复合绝缘子界面缺陷对电场分布特性影响的仿真研究
ＤＯＩ:１０.１２１５８/ｊ.２０９６￣３２０３.２０１９.０４.０２１
２０１９年７月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第３８卷一第４期
复合绝缘子界面缺陷对电场分布特性影响的仿真研究
江渺１?李黎１?华奎１?卢明２?王燕１
(１.强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)?湖北武汉４３００７４?２.国网河南省电力公司电力科学研究院?河南郑州４５００５２)
摘一要:复合绝缘子的芯棒与护套粘接界面常常出现缺陷?畸变周围电场?影响绝缘子的电气和机械性能?为了研究不同缺陷形态下的绝缘子电场特性?文中以１１０ｋＶ复合绝缘子为考察对象?应用有限元分析软件ＣＯＭＳＯＬ搭建了绝缘子三维模型?对电场分布进行了仿真计算?研究了界面出现气隙二水汽等缺陷对局部电场及绝缘子整体轴向电场分布特性的影响?结果表明:气隙处电场强度相比正常情况下显著增大?场强最大值与气隙跨度二厚度正相关?与气隙长度负相关?并基于气隙等效弧柱体模型给出了理论分析?修正了等效圆柱模型的不足?水分渗入能降低气隙场强?但同时严重畸变绝缘子轴向电场?护套受潮增重会使场强线性增加?超过一定程度会引发电晕放电?导致沿面闪络等事故?
关键词:复合绝缘子?界面缺陷?有限元分析?电场分布中图分类号:ＴＭ２１６一一一一一文献标志码:Ａ
文章编号:２０９６￣３２０３(２０１９)０４￣０１３８￣０７
收稿日期:２０１９￣０１￣２２?修回日期:２０１９￣０３￣２５
基金项目:中原科技创新领军人才资助项目(１９４２００５１０￣０２４)
０一引言
复合绝缘子以其优越的耐污性能被广泛应用
于电网中?大大减少了输电线路的污闪事故[１ ２]?然而?复合绝缘子在长期使用中也暴露出一系列新的问题[３ ４]?由于界面缺陷引发的护套穿孔二界面击穿等故障占到复合绝缘子全部故障类型的４０％~
５０％?且往往会造成芯棒断裂二掉串等严重事故[５ ８]?因此?对于复合绝缘子界面缺陷及其可能带来的危害有必要予以足够重视?
复合绝缘子界面缺陷主要是指?当芯棒和护套粘接不紧密时?胶接界面将会存在微小间隙?对绝缘子的电场特性造成一定影响?大量分析表明?大部分界面问题均是由界面存在的微小气隙及外界环境的水分渗入引起的[９ １３]?文献[１４]以２２０ｋＶ复合绝缘子为对象?研究在气隙存在和水分渗入条件下局部电场畸变情况并分析了击穿可能性?文献[１５]选取电动车组车顶复合绝缘子为对象?研究间隙场强数值与内部液体电导率的关系?文献[１６]建立了５００ｋＶ交流复合绝缘子的三维全模型?通过ＡＮＳＹＳ仿真研究在空气间隙存在时沿串电场的畸变大小?上述研究主要分析了在界面缺陷存在时的电场畸变情况?但对诸如气隙和水汽状态参数改变时电场的具体情况鲜有涉及?此外?对界面缺陷畸变电场的理论研究较少?文献[１７]提出气隙的圆
柱体等效电容模型来分析电场变化?但圆柱体并不能很好地反映实际运行绝缘子中气隙的普遍形态?存在一定的局限性?有待进一步修正和改进?
为深入探究不同界面缺陷状态下绝缘子的电场分布情况?基于１１０ｋＶ复合绝缘子三维模型?针对气隙和水汽２种影响因素进行研究?分析了界面缺陷对局部电场和整体电场分布特性的影响?文中的结果可以为理解界面故障的发展过程?实施有效的故障预防手段提供参考?
１一计算模型
１.１一模型设置
选取研究对象为棒型悬式复合绝缘子?型号
ＦＸＢＷ４￣１１０/１２０?绝缘子共计２７片伞裙?其中大伞１４片?小伞１３片?表１列出了该型号复合绝缘子
详细的结构参数?
表１一复合绝缘子结构参数
Ｔａｂｌｅ１一Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒ
结构参数数值额定电压/ｋＶ１１０额定机械负荷/ｋＮ１２０结构高度/ｍｍ１４４０?１５绝缘距离/ｍｍ１２００最小公称爬电距离/ｍｍ
３６００伞裙直径/ｍｍ１４８/１１８
护套厚度/ｍｍ
５
一一文中重点研究复合绝缘子护套芯棒内部界面电场分布情况?以及在不同内部缺陷条件下的变化
８３１
输电线路绝缘子及其连接金具的选择
输电线路绝缘子及其连接金具计算 河北兴源工程建设监理有限公司许荣生 最大使用应力=计算拉断力×新线系数×40%÷导线截面积 年平均使用应力=计算拉断力×新线系数×年平均系数÷导线截面积 实际使用应力=计算拉断力×新线系数÷安全系数÷导线截面积 一、已知条件见下图 该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》，JL/G1A-240/30的额定拉断力为75.19kN,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管，而使得导线的计算拉断力降低，故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%；根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区，其线路标称电压爬电比距为3.2~3.8cm/kV。试选择该线路的绝缘子及其连接金具，满足设计规范要求的机械强度及电气强度。 二、计算依据 1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010； 2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008； 3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。
三、计算 1．导线最大使用张力 根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求，JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为 75.19kN×95%×40%=28.572kN。 2．绝缘子及连接金具的机械强度 根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1 ”。 “绝缘子和金具的机械强度应按下式验算：kF
瓷绝缘子伞裙电位与电场分布仿真计算
