10kV合成絕緣子沿面電場分布計算及其憎水性變化因素分析.pdf

1、與傳統(tǒng)瓷、玻璃絕緣子相比，合成絕緣子具有重量輕、強度高、耐污性能強、運行維護方便等特點，從而使其在各國電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著掛網(wǎng)數(shù)量的增加、使用時間的加長，近年來，合成絕緣子在系統(tǒng)運行中不斷暴露出一些不可忽視的問題，因此，國內(nèi)外都在積極開展合成絕緣子的研究，其中不明原因閃絡(luò)是研究的焦點之一。但目前普遍采用的傳統(tǒng)的實驗研究和現(xiàn)場觀測的方法不能對合成絕緣子存在的不明原因閃絡(luò)等現(xiàn)象做出合理解釋。因此本論文在總結(jié)了現(xiàn)有的電場計算方法和經(jīng)

2、驗的基礎(chǔ)上，運用模擬電荷法對光滑硅橡膠桿以及10kV真型合成絕緣子的電場分布進行了計算和分析。結(jié)果表明：1)10kV合成絕緣子表面場強分布極不均勻；2)當清潔或污層干燥時，硅橡膠棒表面的電場強度要比傘裙表面的電場強度大，此時電場的切向分量占主要地位，其最大值出現(xiàn)在緊靠高壓電極附近；3)當10kV合成絕緣子污層均勻濕潤時，傘裙表面的電場強度要比硅橡膠棒表面的電場強度大，此時電場強度最大處是其法向分量占主要地位，其最大值出現(xiàn)在靠近高壓電極的

3、第一片傘裙的外沿且比清潔或干燥時要大，但此時不會發(fā)生閃絡(luò)，而且此時污穢程度對電場分布的影響不大；4)10kV合成絕緣出現(xiàn)干燥帶后，表面電位可近似的視為分段線性分布，干燥帶上承受了很大的壓降。在剩余污層中，電場主要由法向分量決定，其變化規(guī)律也和法向分量相同。但是在干燥帶上，電場以切向分量為主，其值相對于剩余污層的值要大得多，電場最大值出現(xiàn)在干燥帶上緊靠高壓電極處。而且隨著污穢等級增加，干燥帶寬度減小，在相同條件下最大電場將大大增加，在較低

4、的電壓下即可能使干燥帶表面空氣擊穿而產(chǎn)生局部電弧，這正是污穢等級越高閃絡(luò)電壓越低的原因所在。在干燥帶表面擊穿而產(chǎn)生局部電弧的過程中，電場的切向分量起了決定性的作用。為了檢驗計算方法和計算結(jié)果的可靠性和精確性，利用實驗對10kV合成絕緣子清潔狀況下的電壓分布進行了實測，測量結(jié)果與計算結(jié)果相符合。 硅橡膠合成絕緣子優(yōu)異的耐濕污性能源于硅橡膠低能表面的憎水性。特別是運行一段時間合成絕緣子表面積污后，憎水性可以遷移到污層表面的特性為硅橡

5、膠材料所獨有。本文通過試驗研究了在濕污環(huán)境中影響合成絕緣子憎水性的幾種因素，包括在高濕環(huán)境中的時間、空氣的pH值、ESDD和NSDD等的影響。結(jié)果表明：1)隨著浸泡時間的增加，合成絕緣子的憎水性減弱直至喪失，但是酸性溶液對合成絕緣子憎水性喪失的作用和蒸餾水差不多，而堿性溶液對合成絕緣子憎水性喪失的作用比酸性溶液要強得多；2)隨著ESDD的增加，在相同的遷移時間內(nèi)，污層表面的憎水性減弱，最終所達到的憎水性等級也有所下降；3)當NSDD小于