特性研究

为了研究银川东—胶东±660 k V直流输电线路瓷绝缘子的积污特性,在山东德州地区选取有代表性的#1894杆塔作为积污试验点,并进行为期两年的自然积污试验,测量了瓷绝缘子的等值盐密和等值灰密,研究分析正负极性对瓷绝缘子上下表面盐密、灰密及灰盐比的影响。结果表明:瓷绝缘子串积污整体呈现出两端高中间低的趋势,高压端积污最为严重;瓷绝缘子下表面积污比上表面严重;瓷绝缘子表面灰盐比主要分布在10~18.7;负极的瓷绝缘子积污比正极严重。

基于激光诱导击穿光谱的绝缘子污秽度分析

污秽闪络是威胁电力系统安全的主要因素之一,为了预防污闪事故的发生,需要定期对绝缘子表面的污秽度进行检测,但传统的停电取样检测周期长,耗费大量人力物力。文中提出一种利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对绝缘子表面污秽度进行分析的方法。以10个带有不同等值盐密、等值灰密的自然污秽玻璃绝缘子为主要研究对象,将其上表面分为内、中、外环3个区域,研究不同测试策略下定标模型的相关系数,采用Na 589.592 nm、Al 396.192 nm作为特征谱线,发现对于盐密的检测定标模型,采用内、中环联合区域的测试策略,相关系数可达0.9481,检测相对误差在5%以内;对于灰密的检测定标模型,采用中环独立区域的测试策略,相关系数可达0.9383,检测相对误差在15%以内。该分析手段能实现现场快速分析绝缘子表面污秽度,提升输电线路运行安全维护作业能力,具有重要的工程应用价值。

绝缘子表面灰密的测量影响因素分析

电力系统中一般采用等值盐密和等值灰密来描述绝缘子表面的染污程度。其中,等值盐密和等值灰密分别表征了绝缘子表面单位面积可溶性污秽和不可溶污秽的量。运行部门一般利用滤纸过滤称重的方法测量绝缘子的等值灰密,但由于缺乏细致的测量规范,等值灰密测量值有一定分散性。为了研究灰密测量的影响因素,笔者从滤纸烘干温度、烘干时间、滤纸饱和重量及冷却时间4个方面出发,研究了上述因素对滤纸质量法中滤纸干燥程度的影响,在此基础上,给出了灰密的测量程序。试验结果表明,滤纸烘干温度为110℃,烘干时间15 min的,可以在提高试验的重复性的同时减少试验时间。本文对操作人员进行等值灰密测量有一定参考价值。