【摘要】：鑒于復合絕緣子在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用及其老化問題日益嚴重的現(xiàn)狀,其老化狀態(tài)評估變得尤為重要和迫切。一種精確、合理的老化狀態(tài)評估方法對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義�；诮^緣材料的電導特性分析在聚乙烯、聚酰亞胺等材料的老化狀態(tài)評估中得到了相應(yīng)的應(yīng)用,而其在復合絕緣子老化狀態(tài)評估中的應(yīng)用還未見報道,本文提出了基于硅橡膠材料電導電流測試的復合絕緣子老化狀態(tài)評估新方法,從理論上推導了該方法評估絕緣子老化狀態(tài)的可行性,并利用其分析了現(xiàn)場運行復合絕緣子的老化特性。以轉(zhuǎn)輪法人工加速老化試驗和現(xiàn)場運行的復合絕緣子為研究對象,對其進行了電導電流測試、憎水性測試、掃描電鏡分析及紅外光譜分析�；谌斯ぜ铀倮匣囼炛械慕^緣子,探究了基于電導電流測試評估其老化狀態(tài)的可行性;基于現(xiàn)場運行的復合絕緣子,探究了傘群位置、運行年限、環(huán)境污穢及運行電壓等級等因素對硅橡膠材料電導電流特性的影響規(guī)律。設(shè)計了絕緣材料的電導電流測量裝置,確定了試樣的尺寸參數(shù)及制備方案。對人工加速老化試驗中絕緣子的性能測試結(jié)果表明:未經(jīng)老化的試品電老化閾值在10 k V/mm左右,人工加速老化10000轉(zhuǎn)后的試品電老化閾值在8.0k V/mm左右,人工加速老化20000轉(zhuǎn)后的試品電老化閾值在6.5 k V/mm左右。加速老化時間越長、老化越嚴重的試樣,其電導電流數(shù)值越大、電老化閾值越低、陷阱能級越深。對現(xiàn)場運行的復合絕緣子老化特性研究結(jié)果表明:絕緣子串上場強分布高的位置、運行年限較長的絕緣子及運行地區(qū)環(huán)境污穢嚴重的絕緣子,其傘群材料的電老化閾值較低、電導電流較大,內(nèi)部陷阱數(shù)量較多;運行電壓等級對絕緣子老化程度的影響較小。電導電流測試與靜態(tài)接觸角測量、掃描電鏡分析及紅外光譜分析評估試樣的老化狀態(tài)評估具有高度的一致性。研究結(jié)果初步表明:基于材料電導電流測試得到的電老化閾值及其相關(guān)參數(shù)可以用來評估復合絕緣子的老化狀態(tài),能夠準確反映現(xiàn)場運行復合絕緣子的老化特性,電老化閾值成為復合絕緣子老化狀態(tài)評估的新判據(jù)是可能的。
[Abstract]:In view of the extensive application of composite insulators in power systems and the increasingly serious aging problem, the assessment of their aging status becomes particularly important and urgent. An accurate and reasonable method for evaluating the aging state is of great significance to the safe and stable operation of power system. The electrical conductivity analysis based on insulating material has been applied to the evaluation of aging state of polyethylene, polyimide and other materials, but its application in the assessment of aging state of composite insulators has not been reported. In this paper, a new method for evaluating the aging state of composite insulators based on conductivity current measurement of silicone rubber materials is proposed, and the feasibility of this method to evaluate the aging state of insulators is deduced theoretically. The aging characteristics of composite insulators in operation are analyzed. Taking the artificial accelerated aging test and the field operation of composite insulator as the research object, the conductance current, hydrophobicity, scanning electron microscope and infrared spectrum analysis of the composite insulator were studied. Based on the insulator in the artificial accelerated aging test, the feasibility of evaluating the aging state of the insulator based on the conductance current test is explored, and the location and running life of the umbrella group are explored based on the composite insulator operating in the field. The influence of environmental pollution and operating voltage on the conductivity characteristics of silicone rubber materials. The measuring device of conductance current of insulating material was designed, and the dimension parameters and preparation scheme of the sample were determined. The test results of the properties of the insulators in the artificial accelerated aging test show that the electrical aging threshold of the unaged samples is about 10 k V/mm, and the electrical aging threshold of the samples after 10000 cycles of artificial accelerated aging is about 8.0 k V/mm. The electrical aging threshold was about 6. 5 k V/mm after 20000 cycles of artificial accelerated aging. The longer the aging time is, the more serious the aging time is, the larger the conductivity current is, the lower the electric aging threshold is, and the deeper the trap level is. The aging characteristics of composite insulators in field operation are studied. The results show that when the insulator string has a high distribution of field strength, the insulator with long operating life and the insulator with serious environmental pollution in the operating area, the electrical aging threshold of the parachute group material is lower. The conductance current is larger and the number of internal traps is more, and the influence of operating voltage level on the aging degree of insulator is small. The measurement of conductance current is consistent with the static contact angle measurement, scanning electron microscope analysis and infrared spectrum analysis to evaluate the aging state of the sample. The results show that the electrical aging threshold and its related parameters can be used to evaluate the aging state of composite insulators and to accurately reflect the ageing characteristics of composite insulators in field operation. It is possible that the electrical aging threshold can be used as a new criterion for evaluating the aging state of composite insulators.
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM216

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本文編號：2285960