如果復(fù)合絕緣子變質(zhì)，則容易引起火花，跳閘，傳輸線脆性斷裂等，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。究了鞘與芯軸之間的碳化通道。限元法用于計算和分析復(fù)合絕緣碳化桿芯周圍的電場。立絕緣仿真模型。實驗室條件下，測量鞘管和心軸之間碳化通道的電場分布。真結(jié)果基本相同，驗證了理論計算的準(zhǔn)確性。

　　果表明，碳化通道扭曲了絕緣子鏈電場的空間分布，通道越靠近高壓端，畸變越明顯?；ǖ来┻^的絕緣裙的電場值增加。著中國電網(wǎng)的發(fā)展，復(fù)合絕緣子已廣泛應(yīng)用于輸電線路和變電站。復(fù)合絕緣子長時間處于工作狀態(tài)時，由于工作環(huán)境的變化，復(fù)合絕緣子會在不同程度上退化，例如，絕緣子裙邊損壞，棚棚老化，絕緣子被冰覆蓋，電纜絕緣子的連接被燒焦并絕緣。光燈等[1-4]?；瘜斉潆娋€路的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成巨大威脅。
　　了及時發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子的隱患，避免突發(fā)事故并提高電氣系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，有必要對復(fù)合絕緣子的退化進(jìn)行分類并準(zhǔn)確判斷其性能?；潭?，以確定復(fù)合絕緣子的劣化程度。形有多大，避免或減少了由復(fù)合絕緣子的劣化引起的損耗[5-10]。此，進(jìn)一步研究復(fù)合絕緣子的劣化具有重要意義。年來，許多研究人員對復(fù)合絕緣退化和退化檢測技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究。[11]中，ANSYS用于構(gòu)建一個500 kV AC線路隔離器的模型，以及在心軸表面存在氣隙時的電場分布。

　　

　　果表明，間隙處的畸變場強(qiáng)度不足以引起局部放電。是，當(dāng)濕氣進(jìn)入氣隙時，可能會發(fā)生局部放電。[12]中，結(jié)合模擬和實驗得出結(jié)論：沿鏈的電場分布特性是否可用于確定瓷懸鏈?zhǔn)欠癜踊慕^緣體。獻(xiàn)[13]提出了一種改進(jìn)的水?dāng)U散測試方法，作為檢測絕緣體缺陷的方法。[14]中，紅外熱像溫度監(jiān)測方法和熱激電流（TSC）檢測方法被用于檢測復(fù)合絕緣材料的老化，結(jié)論是該檢測方法具有效率和一定的優(yōu)勢。[15-16]中給出了一種基于電場測量方法和高頻實驗方法的復(fù)合絕緣子隱蔽缺陷的確定方法，電場檢測方法的靈敏度和探究了在工廠中試驗堅硬的新型絕緣子的必要性。而言之，研究人員先前的工作主要集中在尋找檢測退化的方法以及絕緣缺陷對沿鏈的電場分布的影響，但很少有人研究復(fù)合絕緣材料和護(hù)套之間的碳化通道。合絕緣芯棒和護(hù)套之間的粘結(jié)界面穿透絕緣體的兩端，并且是內(nèi)部絕緣體的組成部分。芯棒，硅橡膠包裹物和兩者的界面處，由于材料不良，密封性差和電場強(qiáng)度高，很可能會發(fā)生局部放電。電產(chǎn)生臭氧（O3），臭氧與空氣和水中的氮（N2）之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生硝酸，硝酸引起化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致形成芯軸上的碳化導(dǎo)電通道。外，局部高場強(qiáng)的長期影響將導(dǎo)致絕緣子護(hù)套，芯棒和金屬增強(qiáng)材料的局部放電，這反過來又會降低絕緣子的性能。離器會斷斷續(xù)續(xù)，影響傳輸線的安全。本文中，我們分析了這種退化對絕緣子沿鏈的電場分布的影響，并使用COMSOL軟件和絕緣子的電場對電場進(jìn)行了仿真。有碳化通道的絕緣是在實驗室條件下測量的。復(fù)合FXB2-110 / 100絕緣材料為研究對象，絕緣裙邊的數(shù)量為20，并在電路線上并排懸掛。110 kV復(fù)合絕緣的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1，絕緣模型是通用模型，表中的符號表示：F表示復(fù)合材料，X表示懸架，B表示彎曲損傷，W表示彎曲損傷雨傘尺寸（防污），無雨傘，對于110 kV為110，對于100 kN為100。

