污秽环境下硅橡胶绝缘子闪络机理的研究

摘要

硅橡胶绝缘子与传统的绝缘子相比具有强度高，重量轻，湿闪、污闪电压高，运行维护方便和不易破碎等优点，得到了越来越广泛的应用。当大气湿度较高，如在毛毛雨、雾、露等不利气候条件下，绝缘子表面污秽物被润湿后，形成导电层，其表面电导和泄漏电流剧增，使绝缘子的闪络电压显著下降，甚至导致绝缘子在工作电压下闪络，影响电力系统的安全运行。因此，针对绝缘子潮湿条件下放电特性的研究具有重要意义。 本文首先研究了位于硅橡胶绝缘子表面的水滴在直流高电压作用下的变化规律。试验中，水滴置于两电极之间的中间位置，其电导率的大小通过加入盐分的不同来控制，从1.0mS/cm到3.5mS/cm。水滴的变化情况通过一台单孔可录像显微镜进行观测，结果由与其相连的计算机进行记录。随着电极电压的增加，水滴发生明显的伸长，同时也研究了时间、水滴的体积和电导率对水滴变化的影响。 通过研究硅橡胶绝缘子表面存在单个水滴时的放电特性，分析了硅橡胶绝缘子表面凝结水珠时的闪络过程。结果表明：硅橡胶表面的分离水滴使水珠、硅橡胶和空气的三者交界处的场强加强，硅橡胶绝缘子的闪络电压随着水滴的体积的增大而减小，当电场强度比较大时，随着水滴电导率的升高，水滴的变化率也随之增大；当电场强度较小时，水滴的变化率先增大后减小。随着水滴温度的升高而降低。局部放电破坏了硅橡胶的分子结构，产生了许多不利于憎水性的因素，导致了憎水性的下降。 同时，本文在超声波盐雾发生装置模拟的盐雾环境下，采用高压直流电源，测试研究了环境相对湿度和盐雾电导率对硅橡胶绝缘子表面泄漏电流的影响。试验结果表明：绝缘子的泄漏电流主要取决于试验环境的相对湿度和盐雾电导率。相对湿度越大，泄漏电流越大；在相对湿度低于60％时，泄漏电流随盐雾电导率的增加保持缓慢上升趋势；在相对湿度高于60％时，泄漏电流随着盐雾电导率的增加而显著增大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1论文研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1染污放电机理的研究现状

1.2.2复合绝缘子的研究现状

1.2.3复合绝缘子的运行维护与在线监测

1.3本论文的主要工作

第二章硅橡胶的憎水性及其迁移机理

2.1硅橡胶材料的憎水性

2.1.1硅橡胶材料的分子结构

2.1.2憎水性及其表征

2.1.3憎水性的消失与恢复

2.2硅橡胶材料的憎水性及其迁移特性的机理

2.2.1硅橡胶表面呈现憎水性的机理

2.2.2硅橡胶表面憎水性迁移机理

2.2.3憎水性迁移的影响因素

第三章硅橡胶复合绝缘子及其污闪放电机理

3.1硅橡胶复合绝缘子概况

3.2绝缘子污闪条件分析

3.2.1绝缘子污闪数学模型

3.2.2电弧参数和剩余污层电阻的表示方式

3.2.3直流污闪条件

3.2.4交流污闪条件

3.3复合绝缘子的污闪过程

3.4复合绝缘子的污闪机理分析

3.5复合绝缘子的直流污闪数学模型

3.5.1亲水性表面的直流污闪数学模型

3.5.2憎水性表面的直流污闪数学模型

第四章硅橡胶绝缘子表面分离水珠的放电特性分析

4.1硅橡胶绝缘子表面分离水滴形变特性分析

4.1.1试品装置

4.1.2试验方法

4.1.3试验结果与讨论

4.2硅橡胶绝缘子表面分离水珠对闪络电压的影响

4.2.1试验装置

4.2.2试验方法

4.2.3试验结果与讨论

4.3硅橡胶绝缘子表面分离水珠的局部放电对表面特性的影响

4.4 小结

第五章人工盐雾环境下硅橡胶绝缘子泄漏电流的分析

5.1染污绝缘子表面泄漏电流的特点

5.2试验装置与方法

5.2.1试验装置

5.2.2试验方法

5.3试验结果与讨论

5.3.1硅橡胶绝缘子泄漏电流与试验时间的关系

5.3.2硅橡胶绝缘子泄漏电流与相对湿度的关系

5.3.3硅橡胶绝缘子泄漏电流与盐雾电导率的关系

5.3.4雾中表面凝结水珠的影响

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