【摘要】：外绝缘起电气隔离与机械支撑作用,外绝缘影响电网运行状态。外绝缘暴露在户外,由于落灰、污染等条件影响,其表面会积聚污秽物,在湿度较大的气象条件下,污秽物吸湿受潮使得外绝缘电气性能下降,严重时会导致污闪事故。污闪事故大多发生在运行电压下,重合闸成功率低,易造成大范围停电事故。 九十年代末期,我国电力系统经受了多次大范围污闪事故,损失巨大。此后在“绝缘到位,留有裕度”的原则下,电力系统采用增加绝缘子串爬距或涂RTV涂料、使用合成绝缘子以及定期清扫等措施,有效抑制了污闪事故,污闪相关研究也取得长足进步。但随着电网规模不断扩大,大气环境恶化,外绝缘运行环境以及其表面污秽物成分的复杂,出现了一些特殊污秽放电现象,以往理论与经验很难解释,使得运行存在安全隐患。新的、特殊的外绝缘放电现象也促使研究人员不断更新前人工作,探索更为完善的理论,从而指导生产运行。 500kV港城变电站投运后出现了在较低湿度、低盐密下大面积外绝缘爬电现象,本文结合地理、气候、农耕等,研究放电特点与相关因素。采集了变电站土壤和外绝缘表面污秽样品,进行离子、盐灰密、糖分以及物相分析,得到结果为：污秽物中盐密值低,可溶盐成分正常,含有大量磷酸铝与葡萄糖。葡萄糖来自变电站周边大面积甘蔗地,磷酸铝来自当地土壤中大量的铝盐与磷肥的结合。量子化学与分子动力学以及相关试验表明,两类物质不会影响污层电导率,但具备良好的吸湿性和保水性(特别是磷酸铝),会增加污层在低湿度下的含水量。 较低湿度放电试验(55%到85%)与饱和湿度污闪试验表明：低湿度下,磷酸铝显著降低污秽绝缘子起始放电电压,增强放电强度,大气湿度大于70%,现象尤为显著；污秽中葡萄糖含量大于0.10mg/cm2才影响绝缘子放电；随着大气湿度以及NaCl葡萄糖与磷酸铝含量增加,绝缘子起始放电电压降低,放电强度增强；在NaCl含量一定的情况下,污层饱和受潮时,磷酸铝和葡萄糖不会降低绝缘子串(28片)的污闪电压。试验重现了港城站放电现象,表明不同污秽的吸湿性存在明显差异,污层吸湿性会影响外绝缘在非饱和湿度下的放电现象。 本文结合双模理论与多孔结构吸湿原理,建立外绝缘污秽物吸湿模型,模型以不溶物多孔结构作为骨架,骨架内、外表面、孔隙表面等分布有可溶物颗粒,污层吸湿主要体现在可溶物的潮解以及不可溶物吸湿(表面、孔隙)。根据研究结果,本文制定非饱和湿度下特殊放电抑制方法,经现场实际运行,可以有效抑制特殊放电,保障电力系统安全稳定运行。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM855
【参考文献】
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2545441
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