亚微秒脉冲下高梯度绝缘子的沿面闪络特性

介绍了一种由聚酰亚胺和不锈钢叠加而成的高梯度绝缘子的实验研究工作。该绝缘子样品的直径60 mm,厚度8 mm,在脉冲宽度120 ns(FWHM)的电压脉冲加载下最高获得了接近13 MV/m的绝缘强度。研究了测试方法以及绝缘层厚度与金属层厚度的比例对高梯度绝缘子绝缘强度的影响,并与相同尺寸的普通材料绝缘子的绝缘强度进行了对比。结果表明,高梯度绝缘子的绝缘强度明显高于仅由聚酰亚胺构成的普通绝缘子。

     

基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法

随着深度学习的快速发展,利用目标检测算法对航拍绝缘子图像进行缺陷检测成为绝缘子巡检的主要方式.针对传统目标检测算法对小目标的检测精度较低、特征图的表征能力较弱和提取的关键信息较少的问题,提出以YOLOv5l为基础网络的改进的基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法 AMF-YOLOv5l(Attention Mechanism and Multi-Scale Feature Fusion Based on YOLOv5l).首先,通过增加一个小目标检测头,提高模型对小目标的检测性能;然后,构造DSPP(Dilated Spatial Pyramid Pooling)模块,充分融合多尺度特征,增强特征图的表征能力;最后,引入CA(Coordinate Attention)注意力机制,使网络更加专注于关键信息.在航拍绝缘子数据集APID(Aerial Photographic Insulator Dataset)以及两个公共数据集PASCAL VOC和MS COCO上分别验证该方法的可行性.实验结果表明,在APID数据集中该方法的AP(Average Precision)比YOL...     

支柱瓷绝缘子表面裂纹应力强度因子的有限元分析

通过ANSYS实体建模方法创建了含半椭圆表面裂纹的支柱瓷绝缘子有限元模型,裂纹前缘采用三维20节点等参退化奇异单元模拟尖端的应力应变奇异性,利用1/4节点法计算了弯曲载荷作用下瓷绝缘子裂纹前沿的应力场强度因子,得出KI随裂纹尺寸、位置及载荷水平改变时的变化规律.计算结果表明:相同条件下,支柱下法兰口与底部第一伞裙之间的表面裂纹最深点具有最大的应力强度因子,且KI值随裂纹形状比的增大而减小,随裂纹深度及载荷的增大而增大.     

基于无人机巡检平台的劣化绝缘子带电检测技术

绝缘子是输电线路中起到机械支撑及电气连接的重要部件,一旦发生本体劣化,可能导致断串、绝缘失效等严重故障,对电网的稳定运行造成威胁。绝缘子串的空间电场曲线能够反映其绝缘性能,早期大多通过人工登塔操作检测仪器测量得到空间电场值,随着无人机技术的迅猛发展,搭载各类检测仪器的无人机在电力系统的应用越来越广泛。采用高集成度光学元件,设计完成小型化的空间电场传感器,分析了无人机介入对绝缘子原有空间电场的影响。搭建了包括机载端和地面端的无人机巡检平台,配套研制基于A/D转换模块和射频模块的电场信号无线传输装置,实现了无人机巡检平台电场测量信号在机载端与地面端的传输,并进行了复合绝缘子芯棒局部导通的带电检测试验。实验证明基于无人机巡检平台的电场测量系统能够检测出复合绝缘子芯棒导通缺陷。研究结果有利于推进无人机平台在绝缘子检测领域的应用。     

252kV紧凑型气体绝缘金属封闭输电线路三相盆式绝缘子结构综合优化

为均匀252kV紧凑型GIL三相盆式绝缘子表面电场和应力场分布,采用智能优化算法对其开展了综合优化研究。建立了三维有限元仿真计算模型,对3种结构三相盆式绝缘子的电场和应力场分布特性进行了比较,择优分析了典型结构参数对电场和应力场分布的影响规律。在此基础上,构建Bernstein方程描述绝缘子表面轮廓,讨论了相应的约束条件和简化方法,应用粒子群算法联合调用COMSOL及MATLAB实现了三相盆式绝缘子的智能结构优化。结果表明:与原始结构相比,优化后绝缘子表面合成场强、切向场强和第一主应力最大值分别下降了13.5%、16.0%、8.5%,均能满足控制值要求;不规则复杂轮廓优化方法能够有效改善252kV紧凑型GIL电场和应力场分布。研究结果可为252kV三相盆式绝缘子的结构设计与改进提供指导和参考。     