　　電線路的絕緣子鏈，鐵塔和分隔導(dǎo)體由三維開放場問題組成。傳統(tǒng)的二維和三維場模擬研究中，忽略了諸如鐵塔和電線等因素的影響，并且通常將軸對稱場用于模擬計算。而，隨著電壓水平的增加，諸如匝和線之類的不對稱因素對絕緣子鏈的表面電勢和電場分布的影響變得越來越明顯。此，使用COMSOL軟件構(gòu)建了一個三維電場計算模型，其中考慮了鐵塔，分開的電纜，連接配件和大地等因素。體模擬計算模型和惡化模型在圖2中示出。1.模型中材料的相對介電常數(shù)如表2所示。中鐵的介電常數(shù)為無窮大，為便于計算，假定值為1×1010。模擬計算中，將電線和絕緣體的高壓端連接的電位設(shè)置為89.8 kV 110 kV傳輸線的相電壓的峰值，并將該電位地面，塔架和塔架側(cè)配件設(shè)置為0，以確保在拆分網(wǎng)絡(luò)時精確計算。圖2所示，示出了在絕緣芯棒和傘裙套之間的界面處的碳化通道的電場分布云型?；ǖ涝诟邏憾烁浇?，并穿過兩個機(jī)庫?；ǖ滥M模型是圓柱形的，直徑為1 mm，長度為100 mm（長通道）。場分布云圖顯示，通道兩端的局部場強(qiáng)要大得多。3示出了在絕緣子列的不同位置處的碳化通道的電場的分布圖。緣子列的碳化通道位于高壓端（如圖2所示），另一個絕緣子列的碳化通道位于絕緣子的中間。了便于數(shù)據(jù)比較和分析，圖中還示出了完整絕緣子的電場分布圖，所有絕緣子的電場測量位置相同，測量線位于距中心軸25毫米處。據(jù)圖3所示的電場測量結(jié)果，絕緣子和在膠結(jié)表面上具有碳化通道的絕緣子沿導(dǎo)線的電場分布相同：場強(qiáng)分布極不均勻，局部磁場強(qiáng)度集中在高壓端附近，沿著導(dǎo)線到達(dá)絕緣子的中間。壓側(cè)附近的電場值迅速減小，電場強(qiáng)度略有增加，曲線在尾部略微倒置，電場在碳化通道的水平處變形，而電場的值在低壓區(qū)附近。個通道增加到與完整絕緣相同的位置?；ǖ栏拷邏憾说木植繄鲞_(dá)到180 kV / m，比同一位置的完整絕緣高80％?；ǖ赖碾妶鼍嚯x高壓端（絕緣子串的中部）更遠(yuǎn)。完整絕緣相比，變形非常低，變形僅約為5％?；ǖ赖拇嬖诘韧趯?dǎo)體引入靜電場，碳化通道的介電常數(shù)和相對電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于前兩種電介質(zhì)相對于硅橡膠和硅橡膠的兩個物理參數(shù)。玻璃卡盤。據(jù)電磁場工程原理：靜電場中存在導(dǎo)體時，導(dǎo)體等效于等電位體，導(dǎo)體表面為等電位面，導(dǎo)體周圍的電場線垂直因此，在導(dǎo)體表面上出現(xiàn)的電場線出現(xiàn)在通道的末端。集，即電場強(qiáng)度的現(xiàn)象。而，沿著鏈的電場的值離高壓端越遠(yuǎn)，碳化通道的準(zhǔn)電場相對于高壓端的畸變和遠(yuǎn)處電場的畸變就越大。比高壓端是弱的。4顯示了兩種具有不同碳化通道長度的絕緣子模型，這些通道位于絕緣子鏈的中間，圖4中的線表示電場。

