支柱绝缘子上下表面不均匀积污负极性直流闪络特性
发布时间：2021-09-09 14:48
支柱瓷绝缘子在直流换流站得到普遍使用,近年的研究表明支柱瓷绝缘子的积污特性为上表面积污较下表面严重。对ZSW56-126/8绝缘子采用人工涂污法进行该积污特性下的直流闪络特性进行研究,试验得到各不均匀度下的闪络电压,用最小二乘法拟合闪络电压与盐密的关系,得出上下表面不均匀积污的直流闪络特性。分析了不均匀积污对绝缘子表面电导率的影响,得到了等值电导率关于不均匀度的函数。基于等值电导率函数推导出不均匀污秽闪络电压修正系数理论表达式,通过比对试验结果进行了校验,为不均匀污秽闪络电压变化提供了理论依据。同时,对比分析了修正系数经验公式,拟合得到带修正系数闪络电压表达式,通过误差计算进行了校验。可得如下结论:支柱绝缘子上下表面不均匀积污情况下,直流闪络电压Uf和盐密ρSDD满足经验公式Uf=aρSDD-b,系数a与不均匀度正相关,且a随不均匀度的增加而变大,指数b值不受不均匀度的影响;支柱绝缘子上下表面不均匀积污将影响其表面污层电导率,进而影响其闪络电压。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试品绝缘子实物Fig.1Sampleinsulator
技壑怠?1试品、试验装置及试验程序1.1试验样品试品为大小伞型支柱瓷绝缘子，其外形结构如图1所示，具体技术参数见表1，其中H是结构高度，D1/D2是大伞/小伞伞径，L是泄漏距离。1.2试验设备试验在多功能人工气候室进行，其内径7.8m，净空高11.6m。直流电源为600kV/0.5A级串级整流电路，由晶闸管电压电流双反馈系统控制，当负载电流为0.5A时，电压纹波系数小于3.0%，电源的动态电压降不超过5%，满足IEC推荐标准[18]。试验原理图如图2所示，其中：T1是调压器，T2是变压器，C1—C4是电容器组(电容2.4μF，额定电压425kV)，D1—D4是高压整流硅堆，R0是限流电阻(10k)，r是电流取样电阻(1)，G是保护放电管(额定电压5V)，H是330kV穿墙套管，R1和R2是电阻分压器F的电阻，E是人工气候室，控制电路与采集装置集成在控制柜中，试品顶部接高压端(负极性直流电压)、底部接地。1.3试验流程试验时，选取平均盐密ρSDD分别为0.05、0.1、0.15mg/cm2，灰盐比为6，绝缘子上下表面污秽不均匀度J分别为1、2、4、6。支柱绝缘子上下表面定义[16]为：以最小重复单元为一组，支柱绝缘子大伞面朝上为上表面，其余部分为下表面，如图3所示。人工污秽试验的具体步骤如下所述。1）试品的预处理方法：先用磷酸三钠溶液对图1试品绝缘子实物Fig.1Sampleinsulator表1试品绝缘子型号及参数Table1Typeandparametersofsampleinsulator绝缘子型号H/mmD1/mmD2/m
张志劲，李汛，乔新涵，等：支柱绝缘子上下表面不均匀积污负极性直流闪络特性3571绝缘子的上下表面和其他部位进行仔细的清洗，清除其表面的油脂和污物，再使用自来水对绝缘子作一次彻底的清洗，最后将其晾干。2）试品的染污方法：利用NaCl模拟可溶物，硅藻土模拟不可溶物。支柱绝缘子以伞型最小重复单位为一组进行分段，根据每一组伞型上、下表面的面积对应称取盐和灰的质量，采用定量涂刷法分别涂刷在绝缘子上下表面。如图3所示，设绝缘子的整体平均盐密为ρSDD，则上下表面各自的涂污量可计算为TSDDSDDSBBDDTSSS(1)TSBSDDDDJ/(2)式中：ρSDDT、ρSDDB分别为绝缘子上、下表面的平均盐密，mg/cm2；ST、SB分别为绝缘子上、下表面面积，cm2；J为上下表面污秽分布不均匀度。3）试品的阴干：绝缘子染污后将其放置在阴凉处，并且尽量不要受到其他因素的干扰，如风和灰尘等，直至它们被自然阴干24h。4）湿润：绝缘子湿润采用蒸汽雾，蒸汽雾可由1.5t/h的锅炉所提供，保持放气孔距离试品在3.5m以外，而且使放气孔的雾气出口方向同绝缘子串的轴心线成90°夹角，蒸汽通过放气孔的速率应尽量保持在(0.05±0.01)kg/(h·m3)，试验过程中通过人工气候室的温度控制系统使其保持在30~35℃。5）加压操作方法：当试品在雾室内充分湿润后，绝缘子的表面形成了水膜而且绝缘子边缘即将滴水却未滴下时，立即用均匀升压法对试品绝缘子施加电压，直至闪络现象发生，每一种污秽下选择3~5支试品，对每支试品进行闪络试验4~5次，取与Uf相对误差小于10%的试验结果的平均值作为该污秽条件下的闪络电?
