鸟啄损伤对复合绝缘子运行性能的影响研究

复合绝缘子因其性能优越得以在电网领域广泛应用,目前由于鸟类数量增加,鸟啄复合绝缘子的情况日益严重,鸟啄后绝缘子结构遭到破坏,会造成电网线路故障,因此本文研究鸟啄损伤对复合绝缘子性能的影响,为电网运维管理提供参考。首先通过试验对复合绝缘子鸟啄后机电性能进行分析;然后通过人工模拟鸟啄伞裙损伤来研究不同受损占比、不同受损数量对复合绝缘子沿面电场强度与污闪电压的影响;最后开展复合绝缘子护套电蚀损实验、酸浸实验、热老化试验,评估护套损伤对复合绝缘子性能的影响规律。结果表明:鸟啄后复合绝缘子结构遭到破坏,其电气性能、力学性能和防污性能都受到影响,同时护套损伤后,在局部场强、水分、酸、放电产热、机械应力等诸多因素共同作用下,芯棒材料劣化降解,芯棒力学性能下降,存在复合绝缘子异常断裂的风险。

基于改进多因素老化法的极寒地区复合绝缘子伞裙性能退化研究

为探明极寒地区复合绝缘子老化机理,本文采用改进多因素老化方法,研究老化时间对复合绝缘子伞裙理化性能、力学性能以及电气性能的影响规律。结果表明:随着老化时间的增加,硅橡胶材料表面出现裂纹、孔洞和颗粒物堆积等现象,憎水性明显降低,材料整体硬度增加,断裂伸长率迅速降低,力学性能明显下降。同时,硅橡胶材料的介电常数明显增大,介质损耗不断增加,深陷阱能级密度变低,浅陷阱能级密度升高,表面电导率大幅增加,闪络电压急剧下降。

输电线路复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测

研究基于输电线路复荷绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测方法,明确复合绝缘子使用状态,使输电线路更好地进行电力传输。以FXBW-110/120-22型复合绝缘子为例,通过单边核磁共振传感器发射的CPMG脉冲序列,测量复合绝缘子伞裙与护套粘接界面横向弛豫时间,并经CPMG回波衰减数据双指数函数拟合,得到复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度衰减曲线,从而完成对伞裙与护套粘接界面强度的预测。实验结果表明,该方法利用横向弛豫时间进行复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测的灵敏度更高;在低温、高温环境、紫外线照射强度以及灰尘与泥土附着物含量增加的情况下,会导致复合绝缘子复合绝缘子等效横向弛豫时间降低,使伞裙与护套粘接界面强度衰减曲线衰减程度加大,降低伞裙护套粘接界面强度。

大伞裙结构对复合绝缘子积污特性的影响

为了探究在不同部位改装大伞裙对复合绝缘子积污特性的影响,以FXBW4-110/100型复合绝缘子为基础原模型,构建3种大伞裙结构模型。采用COMSOL Multiphysic对4种绝缘子模型进行积污特性数值模拟,对比分析其附近流场和电场分布差异,探究其在不同风速、粒径、和电压类型下绝缘子表面的积污规律。结果表明:在适当部位改装大伞裙可以改变复合绝缘子近壁区域的流场分布;当所改装的大伞裙尺寸相对较小且片数较少时,复合绝缘子附近的直流电场强度分布几乎不发生变化;同一污秽颗粒粒径下,随风速的增大,积污量呈上升趋势;直流电压作用下,复合绝缘子始末端改装大伞裙即模型I,在低风速时积污量为原模型的75%~95%,且随着风速的增大,积污量差距先增大后减小;交流电压作用下,模型I的积污量以原模型积污量为基值上下浮动,而模型II和模型III在1~3 m/s时的积污量约为原模型的50%~90%。

复合绝缘子伞裙成型模设计与应用

对高压复合绝缘子伞裙成型工艺和成型模进行研究,通过对成型模进行结构设计、有限元分析及模具生产制造,完成了制品的批量生产。生产实践表明:成型制品的尺寸、表观状态等各项性能均满足使用要求。

