第1讲-污秽外绝缘问题概况
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
复合绝缘子 耐污闪性能好 重量轻，抢修方便 制造工艺简单 实现大吨位容易
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
运输损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件分析
恒定电压作用下不同污层电导率值γ对应的X--I关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件分析
在恒定电导率条件下不同电压值对应的X-I关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件的一些判据
• • • • • • • Ra=Rr Ra:单位长度电弧的电阻 Rr：单位长度剩余污层的电阻 Ea=Er Ea:电弧的电位梯度 Er：剩余污层电阻的单位梯度 dP/dx≥0
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子的种类和用途
• 优点
电瓷绝缘子 使用历史长，运行经验丰富 制造工艺成熟，耐老化 玻璃绝缘子 不用测零值 耐老化性能好
• 缺点
电瓷绝缘子 耐污闪性能差 有零值问题 玻璃绝缘子 耐污闪性能差 自爆碎玻璃 复合绝缘子 运行经验少 老化问题 脆断和不明原因闪络
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
受潮
自然界中最严重的润湿条件： • 雾（华北地区统计，76%的污闪发生在大雾气象条件） • 凝露（沙漠等温差较大地区的污闪，室内污闪） • 毛毛雨 • 大雨（自清洗和污雨闪） • 融雪（东北地区的粘雪） • 融冰 • 表面憎水性对润湿影响大
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
高电压外绝缘工程 第1讲
污秽外绝缘问题概况
王黎明 Wanglm@sz.tsinghua.edu.cn
y
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要讲述内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
• 表征绝缘子污秽程度的参数：
等值附盐密度（ESDD); 污层电导率; 局部表面电导率; 泄漏电流(饱和和非饱和受潮）; 积尘密度; 污液电导率; 污闪电压与污闪梯度.
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
本课程主要内容
• • • • • • • • • • • • （1）污秽外绝缘问题概况 （2）绝缘子的设计与制造 （3）绝缘材料沿面染污放电特性及机理 （4）绝缘子积污特性 （5）绝缘子湿润特性 （6）绝缘子染污放电特性（悬式、支柱） （7）污秽绝缘子的在线监测 （8）直流线路绝缘子的锈蚀问题 （9）复合绝缘子的老化及缺陷诊断 （10）雾霾条件下的外绝缘问题 （11）污秽对输电线路电磁环境影响的问题 （12）外绝缘的工程设计
绝缘子的种类和用途
套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
使用要求
• 电气性能 耐受运行电压（脏污、覆冰 等各种气象条件） 耐受雷电过电压 耐受操作过电压 • 机械性能 （悬式、耐张、支柱、横担 ）有不同性能要求 • 耐老化性能
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
1981-1990
我国污闪事故（输电线路1907次，变电设备695次）
1996-1997
华东、华中、西北、华北等地大面积污闪，导致26串绝缘 子断串，23起导线落地事故
2001年初
河南、华北、辽宁等地大面积污闪，线路停电238条，变 电站停电34座，972次
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三类绝缘子优缺点比较
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
外力破坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
现场使用损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
现场使用损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
复合绝缘子损坏
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2002年2月底，因浓雾发生的污闪事故造成了沈阳石蜡化工 有限公司220kV供电系统崩溃，公司66kV及以下供电系统随之 严重波动和崩溃。 2003年11月3日和6日浙江500kV秦王5415线19号塔(双串)连 续发生2 次污闪，11月6日500kV瓶乔5411线126号塔(双串)发 生污闪。
线路悬式绝缘子
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
长棒型绝缘子
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪现象
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2008年台风“鹦鹉” 期间220千伏风田站设备爬电照片
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
局部电弧的产生
• 污层中的电解质成分溶于水中，形成导电的水膜; • 泄漏电流的热效应，在电流密度大的部位先形成干区;
• 电位按电阻分布，在干区两端的电位差大，当超过空气的击穿 场强，形成跨越干区的局部电弧放电; • 这种局部电弧放电是间歇的、不稳定的，可持续相当长时间; • 放电现象和泄漏电流存在对应关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪事故危害
污闪事故会造成长时间、大面积停电
1971-1980
我国污闪事故（输电线路1126次，变电设备761次）
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
