10kV合成絕緣子沿面電場(chǎng)分布計(jì)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(qiáng)度高、耐污性能強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)，從而使其在各國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著掛網(wǎng)數(shù)量的增加、使用時(shí)間的加長(zhǎng)，近年來(lái)，合成絕緣子在系統(tǒng)運(yùn)行中不斷暴露出一些不可忽視的問(wèn)題，因此，國(guó)內(nèi)外都在積極開(kāi)展合成絕緣子的研究，其中不明原因閃絡(luò)是研究的焦點(diǎn)之一。但目前普遍采用的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的方法不能對(duì)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(chǎng)計(jì)算方法和經(jīng)

2、驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模擬電荷法對(duì)光滑硅橡膠桿以及10kV真型合成絕緣子的電場(chǎng)分布進(jìn)行了計(jì)算和分析。結(jié)果表明：1)10kV合成絕緣子表面場(chǎng)強(qiáng)分布極不均勻；2)當(dāng)清潔或污層干燥時(shí)，硅橡膠棒表面的電場(chǎng)強(qiáng)度要比傘裙表面的電場(chǎng)強(qiáng)度大，此時(shí)電場(chǎng)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(dāng)10kV合成絕緣子污層均勻濕潤(rùn)時(shí)，傘裙表面的電場(chǎng)強(qiáng)度要比硅橡膠棒表面的電場(chǎng)強(qiáng)度大，此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)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(shí)要大，但此時(shí)不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，而且此時(shí)污穢程度對(duì)電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)以切向分量為主，其值相對(duì)于剩余污層的值要大得多，電場(chǎng)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(jí)增加，干燥帶寬度減小，在相同條件下最大電場(chǎng)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(jí)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(guò)程中，電場(chǎng)的切向分量起了決定性的作用。為了檢驗(yàn)計(jì)算方法和計(jì)算結(jié)果的可靠性和精確性，利用實(shí)驗(yàn)對(duì)10kV合成絕緣子清潔狀況下的電壓分布進(jìn)行了實(shí)測(cè)，測(cè)量結(jié)果與計(jì)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(yùn)行一段時(shí)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(dú)有。本文通過(guò)試驗(yàn)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(shí)間、空氣的pH值、ESDD和NSDD等的影響。結(jié)果表明：1)隨著浸泡時(shí)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(duì)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(duì)合成絕緣子憎水性喪失的作用比酸性溶液要強(qiáng)得多；2)隨著ESDD的增加，在相同的遷移時(shí)間內(nèi)，污層表面的憎水性減弱，最終所達(dá)到的憎水性等級(jí)也有所下降；3)當(dāng)NSDD小于