　　碳化通道和長碳化通道。圖的曲線是計算電場時所走的線的位置。圖5中示出了針對不同長度的碳化通道的局部電場模擬計算的結(jié)果。5.碳化通道模擬模型是圓柱形的，直徑為1 mm，短通道長度為40 mm，通道長度為100 mm。前的計算表明，碳化通道的存在會增加通道附近的電場值。5所示的電場的測量結(jié)果比較了碳化通道的長度對電場畸變的影響。以看出，當(dāng)絕緣鏈中沒有碳化通道時，電場沿著鏈的分布曲線非常平滑，并且碳化通道的存在大大扭曲了分布。電場。論碳化通道長還是短，碳化通道附近的電場值相對于完整的絕緣體都會有很大的波動，并且電場的分布曲線會變得高低。絕緣體完好無損的情況下，電場穿過絕緣結(jié)構(gòu)時會迅速減小到最小，并在結(jié)構(gòu)磨損后突然增加。圖中所示的電場分布曲線中，人群中的電場值均小于5 kV / m。絕緣子列中有碳化通道的情況下，在集束中的電場值大于在完整的絕緣物中的電場值。
　　5中的曲線表明，與短碳化通道相鄰的上下兩個盆地中的電場值約為10 kV / m，長碳化通道交叉的兩個棚屋的電場值為。場為20 kV / m或更高。以看出，碳化通道的存在不僅增加了人群上方和下方的空氣中的電場值，而且還增加了硅橡膠棚中的電場值。橡膠復(fù)合絕緣子電場測試主要由單相（0至400 V）交流穩(wěn)壓器，單相升壓變壓器，電場測試控制臺，帶有GDC100光纖傳感器和單相交流分壓器。（1000：1的分壓比），DS1102數(shù)字示波器，數(shù)字萬用表，絕緣棒和絕緣接地棒。文中使用的電場測試傳感器是撲克纖維傳感器，它利用特殊的電光晶體的折射率隨施加的電場而變化的特性制造。試原理如圖6所示，由電光晶體和成對的光學(xué)器件組裝而成。電場強(qiáng)度或施加在晶體上的電壓發(fā)生變化時，沿著光纖驅(qū)動和發(fā)射的光的功率也會發(fā)生變化，因此可以用來測量空間電場強(qiáng)度或空間強(qiáng)度。加電壓。7顯示了一個用于測試地點的撲克光纖傳感器，可以看到在傳感器的末端有兩個探針，兩個探針之間的距離約為10 mm。探頭所在的空間中存在電場時，兩端的兩個探頭將具有電位差。用傳感器末端的兩個探針之間的電勢差將電壓施加到晶體上。個探頭之間的電容僅為5 pF，對電場影響很小。試原理：將光纖電場測試儀探頭安裝在絕緣棒頂部靠近隔離器的位置，使用電場控制臺調(diào)整電場測試儀探頭的位置并使用調(diào)壓器將升壓變壓器電壓提高到絕緣體電阻電壓。應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)字萬用表的刻度盤或由分壓器連接的單相穩(wěn)壓器讀取施加的測試電壓，而光纖電場測試儀的輸出電壓則由探頭讀取。錄數(shù)字示波器和硅樹脂復(fù)合絕緣的位置。錄電場并記錄其測量值。8是用于復(fù)合硅橡膠絕緣子的電場測試裝置的接線圖。了模擬絕緣子中心桿和護(hù)套之間的碳化通道，在實驗室中人工制作了絕緣樣品，即，制作了約1 mm的細(xì)線。過了幾間棚屋的根部。試了碳化通道沿絕緣子不同位置沿鏈的電場分布特性。9顯示了帶有碳化通道的人工絕緣的模型。了驗證模擬計算的準(zhǔn)確性，制造了兩種不同的人工模擬碳化通道的隔熱模型。了便于均勻表達(dá)，復(fù)合絕緣材料的傘裙從高壓側(cè)到低壓側(cè)依次編號，如圖1（b）所示。中，兩組絕緣子的碳化通道長度相同，不同之處在于，第一組模型的碳化通道在其高壓端進(jìn)入2?3號舵鞘。溫; 10號雨傘裙，如圖10所示，電纜在穿透碳化通道的絕緣晶片附近選擇了七個測量位置（A，B，C，D，E，F(xiàn)，G）電場強(qiáng)度。實驗室條件下，對兩組絕緣樣品測量了幾個電場值。個設(shè)備的測量點的電場值對應(yīng)于3次測量的平均值。
　　場測試的目的是驗證仿真計算的準(zhǔn)確性：每次絕緣子每次加壓到30 kV時。圖11和圖12中示出了在模型的測量點的位置處和在正常絕緣體的測量點的相同位置處的電場的電場比較結(jié)果。場在周圍空間中的分布，增加了通道附近的電場強(qiáng)度?；ǖ涝娇拷邏憾?，電場的畸變越大，距高壓端的距離越小，電場的畸變程度越低。著正常絕緣線的電場曲線是平滑的。絕緣芯的棒具有碳化通道時，靠近它的電場強(qiáng)度小于正常值。是，碳化通道頂部和底部的電場強(qiáng)度大于正常值。此，該結(jié)論可作為評估或檢測絕緣體碳化通道的依據(jù)。碳化通道進(jìn)入復(fù)合絕緣體的人群時，橫桿中的電場值也會增加。
　　本文轉(zhuǎn)載自
　　電纜 http://www.yidianyixin.cn