交流电压下污秽成分对瓷绝缘子泄漏电流及闪络电压的影响研究

绝缘子在户外的表面污秽成分十分复杂,绝缘子表面电导特性和污闪电压在不同污秽成分的影响下有明显差异。选取4种典型污秽成分进行了试验研究,对比测量了涂刷不同污秽成分的绝缘子表面泄漏电流和闪络电压,获得了污秽成分对绝缘子泄漏电流特性和闪络电压的影响特性。试验表明,绝缘子泄漏电流最大值随着湿度和可溶性物质附着密度(SCD)的增加而增加,不同污秽成分在SCD较小时,区分度不高。绝缘子的闪络电压主要与可溶污秽成分的电导率、溶解度、电离特性和不溶污秽的成分组成以及它们相互间的影响有关。不同单种无机盐污秽成分的绝缘子闪络电压由低到高依次为:NaCl、NaNO_(3)、MgSO_(4)、CaSO_(4)。不同混合无机盐污秽的绝缘子闪络电压均随着混合污秽中所含CaSO_(4)质量分数的增加呈上升趋势。

基于高灵敏漏电流测量技术的电动机绝缘自动测量系统研究

电动机作为工业生产中重要驱动设备,其稳定运行至关重要。然而,作为工业场所中的电动机经常受到过负荷、电应力、脏污、振动和热辐射等来自使用过程中或者环境中各种因素的影响。尤其是高压电动机的定子绕组承受着交变应力和热、水汽等因素的影响,其绝缘很容易热老化甚至劣化。绝缘弱化以后,发展速度通常较机械故障的发展速度快很多,从几秒到几十小时不等。绝缘缺陷一旦发展成绝缘故障,就会导致放电、击穿,严重时导致电动机烧损。电动机的突然停机会造成生产中断,带来直接经济损失甚至更严重的后果。提出的一种基于高灵敏漏电流互感器的测量技术和直流绝缘电阻测量技术,既能在线监测电动机的绝缘状态,也能在电动机停机时自动测量绝缘电阻,真正实现了电动机绝缘水平的实时监测。

污秽绝缘子闪络特性与泄漏电流特性研究

绝缘子污闪事故严重威胁电力系统的安全可靠运行。为完善污秽绝缘子闪络特性、机制及闪络过程的认识,为输电线路外绝缘的选择和设计提供参考依据,基于人工气候室的试验对瓷、玻璃及复合绝缘子闪络特性及泄漏电流特性进行了研究。研究结果表明:绝缘子闪络电压随着盐密、灰密及雾水电导率的增加而减小;瓷、玻璃绝缘子闪络电压不随污秽迁移时间的变化而变化,复合绝缘子闪络电压随着迁移时间的延长而增大;闪络过程中,复合绝缘子泄漏电流有效值及脉冲数远低于瓷和玻璃绝缘子;相同试验条件下,复合绝缘子的表面电阻远大于瓷与玻璃绝缘子的表面电阻。

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。

绝缘子安全区泄漏电流频谱特征提取及污秽状态预测

针对现有染污绝缘子在线检测系统基于泄漏电流时域特征预测绝缘子污秽状态,而忽略了泄漏电流频域成分中含有丰富信息量的问题,提出了利用快速傅里叶变换(FFT)与功率谱估计相结合的分析方法,提取出泄漏电流的2个频谱特征量:3次谐波与基波幅值比κ和功率谱中高频能量与总能量之比α,作为污秽状态预测参量。该文主要研究运行电压下安全区(<20mA)内,分别改变湿度和污秽度情况下,泄漏电流的频谱特征,泄漏电流受湿度以及污秽变化的频谱特征,目的是将绝缘子污秽状态预测提前到安全区来。现有的试验结果表明,利用频谱特征量κ和α的变化规律,能有效预测绝缘子表面的湿度和污秽度状况。

染污绝缘子放电中泄漏电流的频谱变化

为更有效地预防污闪的发生,在实验室反复试验研究绝缘子交流污秽放电过程中泄漏电流的变化特性,提取了以泄漏电流为污闪预警主要特征量即利用功率谱变换对泄漏电流进行频域分析,提取出泄漏电流频域中功率谱最大谱峰值曲线增长速率作为污闪预测的有效参量从而防止污闪的发生的新思路。得出的试验结果说明此参量可以为污闪预警提供更明确的理论指导,有利于污闪预警系统更清晰地建立。

