瓷和复合绝缘子污湿环境下泄漏电流特性研究

主要内容背景及研究现状实验方法及过程离散小波变换简介闪络发展过程实验结果分析电弧发展的过程中的高频成分分析结论文章简介研究对象污湿环境中绝缘子泄漏电流时频特性DWT相角特性FFT结论研究背景瓷绝缘子长期以来在电力系统中发挥了重要作用复合绝缘子由于其出色的防污能力，近年来也得到广泛的应用瓷绝缘子表面积污；复合绝缘子表面性能退化潮湿环境中，泄漏电流增大，产生局部电弧局部电弧逐渐发展，以致发生闪络在线监测等值盐密法表面电阻法能做到将绝缘子表面放电和电晕放电分离用于测量非瓷绝缘子表面退化费时费力，而且难以实现自动化测量研究现状复合绝缘子憎水性研究现状复合绝缘子优异的防污能力源于材料的憎水性以及憎水性迁移特性憎水性测量采用静态接触角法及HC分级法，现场不具备测量条件憎水性在时间和污秽的双重作用下逐渐下降Que等人提出相位角可以用来判别绝缘子表面退化和污秽度泄漏电流（LC）容易获取，真实直接的反应了绝缘子表面的放电情况。Suda&Kumagai认为泄漏电流成分随时间的变化可以用来表征绝缘子表面状态Ugur对泄漏电流进行FFT分析，提出可以用神经网络来分析泄漏电流与绝缘子表面状态的关系泄漏电流研究的意义本文研究的内容泄漏电流相位角与绝缘子表面污秽度和湿度间的关系绝缘子表面状况泄漏电流谐波与绝缘子表面污秽度和湿度间的关系FFTDWT实验装置示意图实验对象实验内容洁净绝缘子改变相对湿度固定盐密0.06改变相对湿度100%相对湿度改变盐密•实验条件单片盘式瓷绝缘子和硅橡胶绝缘子绝缘子试样加有效值为11kV的交流电压分析方法简介离散小波变换能够有效的分析泄漏电流的时频特性，得出绝缘结构的重要特性。其表达式由下式给出：其中Ψ(t)选取Daubechies4波函数，将泄漏电流按频率分成7部分。分析方法简介实验结果及分析洁净干燥绝缘子表面泄漏电流特点•泄漏电流小•谐波成分大•无明显放电洁净干燥绝缘子表面泄漏电流谐波分析轻度污秽，湿度100%时泄漏电流及频谱分析特点•泄漏电流小•谐波成分大•无明显放电短时放电持续电弧短时放电放电持续小于1个周期持续电弧放电持续5~20个周期短时放电随着污秽度的增加，有明显可见的放电，放电持续不超过一个周期，三次谐波呈上升趋势持续电弧时候的电流泄漏电流波形更接近正弦波，幅值增大，高频成分减小实验结果分析Gorur&Jayaram等人指出三次谐波与绝缘子表面放电有密切关系本文研究表明，短时间放电时，DR增加，持续电弧时DR下降不同类型LC的畸变率（DR）多次实验，取置信区间为95%，图中圆圈是平均值泄漏电流相角特性使用FFT分析了5个周期的泄漏电流洁净干燥绝缘子时，绝缘子呈阻容特性，泄露电流超前电压一定约70°干燥污秽绝缘子类似，电流幅值小于1mA湿润的轻度污秽绝缘子表面电阻下降，泄漏电流幅值增加，相位角减小ContentTitle•湿润的重污秽情况下，绝缘子呈电阻特性，•短时放电和持续放电时，相位角在5~15°之间•难以通过相位角区分短时放电和持续放电※相位角可以区分干燥的和湿润的绝缘子※上图为不同类型的泄漏电流的相位角，圆圈是平均值，置信区间为95%。洁净的瓷和复合绝缘子，泄漏电流的DR值在45~55%间瓷和复合绝缘子LCDR特性对比DBCA干燥瓷绝缘子干燥复合绝缘子湿润瓷绝缘子湿润复合绝缘子瓷和复合绝缘子LC相角特性对比DBCA干燥瓷绝缘子干燥复合绝缘子湿润瓷绝缘子湿润复合绝缘子洁净的瓷和复合绝缘子，呈阻容特性，LC相位角在70°附近复合绝缘子相位角大于瓷绝缘子湿度小于70%时，没有明显放电幅值上升明显，相位角比洁净绝缘子小固定盐密0.06mg/cm2，改变湿度•(a)(f)-60%•(b)(g)-70%复合绝缘子相位角大于瓷绝缘子复合绝缘子湿度超过90%时，只有少量短时放电，未见明显持续电弧湿度超过80%时，瓷绝缘子可见短时放电；湿度超过90%时，可见持续电弧固定盐密0.06mg/cm2，改变湿度•(c)(h)-80%•(d)(i)-90%•(e)(j)-100%固定盐密(0.06mg/cm2)，改变湿度60%70%80%90%100%瓷绝缘子相位角小于复合绝缘子相对湿度超过80%时，瓷绝缘子LC相位角小于40°相位角不能区分出是短时放电还是持续电弧固定湿度(98%)，改变盐密随着盐密增加，短时放电和持续电弧增多，DR分析可以看出这种趋势DR分析显示，即使在重度污秽下，复合绝缘子上也未出现持续电弧污秽越重，DR分析的结果越分散，短时放电和持续电弧同时出现00.060.080.120.2500.060.080.120.25固定湿度(98%)，改变盐密复合绝缘子上出现的放电比瓷绝缘子上出现的放电少相位角无法区别短时放电和持续放电瓷和复合绝缘子泄漏电流对比保持盐密恒定，逐渐增加湿度，瓷（左图）和复合（右图）绝缘子上泄漏电流变化的比较电弧出现•D5、D6增加•D3、D4减小•D3、D4增加•D5、D6减小•D5、D6增加•D3、D4减小干燥带电弧出现结论123绝缘子泄漏电流的谐波成分与表面状况有密切关系泄漏电流相角特性能够表明绝缘子表面湿润情况，但不能判别放电类型推荐使用STD-MRA谐波畸变率法来分析室外绝缘子污秽程度ThankYou!