瓷绝缘子伞裙电位与电场分布仿真计算 郑江彬 （湖北省电力公司检修分公司直流运检中心湖北宜昌443000） 【摘要】针对瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子，在绝缘子的伞裙处建立路径，采用ANSYS 电动势、电场强度仿真计算，求出伞裙处电动势、电场强度的分布。计算结果显示，金具、伞裙交界面下沿侧2cm 处与伞裙最边沿处，电动势分布值最高；金具、伞裙正交界处与伞裙、金具交界下沿侧10cm 左右，电动势分布值最低，对污闪、不明闪络、干闪、湿闪提供某一定程度上的指导作用 【关键词】ANSYS；电动势；电场 引言 瓷绝缘子是随着电力工业的兴起而首先发展起来的，距今已有100多年的历史。瓷作为一种传统的无机绝缘材料，具有良好的绝缘性能、耐酸碱性、耐候性和耐热性，抗老化性好，具有足够电气和机械强度。被广泛地应用于电力系统中，至今，同玻璃绝缘子、复合绝缘子相比，瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子。且有运行经验表明，某些类型的瓷绝缘子在交流或直流线路上的实际使用寿命都超过了30 年[1]。 有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20 世纪50 年代首先在连续体力学领域中应用的一种有效的数值分析方法, 随后很快广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 1. 目前ANSYS 分析绝缘子简述 文献[2,3]对绝缘子的结构优化设计进行了初步的探讨,文献[4~8]通过不同方法对绝缘子、套管等高压元器件的电场、磁场分布进行各种数值计算，同时对不同方法的精度、优劣进行比较。而仿真[4]和文献[9]证明可适当简化绝缘子建模仿真而不影响计算的整体精度。文献[10~15]用ANSYS 分析了污秽对绝缘子的场强影响，或采用均压环改善绝缘子串上的电压均匀分布，并提出最优化均压环外径，高度等设计，或提出绝缘子头部形状及大小参数对绝缘子电场等电气性能的影响。对以上文献总结发现，进行单个绝缘子的电场、电动势分析，进而探讨绝缘子表面某点位置电场、电动势大小及分配关系的相关文献比较少，而发生污闪、或不明闪络的机率与伞裙电场电动势分布有直接的关系，本文基于XP- 210 陶瓷绝缘子进行ANSYS电场、电动势浅析。 为定性分析陶瓷绝缘子沿面电场和电位的分布，计算中做了如下简化:（1）假设绝缘子及金具表面是在清洁干燥的环境下;（2）整个绝缘子无破损，裂纹（3）由于仅考虑单个绝缘子的电位、场强分布影响问题，所以只对单个绝缘子二维建模，并考虑远场单元INFIN110。参考文献[16][17]整个模型可以简化为二维轴对称电场来进行分析，根据模型尺寸及对称性,建立1/2 场域的有限元计算模型。 2. 有限元控制方程及计算模型 2.1 控制方程 有限元法的基本步骤：采用变分原理或加权余量法对微分形式的控制方程进行离散处理，导出一个代数方程组，此代数方程组具有庞大稀疏对称的系数矩阵，经边界条件约束处理后成为正定矩阵，即可对其求近似解。静电场问题遵循下面的麦克斯韦方程： ▽×E=0 (1) ▽?D=ρ(2)
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究 【摘要】作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。从某种程度上来说，是埋下了电网安全运行的隐患。笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。为了确保电网安全运行，可以大力推广这一检测方法。 【关键词】复合绝缘子内绝缘缺陷电场分布法复合绝缘子带电检测仪 1 研究项目确立的必要性 1.1 复合绝缘子优势明显，应用广泛 复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。 近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%为复合绝缘子。我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-500kV交流输电线上运行。在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成果转让与产品化工作。90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。从此，我国电网使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。新建线路，包括交、直流500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。 1.2 复合绝缘子的使用现状以及其局限性 复合绝缘子存在着多种界面。目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭化通道。这些炭化通道不但将芯棒和护套分离开来，而且逐渐沿芯棒发展，使总的绝缘长度减少。有时这些放电还严重地腐蚀芯棒，致使芯棒断裂。目前国外已发生数例复合绝缘子内绝缘故障，国内也出现了一些问题[3]。 由于复合绝缘子外绝缘使用的是有机复合材料，随着在网运行复合绝缘子年限的增加和硅橡胶表面性能出现一些变化，用户对其可靠性和剩余使用寿命仍有疑虑，如何评估复合绝缘子目前的运行状态以及如何判定更换时间成为确保电网
复合绝缘子术语和定义
复合绝缘子术语和定义 3.1 均压装置uniformity voltagefi tting 装在金属附件上的一种装置，能改善复合绝缘子的电位分布，同时保护金属附件、芯棒及伞套不被电弧灼伤，其次还能保护两端金属附件连接区不因漏电起痕及蚀损导致密封性能的破坏。均压装置可以是均压坏、均压引弧环或半导体的聚合物器件。 3.2 棒形悬式复合绝缘子ordty pec ompositein sulators 杆体和伞套由二种或以上绝缘材料组合构成的棒形悬式绝缘子。 3.3 水解h ydorlysis 绝缘子的元件由于受到水或水蒸气的洽进作用，在内部发生化学变化。这种变化可能导致电性能 或机械性能的下降。 3.4 憎水性hydorphobicity 固体材料的一种表面性能，水在憎水性的固体表面形成的是一种相互分离的水滴或水珠状态，而不是连续的水膜或水片状态。