积污
• 风力（工业污染扩散可达20-30km)， （上、下表面， 迎风面、背风面）； • 重力； • 电场力：高压端积污严重，直流比交流积污严重； • 绝缘子形状的影响（钟罩型、双伞型）。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪放电的特点
• 污闪放电是涉及电、热、力学、化学现象的复杂变化 过程，宏观上可分为4个阶段： （1）绝缘子表面的积污； （2）绝缘子表面的润湿； （3）局部放电及局部电弧的产生； （4）局部电弧的发展，完成闪络。
• 机械强度下降 • 界面击穿和芯棒脆断 • 硅橡胶表面性能的劣化
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
复合绝缘子损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
悬式盘型绝缘子的零值问题
• 什么是零值绝缘子 • 零值产生的原因 • 零值绝缘子的危害 • 为什么有零值的绝缘子 串雷击闪络会掉串 • 为什么有零值的玻璃绝 缘子串掉串概率小
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
• 用途：机械上连接，电气上绝缘 • 种类：盘型悬式绝缘子 棒形悬式绝缘子 针式绝缘子 横担绝缘子 电站支持绝缘子 瓷套 套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
染污放电问题的简单探讨
• 静电力牵引 E=El-Ea E:电弧端部的场强 El：污层的电场强度 Ea：电弧的电场强度 • 电弧端部的热电离
• Ea El的方向相同，电弧只受 纵向力的作用 • Ea El的方向不同，电弧也会 横向运动 • Ea El的方向相同、大小相等 ，不受静电力作用，只有热 浮力作用 • 在污闪的临界时刻，电弧的 温度高达10000-14000k,Na原 子处于全电离状态，导致闪 络的完成。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
43
2004年9月23日至2005年1月30日，广东省因积污期长达 129天，再加上连续出现的雾霾天气，以致广东电网连续发 生污闪跳闸事故；截止2005年1月31日，12条500kV线路 的20基杆塔发生56条次污闪跳闸，5条220kV线路的5基杆 塔发生9条次污闪。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
染污放电问题的简单探讨
• 有人利用模型试验，证实 确实存在牵引电弧移动的 静电力，同时存在其它的 击穿机理，外加电压和闪 络时间的关系出现不连续 ，上半部代表静电力牵引 电弧造成的闪络，下半部 闪络时间极短，是电击穿 过程。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
污秽程度的检测方法
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2005年07月26日，乌海地区出现了罕见的雷暴雨，降雨量 达到23.9mm/d，特殊的气象条件诱发了乌海电业局顺达220 kV变电站支柱绝缘子发生污闪跳闸事故。 2006年1月27日、2月2日、2月6日，华北地区出现浓雾天气 ，造成朔黄铁路肃黄段河间——李天木区间接触网棒式绝缘 子大面积污闪跳闸。 2007年8月至2009年1月陇海线邵岗集站、新月线焦作—— 柏山区间接触网棒式绝缘子发生了4次大面积连续污闪跳闸， 导致长时间供电中断。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
放电现象和泄漏电流的关系（以XWP-7为例)
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
局部电弧的发展
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
复合绝缘子 耐污闪性能好 重量轻，抢修方便 制造工艺简单 实现大吨位容易
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
运输损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件分析
恒定电压作用下不同污层电导率值γ对应的X--I关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件分析
在恒定电导率条件下不同电压值对应的X-I关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
临界污闪条件的一些判据
• • • • • • • Ra=Rr Ra:单位长度电弧的电阻 Rr：单位长度剩余污层的电阻 Ea=Er Ea:电弧的电位梯度 Er：剩余污层电阻的单位梯度 dP/dx≥0
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子的种类和用途
• 优点
电瓷绝缘子 使用历史长，运行经验丰富 制造工艺成熟，耐老化 玻璃绝缘子 不用测零值 耐老化性能好
• 缺点
电瓷绝缘子 耐污闪性能差 有零值问题 玻璃绝缘子 耐污闪性能差 自爆碎玻璃 复合绝缘子 运行经验少 老化问题 脆断和不明原因闪络
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
受潮
自然界中最严重的润湿条件： • 雾（华北地区统计，76%的污闪发生在大雾气象条件） • 凝露（沙漠等温差较大地区的污闪，室内污闪） • 毛毛雨 • 大雨（自清洗和污雨闪） • 融雪（东北地区的粘雪） • 融冰 • 表面憎水性对润湿影响大
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
高电压外绝缘工程 第1讲
污秽外绝缘问题概况
王黎明 Wanglm@sz.tsinghua.edu.cn
y
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要讲述内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
• 表征绝缘子污秽程度的参数：
等值附盐密度（ESDD); 污层电导率; 局部表面电导率; 泄漏电流(饱和和非饱和受潮）; 积尘密度; 污液电导率; 污闪电压与污闪梯度.