某地区复合绝缘子硅橡胶伞裙表面老化微观结构分析

为深入了解某地区复合绝缘子硅橡胶伞裙表面老化的微观结构,本文对其进行了详细的分析和研究,采集了某地区复合绝缘子硅橡胶伞裙的样本,并通过扫描电子显微镜(JSM-7800)观察和分析了其表面。实验结果表明,硅橡胶伞裙表面出现了明显的老化现象,包括颗粒状物质的沉积、裂纹的形成和颜色的变化等。本文通过分析和研究某地区复合绝缘子硅橡胶伞裙表面老化微观结构,揭示了其老化现象的微观特征。

X射线对复合绝缘子内部缺陷的透照检测和诊断

复合绝缘子因其质轻耐污强度高和易维护,在中国已挂网运行近千万只,但是复合绝缘子因其特殊性,传统绝缘子的检测方法对其并不完全适用,复合绝缘子的发展亟待新型检测技术的出现。笔者运用X射线透视检测技术对复合绝缘子进行透照能力验证并得到推荐参数后,利用该参数对伞套区、芯棒区、伞套与芯棒胶结面、金具区段等4大区域的模拟缺陷进行检测,对成批的复合绝缘子进行现场检测,所获X射线成像图上复合绝缘子内部结构直观可见、缺陷类型及其位置清晰可辨、护套厚度芯棒直径等可测。研究结果可作为X射线透视检测技术对复合绝缘子进行缺陷检测以及型式检测的实践参考依据。

光纤光栅复合绝缘子故障模拟试验分析

随着复合绝缘子在我国电网上的应用数量不断增加,其运行状态直接影响着输电系统安全。采用光纤光栅来监测复合绝缘子的运行状况,已成为复合绝缘子监测的重要手段。为了弄清故障状态下复合绝缘子内光栅波长与复合绝缘子应变之间的关系,模拟了复合绝缘子芯棒断裂、伞裙破坏和金具不同压接程度等情况,分析了这些情况下应力应变或热应变与破损比例及光栅中心波长变化之间的关系。结果表明,随着芯棒破损面积的增大,光栅的波长均随着破损深度大小上升,并且离破损点最近的光栅波长变化幅度最大;光栅波长随绝缘子通电时间的增加有明显的增加,伞裙破损点的波长漂移量较未破损有显著变大的趋势;压接区内光纤光栅的温度灵敏度系数随金具侧向压力的增大而明显增大,压接区的热涨应力对温度灵敏度的变化也有一定的影响。这预示着该法获得的数据可为复合绝缘子的运行提供检测参考。

低风速下瓷三伞绝缘子积污特性数值模拟研究

为探讨瓷三伞绝缘子表面积污规律,以XSP-160型瓷三伞绝缘子为研究对象,利用COMSOL模拟了其风洞条件下的积污特性,并与风洞试验结果进行了对比,结果验证了此方法的可行性。藉此,用该方法研究了该绝缘子自然条件下的积污特性与沿伞裙积污分布规律。结果表明:绝缘子表面积污直交比随风速增大而减小,随粒径增大而增加;与交流电和不带电情况相比,直流电作用下其表面整体积污量及其增长速度更大、更快,而前两种情况下,积污量相当,且基本不随粒径变化;小风速大粒径直流电作用下的绝缘子沿伞裙表面积污量呈不规则"U"形分布;随风速增大、粒径减小,"U"形分布特性逐渐消失。