基于高压侧测量的输电线绝缘子泄漏电流在线监测系统

设计了一种基于MSP430高压侧绝缘子泄漏电流在线监测系统,采用一段时间内泄漏电流的峰值最大值、峰值平均值和脉冲数等参数作为污秽程度划分的依据,详细介绍了基于反馈补偿型泄漏电流传感器的设计,实现电流传感器的高线性化,提出用电流互感器直接从高压负载电流中获取系统供电能量的思想,分析了干扰噪声对泄漏电流信号峰值提取的影响,在软件设计中,引入了小波变换算法对信号进行降噪处理的方法。实验测试表明,通过对实时监测记录的历史数据进行综合分析和统计,能够对绝缘子的污秽程度做出正确的划分,并实现绝缘子污秽过度报警功能,从而减少了污闪发生的概率,提高了供电系统可靠性。

绝缘子污秽度预测特征量提取与神经网络模型

为了给输电线路防污闪提供科学指导,优化绝缘子污秽度预测特征量从而提高污秽度预测时间裕度和可靠性是关键。在人工雾室模拟35 kV线路3片串普通型和防污型染污绝缘子,测取了相同运行状态下相同采样时段内的泄漏电流,提取泄漏电流有效值均值、有效值最大值和有效值标准差作为污秽度预测的特征量,建立了3个特征量与污秽度的回归拟合关系,对比分析2种绝缘子泄漏电流3个特征量与污秽度的关系,推导验证了防污型绝缘子泄漏电流3个特征量小于普通型的原因。提出在污秽沿面放电安全区段内,主要利用泄漏电流有效值的3个特征量作为污秽预测神经网络模型的输入量。仿真和试验结果对比表明,所建立的预测模型误差在4%以下。所给出的研究结果不仅为输电线路防污预警系统特征量的优化选择提供了理论依据,对线路清扫选线决策也有指导作用。

污秽与憎水性对复合绝缘子泄漏电流特性的影响

分析泄漏电流与污秽及憎水性之间的关系是实现污闪预警的有效手段。为此基于人工气候室试验,模拟了运行电压下污秽与憎水性对复合绝缘子泄漏电流的影响,揭示了泄漏电流与污秽、憎水性之间的内在联系。结果表明:随着污秽程度的增大,泄漏电流的有效值最大值增大,高幅值脉冲数增多,电压电流相位差从-33.19°变化到接近0,基波含量从98.03%降低到79.89%,其他各次谐波含量整体呈增加趋势。而随着憎水性水平的降低,泄漏电流的有效值最大值增大,高幅值脉冲数增多,电压泄漏电流相位差减小,基波含量从97.56%降低到85.97%,其他各次谐波含量整体呈增加趋势。

基于遥测技术的输电线路绝缘子污秽在线监测系统

在阐述泄漏电流监测原理的基础上,介绍了一种输电线路绝缘子污秽在线监测系统的设计与实现。该系统通过数据监测分机采用自适应噪声对消原理,实时在线检测输电线绝缘子表面的泄漏电流和环境温、湿度等数据,采用无线通信方式将数据传到远程系统主机,主机通过专家系统分析后,得出绝缘子的污秽状况,当污秽过度时及时告警,为准确划分污区和实现状态检修提供科学依据。

高压绝缘子在线监测及故障定位系统研究

介绍了基于网络技术的绝缘子在线监测及故障定位系统的设计。该系统能自动识别不同地区信号强度 ,采用GPRS与短消息切换完成远程数据传递 ,通过数据测量单元在线实时监测输电线路上绝缘子串的污秽特征量、温度、湿度、风速等数据 ,并将其传到监控中心 ,通过中心专家系统对绝缘子的污秽及老化状况做出正确的预测和评估 ,实现故障预警 ,并通过 GPS系统对故障点定位 。

基于遥测技术的绝缘子在线监测系统

介绍了基于遥测技术的绝缘子在线监测系统的设计与实现。该系统采用网络测量技术 ,通过数据采集单元在线实时监测输电线路上绝缘子串的泄漏电流等数据 ,采用无线与有线相结合的方式将数据上传到数据分析总站 ,通过专家知识和自学习算法 ,对各污区绝缘子的积污状况做出正确的评估和预测 ,实现故障预警 ,并为准确划分污区和实现状态检修提供科学依据。

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。

基于GPRS网络的输电线路绝缘子污秽在线遥测系统

研制了一种基于通用分组无线业务(GPRS)通信网络的监测线路绝缘子污秽状况的新系统,简述了其系统构成、技术特点和应用效果。并给出了监测分机的硬件和软件的具体设计方法。借助在线监测系统对运行绝缘子进行了一系列的试验,结果表明,当不同污秽等级的绝缘子的环境湿度增大时,其泄漏电流增加幅度有很大差异;专家软件引入模糊控制算法,部分开放报警模型,提高了绝缘子污秽判断的准确性,从而及时指导绝缘子的清扫工作。