水泥污秽对复合绝缘子憎水性能的影响

本文针对水泥场附近的复合绝缘子污秽闪络产生的危害问题,提出了污秽闪络特性研究的重要性,并通过试验研究了NaC l(盐密)在一定情况下,不同水泥污秽(灰密)对复合绝缘子憎水性、憎水迁移性的影响。结果表明:在相同的迁移时间内,随着灰密的增加,污层表面的憎水性减弱,最终所达到的憎水性也略有下降;当灰密小于2 mg/cm2时,憎水迁移性受灰密的影响很小;当灰密4 mg/cm2时,迁移所需时间明显增大。     

复合支柱绝缘子在高海拔区直流污闪与污雨闪性能

为了系统研究复合支柱绝缘子在高海拔条件下的直流污闪和污雨闪性能,在海拔1.97 km的地区,对5种不同伞形参数的复合支柱绝缘子进行了人工污秽直流污闪和淋雨试验。试验结果表明:同等污秽条件下,污雨闪电压明显高于污闪电压。在一定范围内,伞形参数对电压的影响呈现出规律性:伞伸出增大,两种电压均增大;伞间距增大,污闪电压随之增大而污雨闪电压则先升后降;芯棒直径的增加会造成两种电压的降低。因此,高海拔地区直流变电站外绝缘设计可仅依据污闪特性进行配置,同时,合理地优化伞裙参数可提高污闪性能25%以上。     

长绝缘子串引弧间隙的最佳配置

国产玻璃绝缘子一般仅能耐受持续时间0.2秒、75千安以下的电弧电流。本文建议对无避雷线线路的长绝缘子串加装引弧间隙,以免其被电弧烧伤。从防雷角度考虑,220千伏大跨越高杆塔的绝缘子串的绝缘子数约为20个左右。本文用实验方法确定了这种绝缘子串的引弧间隙的最好形式和尺寸。最好的引弧间隙应遵守以下原则: 1.装引弧间隙的绝缘子串的最小冲击放电电压不应低于无间隙时的80％; 2.在所加电压的很大陡度范围内,放电总是从间隙一端出发,并终止于间隙的另一端; 3.电弧弧根不应接触绝缘子表面,但允许电弧通道的中间部分可以擦过绝缘子。     

真空表面的绝缘特性

绝缘子的真空表面绝缘特性研究真空下的高压沿绝缘子表面击穿物理过程，称真空表面闪络过程。影响该过程的因素主要包括绝缘材料结构、空间电场分布、表面处理方法、所加电压特征，脉冲宽度等。研究了真空表面闪络过程，有两类理论：二次电子发射崩溃和电子引发极化松弛。SEEA理论以绝缘子表面在电子轰击下发射二次电子为基础，包含了电子诱发脱附和脱附气体离子化，并且对闪络过程产生的影响等过程，对表面闪络现象进行了解释。     

云母/交联聚苯乙烯复合材料制备及沿面闪络性能

交联聚苯乙烯具有优异的电气性能、力学性能和可加工性能,已作为高压绝缘材料得到了重要应用。随着脉冲功率技术向小型化方向发展,对交联聚苯乙烯真空沿面闪络性能提出了更高要求。以苯乙烯为单体,二乙烯基苯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用超声波分散技术将不同质量分数的云母均匀分散于溶液体系中,通过原位自由基聚合制备出云母/交联聚苯乙烯复合材料。采用红外光谱、电子扫描显微镜等对材料组成和形貌进行了表征,采用短脉冲高压测试平台研究了云母对交联聚苯乙烯真空沿面闪络性能的影响。结果表明,当云母质量分数低于5%时,复合材料中云母为均匀分散状态,随着掺杂量进一步提升,出现了明显的团聚现象;当云母质量分数为3.5%~5%之间时,真空沿面闪络击穿电压和耐电寿命较交联聚苯乙烯得到了明显提升。