直流复合支柱绝缘子淋雨特性研究

复合支柱绝缘子雨闪是引起特高压直流输电故障的因素之一,而伞裙间水柱和水滴放电使爬电距离未得到有效利用是雨闪产生的主要原因。为此进行直流复合支柱绝缘子淋雨特性试验,提出将大伞边水滴数、大伞间水滴数、大伞水柱数及长度等淋雨特性作为表征参数,系统研究伞裙参数、材质、淋雨率对支柱绝缘子淋雨特性的影响。结果表明:伞间距增大时,水柱长度平均值及其大伞间距占比减小,2个大伞间水滴分布较为稀疏;平均伞伸出70 mm以上、杆径为280 mm以上时复合支柱绝缘子淋雨特性变差;对于伞裙参数相近的支柱绝缘子,复合材质的水柱数量、长度均明显低于瓷质的;淋雨率由2 mm/min增大到15 mm/min时,复合支柱绝缘子的淋雨表征参数整体呈增大趋势,淋雨率增大的不同阶段淋雨特性表征参数增大的幅度差别较大。强降雨频发地区,直流变电站外绝缘设计和运维需考虑淋雨特性的影响,合理地设置伞裙参数。

伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度分布的影响

为研究伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度的影响,建立了复合绝缘子伞裙不同位置的脆化模型,利用有限元对其电场强度和电位进行仿真分析。分析结果表明:伞裙脆化后金具处最大电场强度值比正常值大;高压端脆化部位的电场强度发生严重畸变,随着脆化位置向低压端靠近,脆化伞裙沿面电场强度先减小后缓慢增大;高压端脆化部位电位分布明显比正常值高,使单片绝缘子承受电压偏大,加速绝缘子老化,但越靠近低压端这种影响越不明显。提出通过改进伞裙和护套的材料配方(如采用白炭黑)来提高复合绝缘子抗污、抗脆化能力的建议。

复合绝缘子伞裙表面粗糙度对其憎水性影响研究

复合绝缘子表面憎水性是影响其抗污闪性能的重要因素.本文针对伞表面裙粗糙度对其憎水性的影响进行了理论分析,并采用化学腐蚀和物理打磨试验的方法进一步研究了粗糙度对憎水性的影响.结果表明:腐蚀介质会引起绝缘子表面粗糙度的变化,从而导致伞裙憎水性能的改变;表面粗糙度与表面组织结构均对伞裙表面的憎水性能有明显的影响,且在一定的范围内,表面粗糙度是主要影响因素.

电瓷绝缘子破损对整串场强电位分布的影响研究

由于电瓷绝缘子的脆性特性,在过电压或外界应力的作用下会使电瓷绝缘子的伞裙发生局部破损.伞裙的不同破损位置,以及不同的破损片数会对整串绝缘子的最大场强、均压环上的场强和伞裙的电压承担值产生不同的影响.本文通过有限元法对电瓷绝缘子串进行建模分析,设电瓷绝缘子串中存在破损伞裙,并通过改变伞裙破损的片数、伞裙破损存在的位置,探讨对整串绝缘子的最大场强以及均压环上场强、破损处伞裙场强以及单片伞裙承担的电压值影响.结果表明:单片或多片绝缘子破损时,会影响整串最大场强分布,破损位置处于高压端时,会进一步增加均压环上场强与第1片钢脚与水泥连接处最大场强值;破损位置处于中、低压端时,整串最大场强、均压环上最大场强相对偏小,多片破损时表现规律更为明显;高压端伞裙破损时,场强发生严重畸变,沿面伞裙电压分布变得更加不均匀,中、低压端破损影响相对较小,多片伞裙破损时,规律同单片一致.其仿真结果对场强电压的畸变提供理论性依据,对线路安全稳定运行有一定的指导性作用.

±1100kV直流SF6穿墙套管伞裙结构设计

直流穿墙套管作为直流输电系统的关键设备,长期以来依赖进口,对其研究具有重要意义.本文基于GB/T 26218.3—2011《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分:交流系统用复合绝缘子》及《±1100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范》,对昌吉—古泉±1100kV特高压直流输电工程直流穿墙套管伞裙型式、伞形参数等进行了研究,给出直流SF6穿墙套管伞裙结构型式及伞形参数设计规范.根据研究结果给出户外侧昌吉—古泉±1100kV特高压直流输电工程直流SF6穿墙套管伞裙结构及参数,对±1100kV直流SF6穿墙套管的研制具有重要指导作用,也可为其他相关工程提供参考.