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
本课程主要内容
• • • • • • • • • • • • （1）污秽外绝缘问题概况 （2）绝缘子的设计与制造 （3）绝缘材料沿面染污放电特性及机理 （4）绝缘子积污特性 （5）绝缘子湿润特性 （6）绝缘子染污放电特性（悬式、支柱） （7）污秽绝缘子的在线监测 （8）直流线路绝缘子的锈蚀问题 （9）复合绝缘子的老化及缺陷诊断 （10）雾霾条件下的外绝缘问题 （11）污秽对输电线路电磁环境影响的问题 （12）外绝缘的工程设计
绝缘子的种类和用途
套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
使用要求
• 电气性能 耐受运行电压（脏污、覆冰 等各种气象条件） 耐受雷电过电压 耐受操作过电压 • 机械性能 （悬式、耐张、支柱、横担 ）有不同性能要求 • 耐老化性能
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
1981-1990
我国污闪事故（输电线路1907次，变电设备695次）
1996-1997
华东、华中、西北、华北等地大面积污闪，导致26串绝缘 子断串，23起导线落地事故
2001年初
河南、华北、辽宁等地大面积污闪，线路停电238条，变 电站停电34座，972次
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三类绝缘子优缺点比较
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
外力破坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
现场使用损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
现场使用损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
复合绝缘子损坏
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2002年2月底，因浓雾发生的污闪事故造成了沈阳石蜡化工 有限公司220kV供电系统崩溃，公司66kV及以下供电系统随之 严重波动和崩溃。 2003年11月3日和6日浙江500kV秦王5415线19号塔(双串)连 续发生2 次污闪，11月6日500kV瓶乔5411线126号塔(双串)发 生污闪。
线路悬式绝缘子
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
长棒型绝缘子
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪现象
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2008年台风“鹦鹉” 期间220千伏风田站设备爬电照片
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
局部电弧的产生
• 污层中的电解质成分溶于水中，形成导电的水膜; • 泄漏电流的热效应，在电流密度大的部位先形成干区;
• 电位按电阻分布，在干区两端的电位差大，当超过空气的击穿 场强，形成跨越干区的局部电弧放电; • 这种局部电弧放电是间歇的、不稳定的，可持续相当长时间; • 放电现象和泄漏电流存在对应关系
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子种类及用途
绝缘子损坏事故
绝缘子污秽闪络问题
本课程主要内容
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪事故危害
污闪事故会造成长时间、大面积停电
1971-1980
我国污闪事故（输电线路1126次，变电设备761次）
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
积污
• 风力（工业污染扩散可达20-30km)， （上、下表面， 迎风面、背风面）； • 重力； • 电场力：高压端积污严重，直流比交流积污严重； • 绝缘子形状的影响（钟罩型、双伞型）。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
污闪放电的特点
• 污闪放电是涉及电、热、力学、化学现象的复杂变化 过程，宏观上可分为4个阶段： （1）绝缘子表面的积污； （2）绝缘子表面的润湿； （3）局部放电及局部电弧的产生； （4）局部电弧的发展，完成闪络。
• 机械强度下降 • 界面击穿和芯棒脆断 • 硅橡胶表面性能的劣化
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子损坏事故
复合绝缘子损坏
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
悬式盘型绝缘子的零值问题
• 什么是零值绝缘子 • 零值产生的原因 • 零值绝缘子的危害 • 为什么有零值的绝缘子 串雷击闪络会掉串 • 为什么有零值的玻璃绝 缘子串掉串概率小
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
• 用途：机械上连接，电气上绝缘 • 种类：盘型悬式绝缘子 棒形悬式绝缘子 针式绝缘子 横担绝缘子 电站支持绝缘子 瓷套 套管
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室 深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
绝缘子的种类和用途
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
染污放电问题的简单探讨
• 静电力牵引 E=El-Ea E:电弧端部的场强 El：污层的电场强度 Ea：电弧的电场强度 • 电弧端部的热电离
• Ea El的方向相同，电弧只受 纵向力的作用 • Ea El的方向不同，电弧也会 横向运动 • Ea El的方向相同、大小相等 ，不受静电力作用，只有热 浮力作用 • 在污闪的临界时刻，电弧的 温度高达10000-14000k,Na原 子处于全电离状态，导致闪 络的完成。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
43
2004年9月23日至2005年1月30日，广东省因积污期长达 129天，再加上连续出现的雾霾天气，以致广东电网连续发 生污闪跳闸事故；截止2005年1月31日，12条500kV线路 的20基杆塔发生56条次污闪跳闸，5条220kV线路的5基杆 塔发生9条次污闪。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
染污放电问题的简单探讨
• 有人利用模型试验，证实 确实存在牵引电弧移动的 静电力，同时存在其它的 击穿机理，外加电压和闪 络时间的关系出现不连续 ，上半部代表静电力牵引 电弧造成的闪络，下半部 闪络时间极短，是电击穿 过程。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
污秽程度的检测方法
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
2005年07月26日，乌海地区出现了罕见的雷暴雨，降雨量 达到23.9mm/d，特殊的气象条件诱发了乌海电业局顺达220 kV变电站支柱绝缘子发生污闪跳闸事故。 2006年1月27日、2月2日、2月6日，华北地区出现浓雾天气 ，造成朔黄铁路肃黄段河间——李天木区间接触网棒式绝缘 子大面积污闪跳闸。 2007年8月至2009年1月陇海线邵岗集站、新月线焦作—— 柏山区间接触网棒式绝缘子发生了4次大面积连续污闪跳闸， 导致长时间供电中断。
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
放电现象和泄漏电流的关系（以XWP-7为例)
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室
三类绝缘子优缺点比较
绝缘子污秽闪络问题
局部电弧的发展
深圳研究生院 能源与电工新技术实验室