劣化 a ging 复合绝缘子伞套材料明显出现变硬、变脆、粉化、裂纹和开裂、起痕、树枝状通道、蚀损、憎水 性下降:绝缘子出现密封破坏、局部发热及机械强度明显下降的现象。 3.6 憎水性迁移transferenceo fh ydorphobicity 僧水性的伞裙护套在表面染污后，将自身的僧水性传递给污层并且自身仍具有僧水性的现象。 3.7 憎水性的丧失与恢复lossa ndr ecoveryo fh ydorphobicity 清洁或污秽复合绝缘子伞裙护套的憎水性在某些外界因素作用下减弱，外界因素停止作用后其憎水性自然恢复。 3.8 憎水性迁移时间。meo fh ydorphobicity transference 具有憎水性迁移特性的复合绝缘子从涂污到试验或测量时所经过的时间，经过这段时间，复合绝缘子表面的污层具有了一定程度的憎水性。 3.9 阻燃性flammabiilty 伞套材料在火焰中燃烧的能力。 3.10
GlS 盆式绝缘子老化机理研究及工程应用分析
GlS 盆式绝缘子老化机理研究及工程应用分析 发表时间：2018-01-10T14:39:47.487Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：李永成彭彦军赵小林滕本科 [导读] 摘要：GIS的主要组成部件是盆式绝缘子，它在使用中有很重要的作用。 （桂林供电局广西区 541002） 摘要：GIS的主要组成部件是盆式绝缘子，它在使用中有很重要的作用。GIS还可以固定母线和它的插接式触头，它能够使母线穿越盆式绝缘子，只有这样才能由一个气室引到另一个气室。因此要有足够的机械强度；起母线对地或相间（共箱式结构）的绝缘作用，所以要求比较高，必须有足够的绝缘水平，还要有气密性和承受的压力。 关键词：绝缘子老化；机理研究；工程应用 引言： 目前盆式绝缘子采用环氧树脂及其他添加料，并在高真空下浇筑而成内部应无气泡和裂纹。成品要经过局部放电实验鉴定。虽然GIS 设备的应用已受到全国广泛关注，但是最近几年以来，GIS设备经常发生故障。虽然绝缘材料有很高的机械和电气性能，但是对于这种长期处于GIS的高电压高温环境中的盆式绝缘子来说，工作状态和故障检测都是非常困难的。总体来说长期耐电性能的好坏直接关系到了产品的寿命。而盆式绝缘子是极易老化损坏的，当其发生故障的时候，会造成检修周期长，停电面积大等严重的后果，并且检修费用也高。据调查结果显示目前盆式绝缘子的故障比例以达到最高，因此如何通过对盆式绝缘子工作过程中的老化因素进行分析得到有效的绝缘状态和老化寿命评估方法已是迫在眉睫。 1、盆式绝缘子的内部设计及性能 盆式绝缘子，一般由绝缘件和金属附件用胶合剂胶合或机械卡装而成。盆式绝缘子的设计一般包括绝缘设计、力学设计、通流能力设计等几个部分。当盆式绝缘子满足这三个方面的要求时，它才能用于真实的产品。然而在运行过程中，大多数盆式隔板的两侧都会有压力，一般来说大的压力差取决于维护程序，然而这种情况经常会出现在盆式隔板一侧。然而它的另外一侧在进行维护，当然也有盆式隔板一侧承受的压力，假如说一侧长期的处在大气压力的下面，它还需要考虑在阳光辐射的影响下的最高温度，然而在维护期间盆式隔板承压侧的压力时也可以降低。绝缘子的基本性能包括电气、机械和热性能，还有耐环境和耐老化等多种性能。相对来说绝缘子的应用非常广，它属于外绝缘，他可以能够在大气条件下工作。 就一般来说绝缘子不仅可以支持各种外部带电导体，它还能够和大地做到绝缘。最近的一项研究结果展示了：绝缘子表面的金属颗粒往往会使部分的电场发生畸变，它还可以降低绝缘子表面的击穿电压，到了最后也有可能会造成绝缘子沿面放电和绝缘破坏的现象；通常来说仿真和试验得到的结果往往非常接近，然而在试验条件并不充分的情况下，它还可以通过仿真来计算盆式绝缘子的绝缘状态；如果金属异物积聚越多或位置越靠近高压端导体，对绝缘子的危害也就越大。 2、GIS设备故障 GIS 内部空间非常有限，工作场强很高并且绝缘裕度相对比较小，只要出现哪怕只是微不足道的绝缘缺陷，就很容易造成严重的设备故障，影响电网的安全稳定运行，引起长时间大面积停电现象，检修周期长，建筑费用也及其的高。GIS 的内部缺陷其实主要是指导体、壳体和盆式绝缘子上的颗粒或毛刺，自由自动的金属颗粒，盆式、盘式绝缘子内部缺陷，接触不良或者电位悬浮等等。而这些缺陷在运行工作中，可能会迅速发展甚至发设备故障。 气隔就是GIS内部的压力的各电器原件的气室间通过设置的能够使气体互不相通的密封间隔。这种气隔不仅可以将不同SF6气体压力的各个电器原件分割开来，而且能够在检修的时侯缩小停电对的范围，它还可以减少检修时SF6气体的回收。就GIS设备来说，我们要多加强对水平安装绝缘子的检测，更进一步的推广GIS超声波、超高频率局放在线装置地使用，使设备的状态可视化，能够确保设备的安全稳定运行。当实验室条件下，我们需要对输电线路复合绝缘子的老化试验方法，更需要考虑大气环境中各类老化因素，因此可以考虑对GIS内部老化因素进行实验设计。材料因素、环境因素、安装工艺、检修工艺往往会影响GIS盆式绝缘子放电，所以我们在安装或检修过程中必须要控制好清洁度、真空度、密闭行，然后更为重要的是做好GIS投运后的巡视检查和定期工作，这样可以避GIS盆式绝缘子发生故障。 3、人工加速老化实验和设备故障维护 现如今虽然随着 GIS 的广泛应用对盆式绝缘子的研究越来越多，但是没有深入到绝缘老化评估和寿命预测部分，就是因为这些研究都局限于单个问题的研究。现在我国国内所有文献中，对于盆式绝缘子老化机制的研究相对减少了，还没有形成任何可供这方面研究的规律和结论。然而在人工加速老化试验方面，虽然目前IEC及国标还没有关于固体电介质的电热综合因素的老化试验方法，并且复合绝缘子的老化试验方法能够形成了可观和系统的标准。盆式绝缘子是优质环氧树脂浇注而成，导电座浇注在中间，使边缘与金属法兰盘浇注在一起，这时盆式绝缘子爬电距离较短，因此要求其表面绝对不能受到污染，否则将降低其绝缘水平。 部分中间有孔的可以起到支持导体作用但不分隔气室。同样的中间浇注导电座的可以起到连接导体及分隔气室的作用。盆式绝缘子的构成材料是环氧树脂。然而环氧树脂是目前三大通用热固性树脂，它有着优良的力学性能和电绝缘性能，是目前热固性塑料中用量最大、应用最广的品种。往往会由于其耐候性和韧性都比较差，很容易发生光氧化和热老化。 我们很容易得通过对环氧树脂材料的试验数据分析联系到盆式绝缘子老化评估，轻轻松松了解盆式绝缘子老化机制进而避免许多不必要的麻烦故障。但是其中还有一个关键性的问题，就是固体电介质寿命预测模型，迄今为止大都是依照经验公式。 4、开辟盆式绝缘子寿命预测行径 基于盆式绝缘子老化评估的过程之上，我们公开了一种在人工加速老化试验的基础上的盆式绝缘子寿命评估方法。这个发明可以通过测取绝缘失效的绝缘电阻率，我们可以计算出绝缘电阻率的百分比，它被作为寿命终止标志，当环氧树脂材料老化到绝缘电阻率百分比时，它就降为此值，它就被认为是绝缘失效。本实验所述的方法针对盆式绝缘子封闭、高温和长期承受高电压的特点，利用多因子的实验室设计出来的人工加速老化试验平台，这样就可以测量出多个环氧树脂样品在不同老化程度下的特征量。在此基础上，对实验数据进行分析，利用已有的经验公式，采用曲线拟合技术。 我们可以将对环氧树脂材料的试验数据与盆式绝缘子的老化评估建立联系，提出一套盆式绝缘子寿命评估方法。在人工加速老化试验方法的盆式绝缘子寿命评估方法的基础上，我们需要对老化后的环氧树脂板进行电气测量，然后就此分析试验数据，最后通过物理量建立和盆式绝缘子之间的联系。在对不同时间老化后的样品进行电镜观察及电气参数测量，找出能代表老化程度的特征量，画出环氧树脂绝缘
