雪峰山自然环境试验站覆冰试验技术

人工模拟环境下的覆冰形态与自然环境下的实际情况存在一定差异,建立自然环境覆冰试验站并开展输电线路覆冰机理、冰闪特性、覆冰监测及预警技术、防冰除冰新技术等研究对保障电网安全具有重要作用。重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室建立了雪峰山自然覆冰试验站;通过在不同位置架设多基铁塔实现了导线、绝缘子等不同大气结构物的安装;采用试品与悬挂点之间安装拉力传感器并结合气象参数测量仪实现了对各种试品覆冰过程的监测;架设专用试验电源线并配置交、直流和冲击电源装置实现了输电线路绝缘子自然覆冰电气试验方法及覆冰闪络特性、输电线路融冰、脱冰、除冰技术等的研究。3 a多的运行证明雪峰山自然覆冰试验站具备开展输电线路覆冰试验的能力,自然环境气象参数不可控且无规律可循,大气结构物覆冰随时间增长而呈非线性关系,采用合理的措施能实现输电线路防冰、除冰。雪峰山自然覆冰试验站的建立为电力系统开展防冰减灾相关课题研究创造了良好的试验平台。     

采用涡流自热环防止输电线路冰雪灾害的方法研究

输电线路覆冰现象对电网的安全运行造成极大危害,国内外一直在探索和研究各种对于输电线路防冰止雪的有效方法和技术措施.该文根据输电线路导线覆冰积雪的形成过程,提出在导线上分段加装铁磁复合材料制成的涡流自热环,使其在导线传输电流产生的磁场下产生电磁热损耗,实现导线不停电自动除冰方法.该文通过磁热分析,对不同传输电流下涡流自热环的发热功率特性进行了计算;同时通过对导线除冰过程热平衡的分析,计算出不同风速、不同温度条件下导线的临界除冰功率.在人工气候室内开展LGJ?400/35导线的涡流自热环防/除冰试验.试验结果表明,间隔布置的涡流自热环可以明显抑制导线覆冰的形成,除布置处完全融冰外,可使整段导线的覆冰质量减少18.38％～30.61％.理论和试验结果表明,对微地形、微气象地区等电网小范围重冰区而言,涡流自热环是一种简单、有效的不停电导线防冰除冰措施.     

1000 kV特高压输电线路覆冰区的研究与划分

1 000 kV晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程是中国第一个特高压工程。为了加强该工程线路状态的运行管理,提高运行单位制定针对性的覆冰巡视、线路检修专项措施的工作效率,有必要对该工程线路进行覆冰区划分的研究。为此,笔者调查分析了该工程河南段输电线路覆冰的特征,通过对该工程河南段输电线路进行实地考察,收集并分析了省气象局提供的沿线历年气象资料,采集了沿线地形地貌图片,最后依据沿线气象条件和地形地貌特征确定了线路覆冰区的划分。实际应用表明,特高压输电线路覆冰区的划分为开展特高压输电线路覆冰在线监测、导线覆冰机理、冰情预测及防冰除冰技术的研究奠定了基础。     

输电线路覆冰问题综述

输电线路覆冰问题由来已久,但伴随着全球气候变暖,极端天气的频现,输电线路覆冰致灾问题愈发严重,给我国电网的安全及稳定运行带来了巨大挑战。针对输电线路覆冰类型、覆冰形成的机理以及微气象等因素对覆冰形成和其对线路安全的影响作了详细分析。在分析的基础上,对输电线路覆冰监测技术,覆冰预警技术,导线防冰涂层技术,机械除冰技术,交、直流融冰技术,被动除冰理论等进行了深入剖析。最后,阐述了应对输电线路覆冰的新技术、新措施、新成果、新趋势及亟待解决的问题。     

复合与瓷和玻璃绝缘子直流覆冰闪络特性比较

污秽覆冰环境下绝缘子电气特性是覆冰地区输电线路外绝缘选择的基础,然而国内外针对不同材质绝缘子覆冰闪络特性的对比研究甚少。为此,在人工气候室内模拟覆冰气象条件,采用恒压升降法对3种不同材质绝缘子进行了大量覆冰直流闪络试验研究。分析试验结果得出了目前常用3种绝缘子在覆冰污秽条件下的直流闪络特性,结果表明:严重覆冰条件下,复合绝缘子电弧闪络梯度略高于瓷和玻璃绝缘子,且其污秽特征指数略小;覆冰水电导率和表面污秽对电弧闪络梯度的影响特征指数有明显差异。最后提出了绝缘子串覆冰水电导率及表面污秽共同作用时的直流电弧闪络梯度校正公式。研究结果可为覆冰地区输电线路外绝缘的选择和设计提供参考。     

