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电力设备外绝缘污闪是影响电力系统安全运行的重要问题。及时掌握电力设备外绝缘积污状态、污秽放电状态对于有效确定污区等级、合理配置外绝缘强度、积极开展污秽在线监测与预警预报具有重要意义。本文开展了不同类型绝缘子自然积污特性观测、悬式绝缘子与支柱绝缘子泄漏电流影响因素、绝缘子积污状态在线监测方法、绝缘子污秽放电状态在线监测方法等方面的研究。在绝缘子自然积污特性方面,在深圳地区布置了168个线路积污观测点、65个不同类型线路绝缘子对比观测点和50个变电站观测点,开展了为期3年不同类型绝缘子自然积污特性的系统观测,总结了悬式瓷绝缘子、涂覆RTV瓷绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子、普通及防污支柱绝缘子自然积污规律,研究了1-3年不同积污期、带电、绝缘子类型等对积污特征的影响,得到了不同类型绝缘子的带电积污系数、饱和积污系数、绝缘子积污系数等数值,为电力系统污区分级系数取值提供了定量的基础观测数据。针对绝缘子污秽状态在线监测应用,自主研制了一种电力系统污秽综合观测站,可同时监测环境温度、湿度、风速、风向、大气压、雨量等九个气象要素和采集完整的泄漏电流波形,实现了数据采集、串口通信、无线传输、数据库管理、数据查询等功能,在深圳地区实现了6个变电站同步全天候实时监测,并经过2年稳定运行获取了大量泄漏电流与气象环境数据。以深圳地区6站实时观测数据为基础,深入分析了泄漏电流和气象要素的日变化、月变化以及相互关系变化规律,分析了无雨天气和降雨时泄漏电流与环境温、湿度之间关系,指出降雨环境下泄漏电流受降雨影响随机变化较大,而无雨天气下泄漏电流与湿度关系显著。采用线性回归和非线性回归的方式拟合了无雨天气条件下泄漏电流与环境湿度数据,指出泄漏电流与相对湿度能较好地满足以e为底的指数关系。针对非饱和湿度环境下绝缘子泄漏电流影响因素,在多因子环境试验箱内分别对悬式绝缘子和支柱绝缘子开展了实验研究,发现在相对湿度小于70%时等值附盐密度(ESDD)、灰密(NSDD)、环境湿度对泄漏电流幅值影响很小,RH>70%时ESDD、NSDD对泄漏电流幅值影响明显。建立了绝缘子泄漏电流幅值与ESDD、NSDD及环境湿度的定量关系表达式,讨论了泄漏电流与相对湿度、温度、爬距、电压梯度、ESDD、 NSDD及不溶物种类之间的关系,提出了基于泄漏电流和环境湿度定量预测绝缘子表面污秽等级、ESDD和NSDD的数学模型和方法,为基于泄漏电流的绝缘子积污状态实时监测提供了理论基础。针对污秽绝缘子泄漏电流波形与表面放电状态的关系,基于高速摄影与泄漏电流波形同步观测,开展了XP-70瓷绝缘子串人工雾环境下污秽放电实验,分析了污秽放电情况下泄漏电流波形以及特征量的变化规律,总结临闪前泄漏电流波形具有幅值高、谐波含量少、电流基波与电压间相位差小的特点,发现污秽绝缘子表面放电现象同泄漏电流波形有较好的对应关系,提出了采用泄漏电流幅值、总谐波失真率、电流电压相位差和半波幅值波动率等特征量识别不同类型的电流波形,提出了基于泄漏电流波形形貌特征的污秽放电识别方法,为绝缘子污秽放电状态的实时监测提供了新的思路。