复合绝缘子优点
复合绝缘子 型号说明： F—有机复合材料 XB：棒形悬式PQ：针式 ZS：支柱 S横担 CG：干式穿墙套管 QE：铁道电化用（QX：铁道电化用） 1、2表示为20mm/KV；3、4表示为25mm/KV “—”后额定电压（KV） “/”后额定负荷（KN） 高压线路用棒形悬式复合绝缘子：棒形悬式复合绝缘子用于普通和污秽地区的交流电力系统额定电压35~500kV，频率不超过100Hz的架空线路、变电站作悬垂和耐张用。绝缘子安装地点环境温度在-40℃～+40℃之间，海拔不超过1000m。 它尤其用于污秽地区，能有效防止污闪事故，是目前广泛使用的瓷绝缘子的替代产品。 复合绝缘子又称合成绝缘子，其主要结构由伞裙护套、环氧玻璃纤维（FRP）芯棒和端部金具三部分组成。其中伞裙护套由高温硫化硅橡胶制成， FRP芯棒是玻璃纤维作增强材料、环氧树脂作基体的玻璃钢复合材料，端部金具是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。 复合绝缘子的这种结构将机械强度与外绝缘性能分开，芯棒与伞裙护套分别承担机械与电气负荷，从而综合了伞裙护套材料耐大气、老化性能优越及芯棒材料拉伸机械性能好的优点。作为绝缘子结构的一部分，金具主要起传递机械应力与连接固定的作用。 与传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，复合绝缘子具有如下优点： （1）强度高，重量轻。复合绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高。其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，目前被大量采用的玻璃钢引拔棒的拉伸强度可达1000MPa以上，而芯棒密度仅为2g/cm3左右，因此其比强度很高，约为优质碳素钢的5~10倍。在相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7~1/10。 （2）湿闪污闪电压高。有机复合材料低能表面的憎水性是复合绝缘子优异耐湿污性能的主要原因。在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，复合绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄露电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面的特性为硅橡胶材料所独有，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上。 普通棒形悬式复合绝缘子的等效直径远小于普通悬式瓷绝缘子及支柱绝缘子，这也是其耐污性能优异的重要原因。在不利条件下，憎水性可能因电气、环境等应力的影响而下降或丧失，但其等效直径不会变粗，所以污闪电压仍将保持较高的水平。 （3）运行维护方便。有机外绝缘优异的耐污性能提高了电力系统运行的可靠性，在污秽地区无须象瓷及玻璃绝缘子一样定期清扫，也不存在普通悬式瓷绝缘子零值检测问题，大大降低了污秽地区绝缘子的运行维护费用。 （4）不易破碎，防止意外事故。复合绝缘子耐冲击能力强，大大减少了安装、运输过程中造成的意外破损，并能有效防止枪击等人为因素的破坏。 型号：FXBW4-66/120、FXBW4-110/70、FXBW4-110/100、FXBW4-110/100TD、FXBW4-110/120、FXBW4-110/160、FXBW4-110/160、FXBW3-220/70、FXBW4-220/70、FXBW3-220/100、FXBW4-220/100、FXBW5-220/100、FXBW4-220/100TD、FXBW4-220/120、FXBW4-220/160、FXBW5-220/160、FXBW4-220/180、FXBW5-220/180、FXBW4-220/210、FXBW5-220/210、FXBW3-330/100、FXBW4-330/100、FXBW3-330/120、FXBW4-330/120、FXBW3-330/160、FXBW4-330/160、FXBW4-110/70-1420、FXBW4-110/100-1440、FXBW4-110/120-1440、FXBW4-10/40、FXBW4-10/70、FXBW4-10/100、FXBW4-20/70、
输电线路绝缘子选择及计算
1 绝缘子选型 1.1 绝缘子材质 我国主要生产的绝缘子主要有盘形瓷绝缘子、盘形玻璃绝缘子及复合绝缘子 1.2 各类绝缘子特性 绝缘子的性能比较 表1-1 不同类型线路绝缘子的性能比较 3 污区划分
3.1 沿线污秽调查 3.1.1 走廊沿线污源分布情况 本次对待建1000kV特高压中线工程线路走廊沿线进行了污染情况调查。湖北省境内绝大部分地区为自然污秽，包括生活污染、公路扬尘、农村施用农药、化肥以及烧山积肥的灰尘；工业污秽主要集中在宜城市板桥镇，分布有石灰厂、水泥厂、采石场等重点污源。河南省境内线路附近分布较多乡镇，主要的自然污秽来自居民区的生活污染和农田施用的化肥等，线路跨越铁路、高速公路、土路若干，加上风沙扬尘等也会对线路造成一定的污染；工业污源主要有采石场、石灰厂、水泥厂、铝铁厂、炼钢厂、火电厂等。山西省境内沿线分布储煤厂、炼焦厂、炼铁厂、火电厂、砖厂等，小型煤矿区和炼铁高炉更是星罗棋布，大气污染十分严重。另外1000kV特高压中线工程线路平行或跨越的500kV线路有：斗樊线、双玉Ⅰ、Ⅱ回、樊白Ⅰ、Ⅱ回、姚白线、白郑线、牡嵩线、沁获线、榆临线；跨越铁路七条、已建成高速公路六条、国道和省道若干。 (1) 化工污秽 该线路走廊附近的化工污源主要集中在河南省和山西省，主要有沁阳市碳素有限公司(1500万kg/a)、孟县化肥厂(6000万kg/a)、偃师市山化县化工厂、南阳石蜡精细化工厂(12000万kg/a)、南阳市金马石化有限公司(600万kg/a)、长治化工有限公司、钟祥市华毅化工有限公司(18000万kg/a)等。另外晋城市规划中的野川、马村化工园区，工厂十分集中，规模现在大约为30000万kg/a，随着发展，其规模将进一步扩大。 (2) 冶金污秽 冶金污秽主要包括铝厂、炼铁厂、炼钢厂等。根据调研情况，主要