输电线路防冰及除冰技术研究现状

输电线路覆冰会产生过荷载、导线舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等现象，进而造成导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏甚至倒杆倒塔等事故。我国是输电线路覆冰严重的国家之一。线路冰害事故发生概率居世界前列。因此有必要对输电线路及时采取防冰及除冰措施，以保证输电体系的正常运行。本文按照不同防冰及除冰技术的原理，对现有的各种技术进行了介绍，并对未来防冰及除冰技术的发展和应用进行了展望。     

输电线路覆冰特点及防冰技术研究综述

分析冰灾发生的气候背景等因素,详细阐述国内外目前采用和正在研究的防冰新技术的原理和应用情况,从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些防冰除冰技术及方法进行了综合评估,并对其应用价值和市场前景做出了评估。得到在电网设备的防冰方法中,不存在既具有安全性、可操作性,又能有效且经济的防冰技术的结论。提出在输电网络防冰除冰工作中,应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置,重视输电网络覆冰的理论研究,认真分析冰灾原因,不断研究新技术、新方法,提高防冰水平的建议。     

覆冰程度对瓷、玻璃和复合绝缘子交流冰闪特性的影响

污秽覆冰环境下绝缘子电气性能是输电线路外绝缘选择的基础。国内外在该领域开展了大量研究,然而关于覆冰程度对不同材质绝缘子交流闪络特性影响的对比研究较少。因此,在大型多功能人工气候室对瓷、玻璃和复合绝缘子进行交流覆冰闪络试验研究,对比分析覆冰程度对3种绝缘子交流冰闪特性的影响,并讨论覆冰程度不同表征方式之间的等价性关系。结果表明：3种绝缘子50%冰闪电压均随冰厚、覆冰质量和污秽的增加而下降;复合绝缘子受冰厚、覆冰质量的影响比瓷和玻璃绝缘子明显,其冰厚、覆冰质量影响特征指数略大于瓷和玻璃绝缘子;复合绝缘子污秽特征影响指数略小于瓷和玻璃绝缘子;绝缘子覆冰质量和监测导体冰厚均可表征绝缘子覆冰程度,且根据覆冰绝缘子串冰闪电压一致原则推导出两种表征覆冰程度参量的等价性关系。     

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

总结了目前国内外输电线路导线覆冰的研究现状。文中介绍了导线覆冰造成的危害、覆冰的性质与导线舞动的机理及国内外导线防、除冰的技术 ;详细阐述了导线覆冰形成的机理及模型研究     

输电线路绝缘子湿增长覆冰特性及防冰涂料试验研究

输电线路覆冰问题威胁着电力系统的安全运行.由于缺乏有效的防覆冰手段,覆冰事故时有发生.鉴于此,介绍了清华大学在人工覆冰试验方法的自然等效性和绝缘子防覆冰涂料方面的相关研究工作.现有人工气候室试验方法和相关标准主要采用覆冰厚度和形态等参数去模拟自然覆冰形态,该研究则采用从覆冰速度上模拟自然覆冰环境的方法,通过选择覆冰水滴...     

覆冰绝缘子泄漏电流信号双谱分析

覆冰引起的绝缘子闪络事故对电力系统的安全稳定运行造成了严重威胁。本文依托国网公司特高压交流试验基地环境气候实验室进行了绝缘子冰闪实验,用双谱分析的方法,对覆冰支柱绝缘子的泄漏电流信号进行了研究,提取了泄漏电流不同阶段的参数化双谱图。研究表明支柱绝缘子的最大谱峰值呈现明显递增的趋势,二次相位耦合的范围变小,分布变得更加集中。双谱分析理论可以为冰闪区段预警提供新的理论指导,有利于更清晰地建立冰闪预警系统。     

重冰区特高压酒杯型钢管塔设计及试验

ZB1酒杯型钢管塔是我国第1基应用于重冰区线路工程的特高压单回路铁塔。整塔采用钢管结构,仅在地线顶架采用角钢。钢管最高材质为Q345,全部采用插板和锻造法兰联接;在ZB1塔结构设计过程中,对杆塔塔型优化、节点构造、埃菲尔效应、钢管构件杆端弯矩等进行了研究,完善了铁塔设计。ZB1酒杯型钢管塔成功地通过了真型试验,表明我国特高压杆塔尤其是重冰区杆塔在设计、加工等环节有了可靠保障,可在特高压工程中进一步应用。     

