CN107544006A - 用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所设计的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法、它包括：步骤1：在极端气候环境实验室中对试验绝缘子模拟强风、沙尘和大温差试验，试验对象主要包括玻璃绝缘子、瓷绝缘子和复合绝缘子；步骤2：对试验绝缘子的机械特性进行分析，对试验绝缘子进行变形、撕裂以及磨损情况的分析。本发明综合考虑绝缘子的机械强度、电气特性以及污秽特性，并且模拟了强风、沙尘和大温差这些极端的环节，整个实验过程具有很好的合理性和全面性。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子选用技术领域，具体地指一种用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法。
技术背景
我国西北地区具有典型的强风、沙尘暴和大温差等极端气象环境，其中吐鲁番三十里风区及百里风区是750千伏线路通往哈密及内地的必经之路，年平均大风日超过100天，部分区段年平均大风大于8级天气的达到208天，最大风速60米/秒，强沙尘暴频发，且昼夜温差达40度之多，对西北电网高压输电设备的运行和维护工作带来了难以想象的困难和挑战。
极端环境气候下的输电线路绝缘子，无法通过仿真建模反映其真实的运行情况，也不具有可参考的经验，不能简单靠加大裕度来计算。极端环境区域输电线路绝缘子必须通过实物的试验研究，获得可供参考的科学依据，才具有一定的说服力。所以，一种有效的极端环境输电线路绝缘子选型方法尤为重要，经过层层筛选，选择出适应极端环境气候的绝缘子对输电线路的安全、稳定、可靠运行具有重要的指导意义。
传统的绝缘子选型方法虽然考虑了绝缘子的机械强度和电气特性，但对于极端环境能否可靠运行，并没有充分的验证性试验。同时，由于西北区域，强风沙尘大温差气候环境，日积月累，容易在绝缘子表面形成污秽，沙尘的磨损作用会进一步破坏绝缘子的憎水性，所以绝缘子的污秽特性也应作为一项考核指标。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，该实验方法为输电线路绝缘子选型提供了重要的依据，以该方法为依据选择的绝缘子能避免极端环境运行下输电线路绝缘子机械破损以及绝缘子的绝缘特性降低，防止输电线路发生严重的停电事故。
为实现此目的，本发明所设计的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于，它包括如下特征：
步骤1：在极端气候环境实验室中对试验绝缘子模拟强风、沙尘和大温差试验，试验对象主要包括玻璃绝缘子、瓷绝缘子和复合绝缘子；其中，该步骤主要是极端气候环境实验室的模拟强风环境通过风洞环境实现，风速在0～60m/s范围内可调，风洞出风口处安装供给沙尘的漏斗，通过风力的作用，模拟沙尘的扩散，漏斗与沙尘箱相连，沙尘箱备有0.1～0.2mm、0.3～0.4mm和0.5～0.6mm三种不同粒径的沙尘，大温差试验通过极端气候环境实验室内部的高低温试验箱实现，高低温试验箱通过加热系统和制冷系统实现绝缘子实验环境温度的控制变化，温度的控制变化范围为-40℃～50℃；
步骤2：采用如下方法对试验绝缘子的机械特性进行分析，对试验绝缘子进行变形、撕裂以及磨损情况的分析；
采用放大镜目测试验绝缘子端部和试验绝缘子中轴是否发生磨损、变形或者试验绝缘子伞裙是否发生撕裂，统计试验绝缘子发生形变的个数并且测量形变尺寸的大小；
采用如下方法对试验绝缘子的电气特性进行分析，针对绝缘子的绝缘特性进行检测，分析其工频耐压试验数据；
参照《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，试验绝缘子应按标准进行交流耐压试验，且应符合下列规定:
1、交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，为1分钟；
2、非标准电压等级的电气设备，其交流耐压试验电压值当没有规定时，根据本标准规定的相邻电压等级按比例采用插入法计算；
3、当采用的电气设备考虑海拔因素后，应在安装地点按实际使用的额定工作电压的试验标准进行；