盆式绝缘子仿真计算数据分析
盆式绝缘子仿真计算数据分析 摘要电流互感器是连接一次和二次的一种特殊变压器，一次端为高压大电流，二次输出相应的信息给测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。LVQB-550电流互感器主要应用于550kV电力系统中，主要用于测量系统电流，给控制装置发送相应信息，保护系统稳定运行。LVQB-550电流互感器在电力系统中作为一个重要零部件长期带高电压运行，产品自身的绝缘性能对产品的可靠运行十分重要，本文中通过有限元分析软件对LVQB-550电流互感器进行分析，保证产品具有良好的绝缘性能。 关键词绝缘性能；有限元；分析 前言 电流互感器是根据电磁感应原理制造的，如果不不考虑误差，当在一次绕组通过电流I1时，由于电磁感应效应，在二次绕组中也会感应出电流I2，根据电磁感应原理，一次绕组的安匝数与二次绕组的安匝数相等： I1N1=I2N2 （1） 电流互感器的一次侧或取得电磁能是通过铁芯传递至二次侧的，任何能量传递过程中都有损耗。当一次绕组通过电流时，要消耗一部分电流用来励磁，用来励磁的电流I0，励磁电流的安匝I0N1称为励磁电动势。由于电流互感器要消耗励磁安匝，因此二次安匝总是小于一次安匝的，电流互感器就有了误差，二次电流除了有量值误差外，还有方向误差，称为相位差。 I1N1+I2N2=I0N1 （2） 电流互感器在设计时，除了产品的误差及准确级设计等方面的产品性能设计外，产品的内绝缘设计是否优良是直接影响产品正常运行的关键性能，鉴于近年来电流互感器频频出现现场击穿事故，本文主要针对绝缘子的绝缘性能进行了深入的分析，主要包括绝缘子的沿面的绝缘性能。 1 设计模型 本文中涉及LVQB-550kV电流互感器的设计模型如下图所示，对壳体进行简化设计如图所示，由于不计算壳体对地场强等，仅对高电压壳体内表面进行建模；对M-N处的零电压屏蔽及中心零电位导电杆模型简化，E-F处的高电压屏蔽、外屏蔽R及悬浮屏蔽O的模型简化；由于不涉及套管的计算，对套管伞裙进行简化如下图所示： 模型中涉及多个屏蔽结构，主要作用如下：
瓷绝缘子技术参数
设备技术性能指标 1总则 1.1一般规定 1.1.1投标人须仔细阅读包括本技术规范在内阐述的全部条款。投标人提供的绝缘子应符合本技术规范所规定的要求。 1.1.2本技术规范提出了对绝缘子技术上的规范和说明。本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准和本技术规范技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本技术规范所使用的标准如与投标人所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。 1.1.3本技术规范和图纸所包含的绝缘子的工艺和制造应是最先进的。提供的产品应是全新的、未使用过的。其设计和制造应根据招标人认可的图纸、设计和有关文件。 投标人不能因图纸和本技术规范书的遗漏、疏忽和不明确而解脱其提供高质量产品及服务的责任。倘若发现有任何疏漏和不明确之处，投标人应及时通知招标人，在问题未澄清之前的任何举措，应由投标人负责。 1.1.4如果投标人没有以书面形式对本技术规范的条文提出差异，则意味着投标人提供的设备完全符合本技术规范的要求。如有与本技术规范要求不一致的地方，必须逐项在“技术差异表”中列出。 1.1.5 在设计资料、技术规范和图纸等文件中，应使用SI公制单位。温度应以摄氏度（℃）作单位，温差则以开尔文（K）作单位。 1.1.6投标人应提供产品需附带的专用工具和仪表，这些工具和仪表应是全新的且性能良好。 1.1.7本技术规范将作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力。 1.1.8本技术规范中涉及有关商务方面的内容，如与本技术规范的商务部分有矛盾时，以商务部分为准。 1.1.9本技术规范书未尽事宜，由合同签约双方在合同技术谈判时协商确定。 1.2投标人应提供的资质文件 以下对投标人资质的基本要求，投标人应按下列内容和顺序提供详实投标资料。如基本资质不满足要求、投标资料不详实或严重漏项将导致废标。 1.2.1供货业绩 投标人的供货业绩应满足招标文件要求，并按附录A提供业绩资料。满足国家电网公司有关资质审查要求。 1.2.2试验报告和鉴定证书 投标人必须提供五年内投标产品或类似产品的定型试验报告（含设计试验、型式试验、抽样试验、逐个试验）、第三方抽样试验报告和鉴定证书，以证明所提供的产品能完全满足本技术规范的要求。 在资质审查中已提供过定型试验报告和鉴定证书的投标人，可按附录B填写清单。第三方抽样试验报告清单包括招标产品型号、工程名称、供货数量、检验机构和时间、检验依据。 1.2.3投标人提供的有关信息 投标人在可能的条件下向招标人提供的有关信息（注：需要投标人授权代表签字）。1.2.4包装箱表面标志 投标人应提供产品包装图，按附录C填写包装箱表面标志。 1.2.5主要生产设备清单
复合绝缘子
