基于动态水滴试验的电力复合绝缘子憎水性研究

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1、第26卷第4期电力科学与工程VoJ．26．No．42010年4月ElectricPowerScienceandEngineeringApr．，2010基于动态水滴试验的电力复合绝缘子憎水性研究王永辉，黄艳丽，刘彦垓(许继集团许继电子有限公司，河南许昌461000)摘要：利用动态水滴实验对不同老化程度的硅橡胶绝缘子的憎水性进行了评估。针对电流信号包络线的脉冲个数、均值、标准方差、峰度和偏度等5个因素，对泄露电流进行了分析，找出了复合绝缘子表面憎水性与泄露电流之间的关系。结果表明，泄露电流的特性对复合绝缘子憎水性的变化很敏感。关键词：复合绝缘子；

2、憎水性；泄露电流中图分类号：TM216文献标识码：A的不足，许多研究人员尝试了应用数字图像分析0引言技术来判断憎水性等级。文献[3]尝试通过计算绝缘子喷水图像的灰度信息熵来表征憎水性等级；当前使用的复合绝缘子主要是硅橡胶合成绝但是由于受到现场绝缘子表面污秽及周围光源的缘子，硅橡胶复合绝缘子良好的耐污能力来源于不均匀性及不确定性等因素的影响，这种方法难其硅橡胶外绝缘良好的憎水性和独特的憎水性迁以应用于实际J。文献[5]则通过计算绝缘子喷移性。然而，运行经验也表明，运行中的复合绝水图像中水珠的形状因子来表征憎水性等级，但缘子由于受污秽、潮湿、放电

3、等因素的影响，其其只能对绝缘子表面的憎水性状态进行定性描述，憎水性存在下降甚至丧失的可能。憎水性的严重分级粗糙。国内外的一些学者尝试通过运用图像下降将导致复合绝缘子污闪电压的显著下降，从分析的方法来客观判断绝缘子的憎水性，根据水而威胁系统的安全运行。因此，对复合绝缘子的珠图像和水迹图像的不同特点，采用不同的滤波憎水性能的检测是十分必要的。方法处理水珠和水迹图像，然后用基于熵的自动测量绝缘表面的憎水性有3种方法：接触角阀值法进行分割，最后，用二值形态重构运算提方法、表面张力法和表面喷水法。与接触角法和取主要区域。试验表明，该算法适用性强，简单，

4、表面张力法相比，表面喷水法操作简单，对检测能较准确地实现憎水性图像的分割J。但这些方装备要求低，而且还可以检测污染的绝缘表面。法对于复合绝缘子憎水性等级判决效果并不好。测量复合绝缘子憎水性的喷水分级法⋯(hydro-本文以动态水珠试验中泄露电流为分析对象，phobicclass，HC)是由瑞典输配电研究所(the在合理假设基础上，重点讨论了在复合绝缘子表SwedishTransmissionResearchInstitute，STRI)提面憎水性不同的情况下，泄露电流的脉冲个数、出的。表面喷水法是按一定规范在绝缘表面喷水，均值、方差、峰度、偏

5、度等5个因素所表现出来在根据绝缘表面的水滴形状和水滴分布情况把憎的不同特征。试验表明，该方法能够客观、准确水性分为HC1～HC7共7个等级，HC1级和HC7的区分出绝缘子表面的憎水性状况，这就为憎水级分别对应憎水性最强和最差的状态。该方法操性等级评定的准确性提供了保证。作简单，检测时用普通喷壶对试品喷洒水雾，观测水分在试验品表面的分布情况，然后有人工通1试验安排过与每一等级的典型图的目测比较来确定憎水性等级。由于人的主观性，这种目测鉴定的结果不图1所示为3种不同老化程度的硅橡胶样品，可避免的会出现不一致J。为了弥补喷水分级法用静态接触角法来判

6、断它们的老化程度。图1收稿日期：2010—01—20。作者简介：王永辉(1972一)，男，工程师，从事电力系统的检测和设计，E—mail：yonghuiw@xjgc．con。第4期王永辉，等基于动态水滴试验的电力复合绝缘子憎水性研究29(a)表示硅橡胶样品憎水性良好；(b)表示硅橡线如图3。以下所有波形图均为一滴水滴落过程胶样品憎水性部分丧失；(c)表示硅橡胶样品憎中泄露电流波形分析图。×10—3水性完全丧失。圈露■(a)(b)(c)图1实验样品Fig．1Experimentalsamples}电路如图2所示，试验样品为硅橡胶，放在倾角为60

7、。的绝缘板上间隔50mm的两铜电极之间，电极模型为板一板型。样品的尺寸为80×40×5mm。水滴是导电率为3±0．2ms／era的＼箍NaC1溶液，NaC1溶液从上端高压端沿样品表面流《＼箍锄下，流到下端低压端并收集起来。在不施加电压987654321O的情况下，滴水频率约为12±1~／min。加压前滴水5min，然后开始加压。通过变压器把频率为50Hz的工频交流电压升至有效值为5kV的电压，将其通过一个15kll的水泥保护电阻接至上高压端电极，低压端电极接测量电路(采样电路，采样频率为22kHz)。同时通过示波器记录水泥电阻两端的电流波形，

8、用高速相机拍下滴水和放电过程。＼箍《瓣zz中5~nL~-_13f／sfc)图3包络线提取结果Fig．3Extractionoftheresultsofenvelop