防鸟伞裙的设计及其在配电线路中的应用

针对配电线路鸟害问题,对输电线路常用防治鸟害方法的优缺点进行深入分析,结合配电线路特点及其鸟类的生活习性,设计了一种新型防鸟害装置—防鸟伞裙,并在配电线路推广应用。应用结果表明:防鸟伞裙具有驱鸟和防鸟害双重特性,成功解决了配电线路的鸟害隐患,具有良好的工程实用价值。

光缆电缆快速封堵器的设计研制

变电站引下光缆及电缆与套设在其外侧的保护管之间的封堵一直是困扰电力安全生产的技术难题,为了解决这一问题,文章介绍了目前普遍采用的封堵方法,指出当前方法存在的问题,最后提出设计研制一种封堵装置,即光缆电缆快速封堵器。结果表明,该封堵器整体密封性能高、寿命长、安装工艺简单、外观美观大方。尤其是加强型光缆电缆快速封堵器,结合了伞裙套,增强了绝缘性能,更加安全可靠。

采用多目标遗传算法优化复合绝缘子伞裙半径

本文提出了一种基于多目标遗传算法的复合绝缘子伞裙半径对电场分布的优化方法。首先,在软件中,对复合绝缘子电场强度进行数值计算;其次,实现软件与软件相联;最后,在软件中,采用多目标优化遗传算法对三个伞裙半径进行优化。本文以场强极差Range_E最小和场强梯度最大值Max_Grad E最小作为两个优化目标,采用多目标遗传算法进行优化的方法,可以统筹兼顾各方面因素,缩短了程序执行时间,增强了优化效果。

不同劣化方式下复合绝缘子表面电场特性研究

复合绝缘子由于其质量轻、体积小、力学性能好、抗污能力强、安装方便的特点而被大范围使用,但复合绝缘子伞裙和芯棒材料在使用中容易产生劣化,发生伞裙破损、伞裙爬电和芯棒开裂等。为研究复合绝缘子在不同劣化方式的表面电场特性,本文以站用复合支柱绝缘子为对象,基于有限元方法研究其在3种不同劣化方式的表面电场特性。结果表明:每种劣化方式均对复合绝缘子表面电场产生影响,劣化方式不同,影响机制与影响结果存在差异。在伞裙破损劣化方式下,不同破损程度对其表面电场最大值影响不明显;绝缘子表面伞裙爬电下的电场变化最为明显,其伞裙尖端电场增大至16.421 kV/cm,是完好情况下表面电场3.051 kV/cm的5.382倍;芯棒开裂下的绝缘子表面电场最大值减小,最大值从3.051 kV/cm减小为2.500 kV/cm。

电力系统防鸟害技术的探索

通过对防鸟刺配合双大伞裙合成绝缘子的研究与探索,介绍了输电线路防鸟害工作经验,阐述了防鸟刺配合双大伞裙合成绝缘子的原理。结合实际探索应用效果,分析了防鸟刺配合双大伞裙合成绝缘子的优点、不足及注意事项,针对输电线路因鸟粪引起的闪络故障,提出了新的解决思路,降低了输电线路鸟害故障率。

在运特高压复合绝缘子检测与性能分析

对四支运行了不同年限的特高压复合绝缘子进行了电气和机械参数研究,其中包括外观检测,额定机械负荷耐受试验,交流耐压试验和陡波冲击试验。同时,对特高压绝缘子伞裙进行了傅里叶光谱分析。研究结果表明,样本复合绝缘子的电气和机械性能保持良好。通过分析光谱发现,运行10年的绝缘子内外硅橡胶红外光谱有明显区别,推测是老化导致的水解造成。研究结果为特高压复合绝缘子相关运行性能的检测和研究提供了参考。