F系列10-220KV复合绝缘子 FPQ-复合针式绝缘子 FXBW-复合棒形悬式绝缘子 FS-复合棒形横担绝缘子 FZSW-复合棒形支柱给绝缘子 FQX-电气化铁道绝缘子 FCGW-复合干式穿墙套管 产品结构：本系列产品由玻璃纤维环氧树脂引拔棒，硅橡胶伞裙，金具三部分组成，其硅橡胶伞裙采用整体注压工艺，从而解决了影响复合绝缘子可靠性的关键问题-界面电气击穿。玻璃引拔棒与金具的联接采用独特的胶装工艺，并且可采用国内最先进的压接工艺，配有全自动声波探伤检测系统，强度高，外形美观，体积小，重量轻，金具镀锌可防锈蚀，可与瓷绝缘子互换使用，本产品结构可靠，不损伤芯棒，能充分发挥其机构强度。 产品性能：电气性能优越，机构强度高，内部承载的环氧玻璃纤维引拔棒抗张抗弯强度比普通钢材高2倍数，是高强度瓷材料的8-10倍数，有效提高了安全运行的可靠性。耐污性能好，抗污闪能力强，其湿耐受电压和污秽耐受电压为相同爬距瓷绝缘子的2-2.5倍，且不需清扫，能在重污秽地区地安全运行。体积小、重量轻(仅为同电压等级瓷绝缘子的1/6/19)，结构轻巧，便于运输和安装。硅橡胶伞裙具有良好的憎水性能，其整体结构保证了内绝缘不受潮，不需进行预防性绝缘监测试验，不需清扫，减少了日常维护工作量。密封性能好，耐电蚀能力强，伞裙材料耐漏电起痕达TMA4.5级水平，具有良好的耐老化、耐腐蚀、耐低温性能，可适用于-40℃~50℃地区。具有很强的抗冲击性和防震性能，其良好的防脆性的抗蠕变性，不易破碎、抗弯曲、抗扭强度高，可承受内部压强，防爆力强，可与瓷、玻璃绝缘子互换使用。复合绝缘子系列产品，其机械性能和电气性能均优于瓷绝缘子，运行安全裕度大，是电力线路用的更新产品。
110kV交流棒形悬式复合绝缘子专用技术规范
巴音110kV变切改至隆安220kV变输变电工程110kV交流棒形悬式复合绝缘子 专用技术规范 内蒙古电力(集团)有限责任公司 2013年7月
目录 1 标准技术参数表 (1) 2 项目需求部分 (3) 3 投标人提供信息 (4)
1 标准技术参数表 技术参数响应表中某些项目参数由招标人提出，如果招标人不提出要求，则由投标人提供。投标人应认真逐项填写技术参数响应表中投标人保证值，不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动招标人要求值。如有差异，请填写技术差异表。表中带“*”项为关键参数，不满足带“*”项将视为实质性不响应(见表1-1～表1-5)。 表1-2 FXBW-110/100复合绝缘子技术参数响应表
表1-3 FXBW-110/100G重力式复合绝缘子技术参数响应表
2 项目需求部分 表2 货物需求及供货范围一览表 表3 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表 注：应随合同所订的绝缘子一起供给每种绝缘子供货数量的0.5%锁紧销作为备品，以上专用工具和备品计入投标总价。 2.1 工程概况 2.1.1 项目名称：巴音110kV变切改至隆安220kV变输变电工程 2.1.2 项目单位：鄂尔多斯市电业局 2.1.3 设计单位：鄂尔多斯市和效电力设计有限责任公司 2.1.4 工程规模： 线路长度、起讫点、主要塔型、导线规格和分裂数、沿线污区分布状况、绝缘子用量以及地形地貌。 2.1.5 适用范围：
本规范书适用于巴音110kV变切改至隆安220kV变输变电工程110 kV输电线路工程的复合绝缘子(以下简称绝缘子)的设计、制造、试验、包装和供货等技术要求。 2.2 使用条件 表4 使用条件参数表 2.3 可选技术参数表 表5 可选技术参数表 2.4 项目单位技术差异表 项目单位要求的产品技术规范应完全符合本招标文件中规定。若有特殊要求，项目单位应如实、认真地在项目单位技术差异表中填写差异值，否则视为与本招标文件中规定的要求一致。若无技术差异则应在项目单位技术差异表中填写“无差异”。 表6 项目单位技术差异表 3 投标人提供信息
输电线路复合绝缘子均压环常见问题及改进措施
发展水平高的地区，可以设置带点检测设备以及故障显示器，实现配电线路的自动化维护，一旦出现故障，可以对故障区域自动隔离，并自动恢复非故障区域的正常供电。 2.3优化配网的周边环境 首先，要做好对人为破坏的预防工作，将配网的杆塔设置在远离道路的地方，并在杆塔的下部涂抹反光漆或悬挂反光牌，避免出现交通事故。同时还要在杆塔的四周设置相应的警示标牌，以免其他工程施工单位或个人对杆塔造成破坏。 其次，要对雷击采取相应的防范措施。例如，对于空旷地带的线路应采用支柱式的绝缘子来预防雷击。对于城区的架空线路，可以对线路周围的树木进行修剪，并提高线杆的高度，同时要做好避雷设施的建设，减少线路受雷击的几率，也可以避免意外触电事故的发生。 最后，要确保配网设备的质量，避免设备的污染和过快消耗。对于一些高污染地区的配网工程，线路要采用绝缘导线并对其进行防锈蚀保护。出现破损的瓷瓶不可以应用于配网工程的建设中，并且要选取防污型的绝缘子，防止线路受腐蚀。此外，在施工过程中要尽量避免配网设备的零部件受污染，以保证配网设施的正常供电。 3结语 综上所述，10kV配网是电力企业工程建设的重要组成部 分，需要严谨的工作态度和完善的技术设备才能确保其施工质量。因此，电力企业应该深入研究，积极探索10kV配网工程建设的新技术，确保我国电力系统的稳定和安全发展。 ［参考文献］ ［１］郭永元．配网供电可靠性分析［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１１（３） ［２］许锋．探讨提高１０ｋＶ配网的供电可靠性［Ｊ］．中小企业管理与科技（下旬刊），２０１１（２） ［３］任艳君．提高１０ｋＶ配网供电可靠性的技术措施［Ｊ］．科技资讯，２０１１（３２） ［４］黄敬维．探讨提高配网供电可靠性的措施［Ｊ］．科技资讯，２０１１（６） ［５］路军．肇庆城区配网提高供电可靠性的难点与对策［Ｊ］．供电企业管理，２００８（４） 收稿日期：2012－09－05 作者简介：黄翔（1977—），男，湖北宜昌人，助理工程师，长期从事配电线路运行维护工作。 0引言 由于复合绝缘子具有强度高、重量轻、耐污闪性能优良、运行维护方便等明显的优点，目前在35～500kV等各个电压等级得到了广泛的使用，特别是在江苏等经济发达、污秽较为严重的地区，合成绝缘子已经成为直线杆塔绝缘子的首选，在镇江500kV江晋、江陵线长江大跨直线跨越塔上，也第一次将42t 合成绝缘子用在跨越档距超过1800m的大型跨越上。由于复合绝缘子所特有的长棒式阻性型结构，在高电压等级的线路上使用时必须使用均压环来改善其表面的电场分布，但是目前复合绝缘子无均压环制造、尺寸和罩入距尺寸的国家标准，因此现场使用的均压环样式五花八门，安装方式各异，在施工、验收、挂网运行中出现了不少问题。本文从实际应用角度对复合绝缘子均压环进行分析，结合现场运行经验提出优化的均压环配置方案。 1合成绝缘子均压环作用简析 众所周知，绝缘子的电压分布与其自身的对地电容量有关，对地电容量大的绝缘子电压分布趋于平均，反之则不均匀。复合绝缘子较之瓷或玻璃绝缘子对地电容小，所以电压分布极不均匀。有关实验结果表明，110kV复合绝缘子最高电场强度与最低电场强度间，其差异达3倍以上。