绝缘子在线监测.doc

西安工程大学本科毕业设计(论文) 1 第1章绪论 概述 引言输电线路的绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行。但沉积在绝缘子表面的固体、液体和气体微粒与雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的同时作用,将使绝缘子的电气强度大大降低,从而使输电线路和变电站的绝缘子不仅可能在过电压作用下发生闪络。更频繁的是在长期运行电压下发生污秽闪络,造成停电事故。为了提高绝缘子运行的可靠性,通常采用定期人工清扫。人工清扫基本为全计划方式,需要停电作业不仅消耗大量的人力、物力。而且由于缺乏绝缘子污秽程度的实时信息。计划式清扫不能做到杜绝事故的发生。许多污闪事故均在两次清扫之间发生。加强输电线路运行的现代化管理,进行线路防污闪在线监测,实现状态检修的要求已成为急待解决的课题。绝缘子污闪的最直接原因是表面泄漏电流急剧增大。泄漏电流是指在运行电压作用下污秽受潮时测得的流过绝缘子表面污层的电流,可通过测量泄漏电流的大小和变化来对绝缘子污秽进行判断。本文借助 GSM 网络,成功研制了新型输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统。对输电线路运行绝缘子串的泄漏电流、闪络脉冲、环境温湿度、风速、风向以及雨量等进行定时(20 分钟、40分钟等,用户可设定)监测,可随时提供线路绝缘子表面污湿状况和预报警服务。 污闪的危害污闪是区域性的问题,其显著特点是同时多点跳闸的几率高。绝缘愈低, 跳闸机率愈大,且重合成功率愈小。华北电网 1975-1985 年统计表明,输电线路污闪跳闸重合成功率为 27% 。 1996-1997 年,京、津、唐电网变电设备的几次污闪、重合也大都失败。重合不良则意味着存在永久性故障,而多点故障则意味着多处供电失去电源,甚至于会造成大面积的污闪事故。污闪的上述特点,是由其本身的特殊性造成的。一个大、中型变电站,对地的绝缘设备大约有几百支甚至上千支;而变电站的进线、出线也有几条至十几条,在周围几十或上百平方公里的地区;大气的污染几乎是相近的,雾、雪、毛毛雨等潮湿的气象条件也几乎是相同的。一旦一处污闪跳闸,则表明这个地区近西安工程大学本科毕业设计(论文) 2 乎相同的几百个或上千个绝缘子个体均处于临界污闪跳闸的状态。一处跳闸,重合闸动作,还会造成电网的振荡,是临近闪络设备又多承受一个操作过电压的作用,使设备处于更加不利的状态。特别是当较多设备的外绝缘抗污能力远低于实际污秽要求时,往往会造成区域性的大面积污闪事故。 1989 年末至 1990 年初, 全国若干个省市的大面积污闪的根本原因就是输电线路配置的外绝缘水平,相对于设备表面实际染污程度要求相差太多的缘故。污闪事故造成的电量损失,以及给国民经济带来的损失是十分惊人的。高压网运行故障多半是由于绝缘不良引起的,而高压网绝缘子是高压网绝缘的薄弱环节。绝缘子在运行中发生故障的类型很多。对电力系统影响较大,且比较频繁的事故是在运行电压下输变电设备绝缘子的污秽闪络事故,也叫污闪。污闪是由于绝缘子表面污湿状态达到一定程度,致使绝缘子表面泄漏电流过大,导致线路闪络的,是发生在高压线路和变电站的一种常见故障。随着环境污染的加剧、电力系统规模的不断扩大以及对供电可靠性的要求越来越高,防止污闪事故的发生已经成为十分重要的课题,我国跨省市的大面积污闪,引起了电力部门的高度重视,相关部门投入了大量人力、物力解决输变电设备的污闪问题,绝缘子工况的诊断技术也因此得到发展。在线监测将愈来愈成为预防性试验中的一个重要组成部分,它将在很多方面弥补仅靠定期停电预试的不足。近年来,国内外由于绝缘原因引起的电力系统大规模停电事故充分证明了在线监测的重要性。 当前防污闪工作的措施绝缘子的污闪是一个复杂的过程,通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展四个阶段。采取措施抑制或阻止其中任一阶段的发展和完成,都能防止污闪事故的发生。为了防止污闪,目前采取的措施主要有以下几种: 增加绝缘子串中绝缘子的数目,采用耐污绝缘子,在绝缘子表面涂憎水涂料,采用有机合成绝缘子或半导体釉绝缘子等等。这些措施对绝缘子进行定期清洗等各种措施在实际运行中都起到过积极作用。但以上这些防污闪措施,从根本上说都是被动的预防,不能掌握主动权,对减少污闪事故的效果都不是很理想。 绝缘子的污闪问题比较绝缘子发生故障的原因,对绝缘子危害最大的是污闪,以下对污闪放电西安工程大学本科毕业设计(论文) 3 特点,发生条件和数学模型进行研究,解释污闪放电对绝缘子的危害以及如何检测污闪。 绝缘子污闪放电特点在线运行的绝缘子,在适宜的大气环境中,在绝缘子表面会形成溶有可溶盐类的导电水膜,而且受绝缘子形状、尺寸的影响,绝缘子电流密度会不均,比较大的首先形成干燥带,由于干燥带的存在越发使得绝缘子表面电压分布