确定试验电压等级后，即开始加压试验，统计实验绝缘子发生闪络的个数并拍摄绝缘子闪络的照片；
采用如下方法对试验绝缘子的污秽特性进行分析，根据其憎水性数据进行评估；
根据《GBT 24622-2009绝缘子表面湿润性测量导则》，基于实验绝缘子表面暴露于水雾中持续预设时间后的湿润响应，来评定绝缘子表面暴露在这种雾后的湿润性；
水雾的喷雾距离为15～35cm，水雾的喷雾持续时间20s～30s，在喷射结束后10s内完成实验绝缘子的湿润性测量。
本发明综合考虑绝缘子的机械强度、电气特性以及污秽特性，并且模拟了强风、沙尘和大温差这些极端的环节，整个实验过程具有很好的合理性和全面性(传统绝缘子选型较少考虑到沙尘天气，且未考虑到新疆极端环境大温差对绝缘子的影响)，以本发明的实验方法作为依据选取的绝缘子，能避免极端环境运行下输电线路绝缘子机械破损以及绝缘子的绝缘特性降低，防止因绝缘子故障导致的输电线路停电事故。
附图说明
图1为本发明的极端环境输电线路绝缘子选型实验框图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所述的一种用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，它包括如下特征：
步骤1：在极端气候环境实验室中对试验绝缘子模拟强风、沙尘和大温差试验，试验对象主要包括玻璃绝缘子、瓷绝缘子和复合绝缘子；其中，该步骤主要是极端气候环境实验室的模拟强风环境通过风洞环境实现，风速在0～60m/s范围内可调，风洞出风口处安装供给沙尘的漏斗，通过风力的作用，模拟沙尘的扩散，漏斗与沙尘箱相连，沙尘箱备有0.1～0.2mm、0.3～0.4mm和0.5～0.6mm三种不同粒径的沙尘，大温差试验通过极端气候环境实验室内部的高低温试验箱实现，高低温试验箱通过加热系统和制冷系统实现绝缘子实验环境温度的控制变化，温度的控制变化范围为-40℃～50℃；
步骤2：采用如下方法对试验绝缘子的机械特性进行分析，对试验绝缘子进行变形、撕裂以及磨损情况的分析；
采用放大镜目测试验绝缘子端部和试验绝缘子中轴是否发生磨损、变形或者试验绝缘子伞裙是否发生撕裂，统计试验绝缘子发生形变的个数并且测量形变尺寸的大小，与试验绝缘子编号相对应；
采用如下方法对试验绝缘子的电气特性进行分析，针对绝缘子的绝缘特性进行检测，分析其工频耐压试验数据；
参照《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，试验绝缘子应按标准进行交流耐压试验，且应符合下列规定:
1、交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，为1分钟；
2、非标准电压等级的电气设备，其交流耐压试验电压值当没有规定时，根据本标准规定的相邻电压等级按比例采用插入法计算；
3、当采用的电气设备考虑海拔因素后，应在安装地点按实际使用的额定工作电压的试验标准进行；
确定试验电压等级后，即开始加压试验，统计实验绝缘子发生闪络的个数并拍摄绝缘子闪络的照片，与试验绝缘子编号相对应；
采用如下方法对试验绝缘子的污秽特性进行分析，根据其憎水性数据进行评估；
根据《GBT 24622-2009绝缘子表面湿润性测量导则》，基于实验绝缘子表面暴露于水雾中持续预设时间后的湿润响应，来评定绝缘子表面暴露在这种雾后的湿润性；
水雾的喷雾距离为15～35cm，水雾的喷雾持续时间20s～30s，在喷射结束后10s内完成实验绝缘子的湿润性测量，测量方式应能保证能得到沿实验绝缘子轴向和周向的清晰湿润性变化图像。
技术人员根据上述三种特性试验数据分析，综合绝缘子发生形变的个数和测量形变尺寸的大小、绝缘子发生闪络的个数和拍摄绝缘子闪络的照片以及绝缘子湿润性(憎水性)等级，选择出具有抗机械形变、绝缘性能优良的输电线路绝缘子。
上述技术方案中，极端气候环境实验室内风速调节精度为1m/s。
上述技术方案中，所述极端气候环境实验室内温度的控制精度为±0.5℃，昼夜温度可调。
上述技术方案中，所述步骤2中，水雾的喷水量为10～30mL。
上述技术方案中，湿润性测量中喷雾后实验绝缘子表面的状态对应于7个湿润性(憎水性)等级(WC)中的一个，即为1和7之间的一个值，其值根据相应的湿润性等级的准则确定。
上述技术方案中，憎水性数据实现强风、沙尘和大温差极端环境下试验绝缘子的污秽特性分析，检测试验绝缘子迎风面和背风面的污秽情况分布，并通过盐密进行污秽分布试验。
