[发明专利]直流输电线路绝缘子金具直流电场腐蚀实验系统及方法

说明书

本发明公开了直流输电线路绝缘子金具直流电场腐蚀实验系统及方法，所述系统包括：盐雾室、高压直流实验电源、直流电流测量装置、绝缘子姿态控制支架、悬挂支架、空间电场控制电极、辅助绝缘子；解决了现有测试系统无法模拟绝缘子的实际运行环境的技术问题，实现了对测试时对被测绝缘子的姿态和所处电场环境的模拟，结合仿真得到的绝缘子串中各绝缘子实际承受电压，实现了在测试时被测绝缘子所处环境与实际绝缘子串中绝缘子环境一致，以及研究空间电场对绝缘子金具腐蚀影响的技术效果。

技术领域

本发明涉及绝缘子实验领域，具体地，涉及直流输电线路绝缘子金具直流电场腐蚀实验系统及方法。

背景技术

随着国家经济的不断发展，全国用电量逐年攀升。我国能源大多分布在西部地区，而用电需求较大的城市则在沿海一带。超特高压直流输电具有传输容量大、传输距离远、线路损耗小等优点，因此，直流输电在电力系统中得到广泛应用和发展。到目前为止，我国已经成为直流输电规模最大的国家。

随着超特高压直流输电工程在各省范围内建成投运，绝缘子金具的腐蚀是一个亟待解决的问题。上世纪五十年代，发现绝缘子钢脚有腐蚀现象，近几年发现在已投入运行的超特高压直流输电线路中钢帽也有腐蚀现象。目前国内外学者对绝缘子串泄漏电流开展了大量的试验研究，如采用分形理论对绝缘子泄漏电流进行了研究，提取了预测污闪的特征量；通过实验研究了绝缘子泄漏电流与污秽之间的关系；分析了绝缘子不同运行状态下泄漏电流的相位特征；建立了绝缘子泄漏电流与温湿度之间关系的数学模型；采用数学统计规律计算绝缘子金具腐蚀量，从而推导了总的腐蚀电流量。

上述研究均是将绝缘子串泄漏电流作为一个整体参数，绝缘子的泄漏电流与其两端的电压及其分布电导有关，可分为通过绝缘子表面的沿面泄漏电流和通过空气传播的空间泄漏电流，这两个分量受绝缘子承受的电压影响，还受到天气的影响。此外，绝缘子的空间姿态也对其金具腐蚀有较大的影响。

目前对绝缘子金具的直流腐蚀测量系统均只测试沿面泄漏电流的腐蚀，没有模拟绝缘子所承受的实际电压和电场的影响，也没有对绝缘子的姿态进行控制，因此无法很好模拟绝缘子的实际运行环境。

发明内容

本发明提供了直流输电线路绝缘子金具直流电场腐蚀实验系统及方法，解决了现有测试系统无法模拟绝缘子的实际运行环境的技术问题，实现了对测试时对被测绝缘子的姿态和所处电场环境的模拟，结合仿真得到的绝缘子串中各绝缘子实际承受电压，实现了在测试时被测绝缘子所处环境与实际绝缘子串中绝缘子环境一致，以及研究空间电场对绝缘子金具腐蚀影响的技术效果。

本发明通过研究直流输电线路绝缘子金具腐蚀的机理和影响因素，发明了一种研究绝缘子表面的沿面泄漏电流和通过空气传播的空间泄漏电流对绝缘子金具腐蚀的影响实验系统及方法，以及研究绝缘子倾角对其金具腐蚀的实验系统及方法。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种直流输电线路绝缘子金具直流电场腐蚀的实验系统：

本申请中的系统包括盐雾室、高压直流实验电源、直流电流测量装置、绝缘子姿态控制支架、空间电场控制电极和辅助绝缘子；

盐雾室用于提供实验时的盐雾环境；高压直流实验电源用于提供直流测试电压；直流电流测量装置用于测量被测绝缘子的表面泄漏电流和空间泄漏电流；绝缘子姿态控制支架用于改变被测绝缘子的倾角，模拟实验输电线路绝缘子的姿态；悬挂支架用于对直流电流测量装置和被测绝缘子进行悬挂；空间电场控制电极用于改变被测绝缘子周边电场分布状态；辅助绝缘子用于保证试验电源高压电极对地及绝缘子姿态控制支架的绝缘；被测绝缘子通过绝缘绳与辅助绝缘子连接，辅助绝缘子与绝缘子姿态控制支架连接，被测绝缘子与直流电流测量装置连接，直流电流测量装置通过绝缘绳与悬挂支架连接；直流电流测量装置包括空间电场控制电极和被测绝缘子，被测绝缘子放置在空间电场控制电极中心；高压直流实验电源的正极与被测绝缘子的钢帽连接，被测绝缘子的钢帽串联直流电流测量装置后与盐雾室的接地极连接，高压直流实验电源的负极与被测绝缘子的钢脚相连；空间电场控制电极串联直流电流测量装置后与盐雾室的接地极相连。