这种电压的不均匀分布，电压等级越高，表现愈加明显，理论计算表明，在电压超过330kV，整支合成绝缘子其靠近带电端的电场强度已经超过了空气的击穿强度［空气临界击场强≈30kV／cm（幅值）］。因此，在110kV及以上的线路上应适当配置均压环来使复合绝缘子表面的电场强度更加均匀［1］。常见复合绝缘子均压环安装示意图如图1所示。加装均压环后绝缘子高压端电场分布如图2所示，最大场强从高压电极与第一个伞盘间移到了保护环的外侧，最大场强值也显著降低，电场分布趋于均匀，可见加装均压环是改善复合绝缘子电场分布的有效措施［2］。 除此之外，合成绝缘子上配置均压环，除了具有均压效果外，还可起到引弧作用，线路上产生的放电闪络发生上下均压环之间，保护合成伞裙表面不被灼伤；同时均压环还具有减弱端部局部电晕的作用，有些特殊的均压环如配重均压环还兼顾重锤作用［3］。2影响复合绝缘子均压环作用因素分析 虽然均压环能改善复合绝缘子的整体分布电压，明显地降低芯棒、金具连接处的场强，但其效果还是没有盘形绝缘子串 输电线路复合绝缘子均压环常见问题及改进措施分析 冷华俊白少锋 （镇江供电公司，江苏镇江212000） 摘要：由于复合绝缘子所特有的长棒式阻性型结构，均压环对于复合绝缘子的正常运行有重要影响，但因目前尚无复合绝缘子均压环的国家标准，均压环在实际应用中存在不少问题，现结合现场实例，简要分析了均压环的作用及影响均压环作用的因素，并列举了均压环施工、运行中普遍存在的问题，最后针对这些问题提出了相应的改进措施。 关键词：输电线路；复合绝缘子；均压环；影响因素；措施 Dianqigongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化 31 机电信息2012年第36期总第354期
电场和电位分析
不同染污条件下硅橡胶绝缘子的表面电场和电位的有限元分析 摘要 本文介绍了仿真结果沿面电场和电位分布硅橡胶复合绝缘子的清洁和各种下污染的条件下有/无水滴。直流绝缘子的泄漏距离290毫米用于研究。研究两种类型的污染物，胶合板的灰尘和水泥粉尘污染对绝缘子表面的影响。这项工作的目的是在绝缘体的表面存在水滴时，比较对电位的影响和污染沿绝缘子表面电场分布。使用有限元方法（FEM）进行这项工作。仿真结果表明,污染物沿绝缘子表面电位分布没有影响,而电场分布明显依赖于污染环境。 关键词:电场分布，电势分布，硅橡胶复合绝缘子，有限元法 一、引言 聚合物绝缘体，已被越来越多在户外应用，它们提供更好的特性瓷和玻璃类型：他们由于其表面的疏水性有更好的抗污染性能，更轻的重量，具有更高的冲击强度，等等。聚合物绝缘体是完全不同于传统的瓷和玻璃的绝缘子。硅橡胶聚合物绝缘子的优点如下[ 1 ]： 1.硅橡胶具有低表面张力的能力从而保持疏水性的表面性质，导致绝缘性能更好的污染和潮湿的条件下工作。 2.聚合物绝缘子具有较高的机械强度重量轻于瓷或玻璃绝缘子，可低成本的建设和维护，传输或配电线路。 3.聚合物绝缘子不易产生爆鸣声的破坏等严重损害。 复合绝缘子的缺点如下[ 9 ]： 1.聚合物绝缘子的有机材料制成的,所以表面进行化学变化由于风化和干闪造成的。 2.聚合物绝缘子可能遭受侵蚀和漏电，这可能导致的绝缘子的故障。 3.长期的可靠性是未知的并且聚合物绝缘子的寿命是很难估计。 4.绝缘子故障是难以检测。 B. marungsri与苏兰拉里理工大学，呵叻，30000，泰国（电话：+ 66 4422 4366；传真：+ 66 44224601；电子邮箱：bmshvee @ SUT ac.th）。 W. onchantuek，A. oonsivilai和T.kulworawanichpong与苏兰拉里理工大学，呵叻，30000，泰国。
252kV GIS用盆式绝缘子的设计及应用
252kV GIS用盆式绝缘子的设计及应用 摘要高压GIS开关设备经常使用盆式绝缘子这样一种绝缘支撑件，它起到将通有高电压电流的金属导电部位与地电位的外壳之间隔离开的绝缘作用。同时，盆式绝缘子也将承受金属导体自身重量，运动部位的力等负荷。因此，GIS 用盆式绝缘子不但要满足绝缘性能的要求，还要具有良好的力学性能。本文详细介绍一种252kV GIS盆式绝缘子的设计试验过程，使其最终能够满足产品设计要求。 关键词252kV；GIS；绝缘子 0引言 高压GIS设备中由于需要将通有高电压、大电流的金属导电体部分与地电位隔离开来，往往需要一种使用绝缘材料浇注而成的绝缘支撑件，盆式绝缘子是其中一种重要的绝缘支撑件。盆式绝缘子的设计一般需要分几个步骤进行，包括绝缘设计、力学设计、通流能力设计等。当盆式绝缘子均满足三个方面的要求时，才能应用于实际产品之中。 1 绝缘性能设计 绝缘性能设计是盆式绝缘子设计首要考虑的，绝缘性能是验证盆式绝缘子的第一步骤。通常经过有限元计算软件对盆式绝缘子的电场进行反复优化计算，最终设计出电场分布情况均匀满足绝缘标准要的盆式绝缘子。如图1所示为该盆式绝缘子的电场计算。 介质属性：SF6介电常数：1.0027、绝缘件介电常数：4.95。 边界条件：施加电压：导体和绝缘子上嵌件施加1050kV；外壳赋0电位。 通过计算结果建立各个部位电场对比分析表，可以得出该盆式绝缘子的电场强度分布，可以满足闭锁压力为0.33MPa(20℃表压)时的要求。电场计算结果见表1电场对比分析表。 图1电场分布图 位置最大值 (kV/mm) 判据(kV/mm) 导体表面23.058 ≤24
高压线路棒形复合绝缘子参数
主要产品目录 工频1分钟湿耐受电压 k V （有效值） 不小于 45 95 95 185 185 230 230 395 395 395 570 570 570 570 740 740 740 740 注：以上产品结构高度和爬电距离可根据用户要求进行适当调整 操作冲击耐受电压 k V （峰值） 不小于 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ 950 950 950 950 1240 1240 1240 1240 雷电全波冲击耐受电压 k V （峰值） 不小于 165 230 230 410 410 550 550 1000 1000 1000 1425 1425 1425 1425 2050 2050 2250 2250 最小公称爬电距离 L .m m 500 1050 1050 1900 1900 3150 3150 6300 6300 6300 7260 9075 9075 9075 11000 11000 13750 13750 最小电弧距离h .m m 200 450 450 700 700 1000 1000 1900 