上述技术方案中，变形、撕裂、磨损等情况分析主要实现强风、沙尘和大温差造成试验绝缘子损伤情况的统计分析。
沙尘容易产生强电场，引发线路连接设备表面磨损以及连接金具部件间的磨粒磨损。沙尘电场主要是由带电运动沙粒形成的，较小的沙粒容易通过摩擦带上负电荷，在线路设备附近形成了强电场环境；并且沙尘在风的作用下容易不断磨损连接设备表面，这加剧了疲劳磨损，增加了绝缘子表面的粗糙程度；
极端环境运行下，输电线路绝缘子不仅可能出现伞裙破损的现象，而且绝缘子端部金具和芯棒可能会受到磨损，其电气外绝缘特性会进一步下降，可参考相应的标准以及其耐受电压值，对其进行工频耐压试验。
上述技术方案中，憎水性数据分析主要实现强风、沙尘和大温差极端环境下试验绝缘子的污秽特性分析，检测试验绝缘子正面和背面的污秽情况分布，并通过盐密进行污秽分布试验。用普通的喷雾瓶，对绝缘子表面进行喷雾，喷雾结束后，依据GB/T 24622-2009标准的HC法对绝缘子的迎风面和背风面的憎水性进行测量。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于，它包括如下特征：
步骤1：在极端气候环境实验室中对试验绝缘子模拟强风、沙尘和大温差试验，试验对象主要包括玻璃绝缘子、瓷绝缘子和复合绝缘子；其中，该步骤主要是极端气候环境实验室的模拟强风环境通过风洞环境实现，风速在0～60m/s范围内可调，风洞出风口处安装供给沙尘的漏斗，通过风力的作用，模拟沙尘的扩散，漏斗与沙尘箱相连，沙尘箱备有0.1～0.2mm、0.3～0.4mm和0.5～0.6mm三种不同粒径的沙尘，大温差试验通过极端气候环境实验室内部的高低温试验箱实现，高低温试验箱通过加热系统和制冷系统实现绝缘子实验环境温度的控制变化，温度的控制变化范围为-40℃～50℃；
步骤2：采用如下方法对试验绝缘子的机械特性进行分析，对试验绝缘子进行变形、撕裂以及磨损情况的分析；
采用放大镜目测试验绝缘子端部和试验绝缘子中轴是否发生磨损、变形或者试验绝缘子伞裙是否发生撕裂，统计试验绝缘子发生形变的个数并且测量形变尺寸的大小；
采用如下方法对试验绝缘子的电气特性进行分析，针对绝缘子的绝缘特性进行检测，分析其工频耐压试验数据；
参照《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，试验绝缘子应按标准进行交流耐压试验，且应符合下列规定:
1、交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，为1分钟；
2、非标准电压等级的电气设备，其交流耐压试验电压值当没有规定时，根据本标准规定的相邻电压等级按比例采用插入法计算；
3、当采用的电气设备考虑海拔因素后，应在安装地点按实际使用的额定工作电压的试验标准进行；
确定试验电压等级后，即开始加压试验，统计实验绝缘子发生闪络的个数并拍摄绝缘子闪络的照片；
采用如下方法对试验绝缘子的污秽特性进行分析，根据其憎水性数据进行评估；
根据《GBT 24622-2009绝缘子表面湿润性测量导则》，基于实验绝缘子表面暴露于水雾中持续预设时间后的湿润响应，来评定绝缘子表面暴露在这种雾后的湿润性；
水雾的喷雾距离为15～35cm，水雾的喷雾持续时间20s～30s，在喷射结束后10s内完成实验绝缘子的湿润性测量。
2.根据权利要求1所述的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于：极端气候环境实验室内风速调节精度为1m/s。
3.根据权利要求1所述的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于：所述极端气候环境实验室内温度的控制精度为±0.5℃。
4.根据权利要求1所述的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于：所述步骤2中，水雾的喷水量为10～30mL。
5.根据权利要求1所述的用于强风沙尘大温差下输电线路绝缘子选型的实验方法，其特征在于：湿润性测量中喷雾后实验绝缘子表面的状态对应于7个湿润性等级中的一个。
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