低气压下特高压直流污秽复合绝缘子覆冰闪络特性

复合绝缘子耐污性能好,我国在建的云广±800 kV直流特高压线路将采用复合绝缘子,但该线路面临覆冰和高海 拔的影响。该文在人工气候室模拟高海拔的低气压研究了2种不同伞型结构的染污复合绝缘子直流冰闪特性。结果表明：特高压直流复合绝缘子冰闪电压随冰厚和污秽程度增加均呈幂函数规律下降,2种绝缘子冰厚影响特征指数分别为0.246、0.212,污秽影响特征指数则分别为0.174 2、0.178 4。而冰闪电压与高海拔低气压之间满足幂函数关系,其气压影响特征指数与绝缘子型式、覆冰状态和覆冰量、污秽程度等有关。在中等覆冰条件下,五三型结构复合绝缘子具有较好的覆冰电气性能。在严重覆冰条件下,复合绝缘子伞裙结构对直流冰闪电压的影响不明显。     

输电线路冰区分布图绘制关键技术

输电线路冰区等级的科学合理划分对电网的安全稳定运行起着举足轻重的作用。在分析国内外输电线路冰区分布图绘制现状的基础上,讨论了输电线路冰区分布图绘制技术及其涉及的覆冰观测方法、覆冰冰厚数值模拟、数理统计模型、冰区划分标准、微地形与微气象处理方式、运行经验订正等方面的技术现状。针对当前冰区分布图绘制存在的问题与我国电网建设的规划,给出了冰区分布图绘制关键技术的发展趋势。     

超高压线路绝缘子冰闪过程及其影响因素

输电线路绝缘子在覆冰、污秽、高海拔等因素综合作用下,绝缘性能将显著降低。为进一步分析长串绝缘子的冰闪机理,在特高压交流试验基地大型环境气候试验室内进行了污秽、覆冰条件下28片XWP2-160长串绝缘子的冰闪试验研究,对模拟真型布置下的长串绝缘子冰闪过程和闪络路径进行了初步分析,比较了绝缘子单独悬挂与模拟真型布置在覆冰状态和放电过程上的差异,结果表明:两者放电路径不同,后者带电覆冰时产生的气隙较少,同时存在冰凌对均压环放电,总体上对电弧发展更加有利。     

广东电网覆冰在线监测系统的研究及应用

为防止冰灾对输电设施造成大面积破坏,实时监测线路运行状况,广东电网公司借鉴国内外已有输电线路预警系统的经验,建设了广东电网覆冰在线监测系统。为此,对该系统的建设思路和原则、结构、功能和关键技术进行了详细的介绍,实际应用证明：该系统可实现对线路走廊图像、气象、覆冰、导线温度等的实时监测,并能发出预警信息,具有使用方便、运行可靠等特点。     

绝缘子覆冰及其电气试验方法探讨

绝缘子覆冰及其电气特性试验方法是严重覆冰地区外绝缘设计的重要基础,但至今尚无该试验方法的标准。在总结国内外现有试验方法的基础上,参照IEC507和IEEEStd4等高压试验标准,提出了表征绝缘子覆冰的特征参数,探讨和分析了绝缘子覆冰及其电气性能的试验方法、试验程序以及对其试验电源的要求。结果表明,绝缘子覆冰分为人工覆冰和自然覆冰,人工覆冰常用不带电和带电覆冰,电气特性的主要试验方法有耐受法、平均闪络电压法和U形曲线法等,其中U形曲线法用于融冰期,耐受法、平均闪络电压法既可用于融冰期也可用于覆冰期,覆冰绝缘子的试验电源满足污秽绝缘子试验电源要求即可。     

我国南方地区电网大范围覆冰灾害的特点分析与防治措施

根据2008年初我国电网发生冰灾的事故统计及现场调研情况,文章从气象、地理及电网设施故障等方面总结了造成此次电网覆冰灾害的特点,并进行了原因分析。分析认为绝缘子严重覆冰后爬距大幅减小以及冰中存在的污秽导致了线路频繁冰闪,线路实际覆冰厚度显著超过设计值,荷载过大引发了倒塔和断线,不均匀覆冰导致了导线舞动以及变电设备损坏。结合电网遭受破坏所反映出的问题,提出应从冰区划分、路径选择、线路设计及改造、冰闪防治、应急运行方式、防冰融冰技术等方面采取防治措施或开展相应研究,以提高电网在极端气候条件下的安全运行水平。