500kV输电线路绝缘子串带电水冲洗

绝缘子带电水冲洗具有污秽清洗彻底、冲洗效率高、不停电作业、对生产运行影响小等优点,在110和220 kV等级系统已经普遍开展,然而还没有开展500 kV输电设备带电水冲洗。为此,进行了500kV输电线路单串污秽绝缘子在b、c、d、e四种污秽等级下的带电水冲洗试验,比较了一冲四回和一冲六回冲洗方法,测量了500 kV输电线路绝缘子串带电水冲洗泄漏电流波形,统计了泄漏电流最大值、基波幅值等特征值。试验结果表明:500 kV输电线路绝缘子带电水冲洗存在泄漏电流突增现象,两种冲洗方法泄漏电流基波幅值最大值均小于6 mA,一冲六回冲洗泄漏电流基波幅值均比一冲四回小。在安全距离、水电阻率及有效控制喷嘴散射范围等措施下,500 kV输电线路单串绝缘子串带电水冲洗是安全的。

染污绝缘子污闪全过程泄漏电流波形及谐波特性分析

污闪是高压输电线污秽绝缘子沿面放电的极端结果,要预防污闪必须及时准确地做出表面污秽度的预测。为此,针对泄漏电流与绝缘子表面污秽度之间的紧密联系,基于污闪发展全过程的3区段思想,通过反复的实验测试,研究污秽沿面放电全过程中泄漏电流的3区段典型波形,提取出波形的区段变化特性;利用频域谐波分析方法,揭示出污闪过程中3区段泄漏电流的主要谐波成分的变化特点和规律;利用系统波形畸变率来分析波形质量的原理,建立了污闪发展全过程泄漏电流波形的畸变率,确立了3区段波形畸变率的变化范围。研究表明,电流波形、谐波以及波形畸变率都是泄漏电流特性很好的描述参量,这些特性参量的变化规律与绝缘子片数、污秽度和绝缘子形状等参量无关,具有可推性和一致性。实验分析证明,泄漏电流波形、谐波以及波形畸变率从图形和量值两方面出发,可以为污闪区段预警提供更明确的理论指导,有利于更清晰地建立污闪预警系统。

染污玻璃绝缘子泄漏电流特性及其闪络电压预测

有效预测绝缘子闪络电压是防止发生污闪事故的重要手段,泄漏电流是分析检测绝缘子闪络电压的重要方法。在人工污秽实验室进行大量的试验,模拟运行电压下污秽度与相对湿度对泄漏电流的影响,从不同角度提取了能够反映绝缘子表面污秽度及相对湿度的4个泄漏电流特征量:泄漏电流脉冲幅值熵S、脉冲幅值Ih、能量比K及能量E,并得到它们之间的变化规律。提出基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的绝缘子闪络电压预测模型,将4个特征量S、Ih、K、E及相对湿度作为GRNN模型的输入量,闪络电压作为GRNN模型的输出量。预测结果与试验结果对比分析可知,相对误差小于7.33%,表明提出的绝缘子闪络电压预测GRNN模型的预测结果与试验结果基本一致,能够有效地对绝缘子闪络电压进行预测。

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。

雾霾天气对复合绝缘子运行性能的影响

为探究雾霾天气对电力设备外绝缘的危害,以现场运行的复合绝缘子进行试验研究。雾霾对复合绝缘子的影响主要体现在2个方面:一是导致复合绝缘子表面积污量的增加;二是其产生的湿沉降会增加绝缘子的泄漏电流、降低闪络电压。利用河北省石家庄地区的雾霾天气进行了360 h的自然积污试验,分别在不同的雾霾脏污程度下试验3次,研究污秽度和泄漏电流与雾霾的脏污程度及作用时间之间的关系。试验结果表明:雾霾天气的发生会在短时间内增加绝缘子表面的污秽度,在数十小时内可以使绝缘子表面的等值盐密增加0.01?0.04 mg/cm2、灰密值增加0.05?0.2 mg/cm2;空气质量指数不同,试品表面污秽度增加情况也不同;雾霾日数的增加是影响复合绝缘子表面污秽度的重要因素;雾霾产生的湿沉降会增加复合绝缘子的泄漏电流。短期内雾霾天气不会导致复合绝缘子发生污闪故障,但随着雾霾作用时间的延长和环境污染的加剧,污闪的可能性是存在的。

绝缘子污秽放电泄漏电流的多重分形特征研究

泄漏电流信号中含有丰富的体现绝缘子污秽放电发展的特征量。论文在反复实验研究的基础上,利用分形理论提取了绝缘子污秽放电发展过程中泄漏电流的多重分形特征,分析了4种污秽度及不同污秽放电发展区段中多重分形特征量的变化规律:得出不同污秽度下广义分形维数减小速度不同,多重分形谱的谱宽随污秽度的增大而增大;不同污秽放电区段多重分形谱的形状和谱宽差异明显;结果表明:泄漏电流波形的广义分形维数和多重分形谱宽能有效预测污秽放电的发展趋势,为污闪预警提供了一种新方法。