1900 1900 2600 2600 2600 2600 3600 3600 4000 4000 结构高度 H .m m 365±15 610±15 650±15 870±15 940±15 1180±15 1240±15 2240±30 2240±30 2240±30 2930±40 2990±40 2990±40 2990±40 4030±50 4030±50 4450±50 4450±50 连接结构标记 16 16 16 16 16 16 16 16 20 20 16 20 20 24 16 20 20 24 额定机械拉伸负荷 k N 70 70 100 70 100 70 100（120） 100（120） 160（180） 210（240） 100（120） 160（180） 210（240） 300 100（120） 160（180） 210（240） 300 额定电压 k V 10 35 35 66 66 110 110 220 220 220 330 330 330 330 500 500 500 500 绝缘子型号 F X B W -10/70 F X B W -35/70 F X B W -35/100 F X B W -66/70 F X B W -66/100 F X B W -110/70 F X B W -110/100（120） F X B W -220/100（120） F X B W -220/160（180） F X B W -220/210（240） F X B W -330/100（140） F X B W -330/160（180） F X B W -330/210（240） F X B W -330/300 F X B W -500/100（120） F X B W -500/160（180） F X B W -500/210（240） F X B W -500/300 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
架空输电线路 110kV复合绝缘子闪络故障原因分析
架空输电线路 110kV复合绝缘子闪络故障原因分析 发表时间：2019-12-02T10:26:45.550Z 来源：《中国电业》2019年16期作者：高宝 [导读] 通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。摘要：随着挂网时间的增加，在恶劣自然环境以及电化学共同作用下，复合绝缘子憎水性、电气性能、机械性能均会不同程度的下降，在鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响下，复合绝缘子常常会发生故障闪络。很多复合绝缘子闪络故障具有极大的隐蔽性，闪络原因不易确定且故障点较难查找。本文通过对地理环境、复合绝缘子电气性能等方面分析了发生在西北某地区110kV架空输电线路复合绝 缘子闪络故障跳闸事件。通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。 关键词：110kV架空输电线路；复合绝缘子闪络故障；原因；对策 引言 因为复合绝缘子的物理特性是机械强度高、重量轻、防污效果好、绝缘性好，在工作时安装简单、维护方便等好处，在当前的电路架空输电线路上得到了相当多的使用。但是伴随着复合绝缘子使用年限增加，复合绝缘子电路也会随之产生很多问题，比如：线路老化问题，在冬天还会出现伞套会丧失憎水性的情况。除此之外，雷电等自然环境也会对复合绝缘子产生不好的影响，在雷电产生的过程中，受雷电影响空气中的氮气会发生化学反应变成硝酸，硝酸有腐蚀性，会对复合绝缘子产生腐蚀作用，造成电化学腐蚀等损害，这就导致复合绝缘子发生闪络故障的情况越来越突出。 1故障情况分析 1.1保护动作情况 2011年9月12日06时11分，西北地区某110kV线路距离II段保护动作，B相跳闸，重合成功。保护测距：两侧变电站测距分别10km和2.3km。故障线路全长12.925km，杆塔总数56基，线路导线型号：LGJ-240/30、LGJ-150/20，直线杆绝缘子型号：FXBW-110/100，耐张杆绝缘子型号：XP-7、XWP-7。故障地区有雾气、微风，最高温度26℃，最低温度13℃，相对空气湿度80%。 1.2故障点现场情况 巡视人员发现#42杆B相绝缘子有上下均压环、碗头刮板、球头挂环螺栓被电弧灼伤，复合绝缘子表面无放电痕迹。高低压侧均压环上有短路接地电流烧蚀的圆孔，可以初步判断为本次故障的放电点。 2复合绝缘子闪络后试验 试品详细情况见表1。 表1故障复合绝缘子铭牌参数简介 2.1复合绝缘子尺寸检查 试品尺寸检查结果见表2。 表2故障复合绝缘子尺寸检查结果 由表2可以看出发生闪络的复合绝缘子各项尺寸均满足相关规程规定的要求，说明复合绝缘子本身尺寸选择较为合理，并且外绝缘配置也满足杆塔所处污秽等级的需要，伞间距、爬电系数满足要求说明复合绝缘子发生电弧桥接的概率不大。 2.2憎水性检查及外观检查 故障复合绝缘子憎水性及外观检查情况如表3所示。 由表3可以看出故障绝缘子有良好的憎水性，可以满足复合绝缘子正常运行，不会出现因憎水性丧失而导致的湿闪络电压下降情况。上下均压环有明显的闪络烧伤痕迹。 2.3正常条件下的工频干、湿闪络电压对比试验及耐受试验 本次交流工频干、湿耐受电压计算如公式(1)所示： (1) 式中：Un为耐受电压，Us为闪络电压，n为闪络次数。 试验结果如表4、表5所示。 表4故障绝缘子工频干、湿闪络试验结果 表5故障绝缘子工频交流干、湿耐压试验结果 由表4可以看出工频干闪络电压平均值为389.8kV，湿闪络电压平均值为340.4kV。试品湿闪络电压相比干闪络电压仅下降了12.67%，综合表5可以看出试品电气性能基本没有下降。 2.4冲击耐受电压试验 为进一步验证故障绝缘子的芯棒与伞套界面绝缘性能，对其进行雷电冲击耐受电压和陡波冲击耐受试验。本次试验雷电冲击耐受电压不小于550kV，正负极性各冲击15次，如故障绝缘子无击穿现象，则进行陡波冲击耐受试验。陡波冲击耐受试验时将陡度不小于1000kV/μs，且不大于1500kV/μs的冲击电压施加到两个相邻的电极间或将电压施加到金属附件与相邻的电极上，本次相邻电极间的距离取400mm，每个区段应分别承受25次正极性冲击和25次负极性冲击。每次的冲击应引起电极间的外部闪络，而不应产生击穿。 2.4.1雷电冲击耐受试验 雷电冲击耐受试验波形如图1、图2所示，故障绝缘子在正负极性下各冲击15次，无击穿现象。