交直流输电线路绝缘子积污特性分析

发布时间：2020-03-23 11:12

【摘要】：绝缘子是输电线路上重要的电力设备之一,作为导线与铁塔的机械支撑部件及绝缘部件,在电力系统安全运行中发挥着重要的作用。随着电网技术的发展,输电线路电压等级越来越高,对于绝缘子的性能要求也越来越高。目前,环境问题不容乐观,大气污染及自然灾害等问题严重威胁电力设备的安全运行,而绝缘子的污闪是造成大面积停电的原因之一。本文通过自然积污实验与仿真相结合的方法,研究了交流和直流线路上绝缘子的积污特性,结果对输电线路的外绝缘配置具有一定的指导意义。本文首先以河南省境内的直流输电线路为研究对象,对XP-70绝缘子进行了自然积污实验,获取了XP-70绝缘子的积污数据。使用罗曼诺夫斯基准则剔除积污数据中的异常值后分析得知,带电情况下XP-70绝缘子积污量增加,等值盐密比不带电情况情况下增加了1.42倍,灰密增加了1.21倍,且绝缘子下表面污秽累积速度大于上表面污秽累积速度;然后对交流输电线路绝缘子的积污数据进行了分析,得到了XWP_2-70(XWP_2-100/160)、FC70P(FC160P-170)、CA-160(CA-872EZ/155)、FC70D(FC160D/146)和FC160PH这5种绝缘子的积污特性,结果表明,XWP_2-70相较于其它4种绝缘子最不易积污;最后,利用Pro/E软件建立了XWP_2-100/160绝缘子的三维模型,将三维模型导入Fluent软件中建立仿真的风洞模型,设定了风洞的边界条件,对绝缘子进行了气固两相流的仿真分析,仿真结果表明,风速和污秽颗粒直径会影响绝缘子的积污特性,绝缘子表面的积污量随着粒径及风速的增大而增加。
【图文】：

有风时污秽物在湍流的作用下主要沉积在绝缘子的下表能否沉积在绝缘子表面，取决于空气曳力与污秽颗粒相对于绝缘子表大小[23]，分析表明绝缘子表面越粗糙污秽量越多，表面越光滑，污秽绝缘子表面上初始积污速度较慢，当表面上形成一层薄薄的污秽后，。缘子表面积污后绝缘性能会降低，表面覆盖的一层污秽相当于一层潜，从空气中沉积到绝缘子表面的污秽，除了金属类粉末为导电体外，干燥状态下都是不导电的，当雨水天气或空气潮湿使其受潮溶解，电才会形成导电薄膜[24]。在实际运行中，绝缘子的运行电压是恒定的，下污秽的电阻很大，相应的泄漏电流小，泄漏电流经过干燥区会产生热[25]，此时不足以引起放电。当污秽物遇水受潮后，泄漏电流增大，，续处于湿润环境中，污层持续受潮溶解，电导率增加，泄漏电流继续部电弧，最终发展为闪络。从图 1-2 和图 1-3 中可以看出绝缘子闪络初围会出现电弧，红外测温也发现闪络时温度也接近了 100℃，图 1-4 为络的场景。

有风时污秽物在湍流的作用下主要沉积在绝缘子的下表能否沉积在绝缘子表面，取决于空气曳力与污秽颗粒相对于绝缘子表大小[23]，分析表明绝缘子表面越粗糙污秽量越多，表面越光滑，污秽绝缘子表面上初始积污速度较慢，当表面上形成一层薄薄的污秽后，。缘子表面积污后绝缘性能会降低，表面覆盖的一层污秽相当于一层潜，从空气中沉积到绝缘子表面的污秽，除了金属类粉末为导电体外，干燥状态下都是不导电的，当雨水天气或空气潮湿使其受潮溶解，电才会形成导电薄膜[24]。在实际运行中，绝缘子的运行电压是恒定的，下污秽的电阻很大，相应的泄漏电流小，泄漏电流经过干燥区会产生热[25]，此时不足以引起放电。当污秽物遇水受潮后，泄漏电流增大，续处于湿润环境中，污层持续受潮溶解，电导率增加，泄漏电流继续部电弧，最终发展为闪络。从图 1-2 和图 1-3 中可以看出绝缘子闪络初围会出现电弧，红外测温也发现闪络时温度也接近了 100℃，图 1-4 为络的场景。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM216

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本文编号：2596640