220kV复合绝缘子带电作业临界条件及内部缺陷检测研究

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复合绝缘子相对于瓷、玻璃绝缘子具有质量小、强度高、耐污闪性能强、维护方便等突出优点,在电力系统内得到了广泛的应用。运行中发现以下几类故障:芯棒突然断裂、表面憎水性下降、内绝缘闪络和表面老化等。一般内绝缘导电通道缺陷难以从外观上发现,却是最危险的缺陷。在110kV~1000kV线路上的带电作业被普遍应用,由于复合绝缘子带电作业没有相关技术规范和检测方法及装置,含有缺陷绝缘子是否满足带电作业安全要求,主要通过外观检查来确定,而对于内部的导电性缺陷及其对作业间隙电气安全的影响则无法进行评估,给带电作业带来风险。因此本文重点探讨了内部导电通道缺陷对复合绝缘子带电作业的影响,一方面通过放电试验确定带电作业的临界条件,另一方面通过电场仿真探索导电通道缺陷的检测方法。通过放电试验,确定了220kV复合绝缘子带电作业的临界条件为:(1)当出现一段导电通道缺陷且与高压端等电位时,剩余良好绝缘长度不得小于:海拔高度为0m时,良好绝缘长度1.3m;海拔高度为1000m时,良好绝缘长度1.5m。(2)当导电通道处于悬浮电位时,缺陷距高压端0.4m时组合间隙的放电电压最低,组合间隙长度不得小于:海拔高度为0m时,组合间隙长度为1.5m;海拔高度为1000m时,组合间隙长度为1.7m。通过电场实测发现,缺陷的出现使等电位作业人员体表场强降低。在220k V输电线路开展带电作业时,带电作业人员穿戴Ⅰ型屏蔽服,可以满足我国国家标准GB6568.1-2000的规定。通过大量仿真计算工作,研究和总结了复合绝缘子出现较大导电通道缺陷时的电场变化特点,并据此提出了相应的缺陷检测方法,主要结论如下:(1)导电通道与高压端相连时,对复合绝缘子整串电场影响比较大,轴向电场曲线存在明显的“山峰”形状;根据轴向电场曲线最大值位置可以判断此种缺陷的长度,最大误差为半个伞裙距;(2)导电通道处于中间悬浮电位时,径向电场曲线和径向电场畸变量曲线对于该种缺陷反映明显,可以用于判断缺陷长度,最大误差为一个伞裙距;(3)存在两段导电通道缺陷时,若第一段与高压端相连,第二段处于悬浮电位,第一段可用轴向电场曲线检测,第二段可以用径向电场畸变量曲线或径向电场曲线检测;(4)当两段缺陷均处于悬浮电位,缺陷间隔5cm以下时,径向电场畸变量曲线和径向电场曲线都会将缺陷误判为一段;间隔5cm以上,15cm以下时,径向电场畸变量曲线可以区分两段缺陷,径向电场曲线仍会误判为一段;间隔15cm以上时,径向电场畸变量曲线和径向电场曲线都能区分出两段缺陷,判断出缺陷长度。
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