【精彩论文】污秽成分对复合绝缘子表面电场的影响

观点凝练

摘要：绝缘子表面积污是造成污闪事故的主要原因，污秽成分对绝缘子电气性能产生不同的影响。为研究污秽成分对绝缘子表面电场的影响，以青藏铁路沿线格尔木市作为绝缘子实际运行环境，构建复合绝缘子简化模型。经过仿真发现，污秽干燥时对绝缘子表面电场的影响程度由高到低的次序为CaSO₄、KNO₃、NaNO₃、K₂SO₄、NaCl、MgSO₄，主要由介质的相对介电常数决定；当污秽湿润时对绝缘子表面电场的影响程度由高到低的次序为氯化钠、硝酸盐、硫酸盐，各污液的电导率成为影响电场分布的主要因素。而憎水性的有无也会影响绝缘子的电场分布，有干燥带的绝缘子整体场强高于没有干燥带存在的绝缘子，通过仿真结果与试验结果比较得以验证。该结论从电场分布的角度解释了污秽成分对绝缘子绝缘性能的影响，为地区污秽等级划分和实验室绝缘子积污试验提供了新的思路。
结论：绝缘子污秽成分的多样性使绝缘子即使在相同的等值盐密下也会呈现不同的绝缘特性。基于青藏铁路沿线格尔木市区绝缘子的实际运行环境，对6种不同可溶性污秽附着的绝缘子表面电场进行分析，得出如下结论。

（1）建立复合绝缘子二维模型，分别对干污和湿污积覆的绝缘子表面电场进行计算，发现污秽干燥时对其表面电场的影响程度由高到低的次序为：CaSO₄、KNO₃、NaNO₃、K₂SO₄、NaCl、MgSO₄；当污秽湿润时，各污秽对其的影响程度由高到低的次序为：NaCl、KNO₃、NaNO₃、K₂SO₄、MgSO₄、CaSO₄。通过与已有的文献中的试验结果进行对比，验证了仿真结果的正确性和可靠性，可以用于实际的工程应用中。

（2）对憎水性丧失前和丧失后的混合盐积污的绝缘子表面电场进行分析，发现憎水性的有、无会影响绝缘子表面的电场分布，而这主要原因是憎水性会影响绝缘子表面最大附水量，导致可溶盐污秽的质量浓度发生变化，其表面附着的液体电导率发生了改变，进而影响了绝缘子表面的电场分布。

（3）建立有干燥带存在的绝缘子积污模型，并对其表面电场进行仿真计算，发现干燥带的存在使绝缘子表面整体电场强度升高了15.6%。

引文信息

王思华, 王军军, 赵磊, 等. 污秽成分对复合绝缘子表面电场的影响[J]. 中国电力, 2021, 54(7): 149-157.WANG Sihua, WANG Junjun, ZHAO Lei, et al. Influence of pollution components on surface electric field of composite insulators[J]. Electric Power, 2021, 54(7): 149-157.

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编辑：于静茹审核：方彤

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