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同型式110 kV支柱绝缘子自然积污特性分析[J]. 张志劲,朱俊宇,武剑,郑凯,蒋兴良. 高电压技术. 2019(07)
[2]长棒形瓷绝缘子交流污闪特性与污闪电压提高措施[J]. 高嵩,张佰庆,崔艳东,刘思逸,杨帅. 高电压技术. 2018(06)
[3]交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究[J]. 张锐,黄道春,吴光亚,袁田. 电网技术. 2014(11)
[4]深圳地区支柱绝缘子自然积污特性[J]. 王康,王建国,姚森敬,方春华,赵灵,王建平. 高电压技术. 2014(03)
[5]污秽不均匀度对XP-160绝缘子串交流闪络特性的影响[J]. 张志劲,刘小欢,蒋兴良,袁超,胡建林. 高电压技术. 2013(02)
[6]直流电网在中国的应用前景分析[J]. 温家良,吴锐,彭畅,王宇. 中国电机工程学报. 2012(13)
[7]气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响[J]. 司马文霞,徐康,杨庆,袁涛,汪锐,陈瑜. 高电压技术. 2012(03)
[8]高压直流线路用长棒形瓷绝缘子的绝缘特性[J]. 赵宇明,郝艳捧,阳林,孙夏青,卢文浩,罗兵,黎小林. 南方电网技术. 2011(01)
[9]构建全国统一的新能源电网,推进我国智能电网的建设[J]. 肖立业,林良真. 电工电能新技术. 2009(04)
[10]高压直流支柱绝缘子和套管伞形结构研究[J]. 范建斌,宿志一,李武峰,李鹏,周军. 中国电机工程学报. 2007(21)
硕士论文
[1]扇面不均匀污秽下绝缘子串直流闪络特性研究[D]. 杨超.重庆大学 2014
[2]高压直流输电线路长棒形瓷绝缘子的污秽闪络特性研究[D]. 孙夏青.华南理工大学 2011
本文编号：3392283
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试品绝缘子实物Fig.1Sampleinsulator
技壑怠?1试品、试验装置及试验程序1.1试验样品试品为大小伞型支柱瓷绝缘子，其外形结构如图1所示，具体技术参数见表1，其中H是结构高度，D1/D2是大伞/小伞伞径，L是泄漏距离。1.2试验设备试验在多功能人工气候室进行，其内径7.8m，净空高11.6m。直流电源为600kV/0.5A级串级整流电路，由晶闸管电压电流双反馈系统控制，当负载电流为0.5A时，电压纹波系数小于3.0%，电源的动态电压降不超过5%，满足IEC推荐标准[18]。试验原理图如图2所示，其中：T1是调压器，T2是变压器，C1—C4是电容器组(电容2.4μF，额定电压425kV)，D1—D4是高压整流硅堆，R0是限流电阻(10k)，r是电流取样电阻(1)，G是保护放电管(额定电压5V)，H是330kV穿墙套管，R1和R2是电阻分压器F的电阻，E是人工气候室，控制电路与采集装置集成在控制柜中，试品顶部接高压端(负极性直流电压)、底部接地。1.3试验流程试验时，选取平均盐密ρSDD分别为0.05、0.1、0.15mg/cm2，灰盐比为6，绝缘子上下表面污秽不均匀度J分别为1、2、4、6。支柱绝缘子上下表面定义[16]为：以最小重复单元为一组，支柱绝缘子大伞面朝上为上表面，其余部分为下表面，如图3所示。人工污秽试验的具体步骤如下所述。1）试品的预处理方法：先用磷酸三钠溶液对图1试品绝缘子实物Fig.1Sampleinsulator表1试品绝缘子型号及参数Table1Typeandparametersofsampleinsulator绝缘子型号H/mmD1/mmD2/m
张志劲，李汛，乔新涵，等：支柱绝缘子上下表面不均匀积污负极性直流闪络特性3571绝缘子的上下表面和其他部位进行仔细的清洗，清除其表面的油脂和污物，再使用自来水对绝缘子作一次彻底的清洗，最后将其晾干。2）试品的染污方法：利用NaCl模拟可溶物，硅藻土模拟不可溶物。支柱绝缘子以伞型最小重复单位为一组进行分段，根据每一组伞型上、下表面的面积对应称取盐和灰的质量，采用定量涂刷法分别涂刷在绝缘子上下表面。如图3所示，设绝缘子的整体平均盐密为ρSDD，则上下表面各自的涂污量可计算为TSDDSDDSBBDDTSSS(1)TSBSDDDDJ/(2)式中：ρSDDT、ρSDDB分别为绝缘子上、下表面的平均盐密，mg/cm2；ST、SB分别为绝缘子上、下表面面积，cm2；J为上下表面污秽分布不均匀度。3）试品的阴干：绝缘子染污后将其放置在阴凉处，并且尽量不要受到其他因素的干扰，如风和灰尘等，直至它们被自然阴干24h。4）湿润：绝缘子湿润采用蒸汽雾，蒸汽雾可由1.5t/h的锅炉所提供，保持放气孔距离试品在3.5m以外，而且使放气孔的雾气出口方向同绝缘子串的轴心线成90°夹角，蒸汽通过放气孔的速率应尽量保持在(0.05±0.01)kg/(h·m3)，试验过程中通过人工气候室的温度控制系统使其保持在30~35℃。5）加压操作方法：当试品在雾室内充分湿润后，绝缘子的表面形成了水膜而且绝缘子边缘即将滴水却未滴下时，立即用均匀升压法对试品绝缘子施加电压，直至闪络现象发生，每一种污秽下选择3~5支试品，对每支试品进行闪络试验4~5次，取与Uf相对误差小于10%的试验结果的平均值作为该污秽条件下的闪络电?
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同型式110 kV支柱绝缘子自然积污特性分析[J]. 张志劲,朱俊宇,武剑,郑凯,蒋兴良. 高电压技术. 2019(07)
[2]长棒形瓷绝缘子交流污闪特性与污闪电压提高措施[J]. 高嵩,张佰庆,崔艳东,刘思逸,杨帅. 高电压技术. 2018(06)
[3]交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究[J]. 张锐,黄道春,吴光亚,袁田. 电网技术. 2014(11)
[4]深圳地区支柱绝缘子自然积污特性[J]. 王康,王建国,姚森敬,方春华,赵灵,王建平. 高电压技术. 2014(03)
[5]污秽不均匀度对XP-160绝缘子串交流闪络特性的影响[J]. 张志劲,刘小欢,蒋兴良,袁超,胡建林. 高电压技术. 2013(02)
[6]直流电网在中国的应用前景分析[J]. 温家良,吴锐,彭畅,王宇. 中国电机工程学报. 2012(13)
[7]气压和污秽不均匀度对染污绝缘子泄漏电流的影响[J]. 司马文霞,徐康,杨庆,袁涛,汪锐,陈瑜. 高电压技术. 2012(03)
[8]高压直流线路用长棒形瓷绝缘子的绝缘特性[J]. 赵宇明,郝艳捧,阳林,孙夏青,卢文浩,罗兵,黎小林. 南方电网技术. 2011(01)
[9]构建全国统一的新能源电网,推进我国智能电网的建设[J]. 肖立业,林良真. 电工电能新技术. 2009(04)
[10]高压直流支柱绝缘子和套管伞形结构研究[J]. 范建斌,宿志一,李武峰,李鹏,周军. 中国电机工程学报. 2007(21)
硕士论文
[1]扇面不均匀污秽下绝缘子串直流闪络特性研究[D]. 杨超.重庆大学 2014
[2]高压直流输电线路长棒形瓷绝缘子的污秽闪络特性研究[D]. 孙夏青.华南理工大学 2011
本文编号：3392283
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3392283.html
