棒-板-棒组合间隙雷电冲击特性试验研究

在电力系统中,常存在一些由悬浮物体和空气间隙构成的组合间隙,其放电行为相较常见空气间隙更为复杂,放电特性规律难以总结。针对此,设计了一种含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,开展了棒-板-棒组合间隙在雷电冲击电压下放电特性的试验研究,并分析了电压极性、金属板尺寸和金属板位置对组合间隙的放电特性的影响。研究表明,金属板放置于间隙正中时,能够提升间隙的雷电冲击击穿电压。不过当金属板在棒电极附近时,击穿电压可能会低于棒-棒间隙,且不同电压极性下的情况存在差异。此外,金属屏障会增大间隙的放电时间分散性,并改变放电路径。     

35kV复合材料杆塔接地引下线空气间隙选择研究

35 kV电力复合材料杆塔主要采用塔身引下线接地,其电气绝缘主要体现在相导线与接地引下线之间的空气间隙对系统过电压的耐受能力,为了研究复合材料塔身与引下线间空气间隙对系统过电压绝缘配合水平,开展了35 kV复合材料塔头复合方管横担相导线对引下线雷电及操作冲击过电压放电试验,获得了不同间隙距离的50%操作冲击放电电压和雷电过电压值,绘制了空气间隙距离随放电电压变化曲线,确定了35 kV配网系统最大过电压下复合杆塔接地引下线对塔身的空气间隙值为35 cm。     

试验方法对棒-棒短空气间隙交流放电特性的影响

为研究不同试验方法对空气间隙交流放电特性的影响,本文在高压试验室和雪峰山自然试验站,采用恒压升降法、均匀升压法和最大耐受电压法进行棒-棒短空气间隙交流放电特性研究.试验结果表明:海拔升高,棒-棒短空气间隙放电电压降低;在相同大气条件下,不同试验方法得到棒-棒短空气间隙交流放电试验结果有一定的差异,均匀升压法得到的平均闪络电压Uav最大,恒压升降法得到的50％放电电压U50％次之,最大耐受法得到的最大耐受电压Uws最小;以Uws为基准,Uav比Uws高5.08％～26.97％,U50％比Uws高1.7％～5.99％;且均匀升压法所得试验数据的分散性略大于恒压升降法.     

浮尘浓度对短空气间隙交流击穿电压的影响

由于沙尘暴、浮尘天气造成的电力设备闪络、击穿事故频发,对沙尘暴环境下绝缘子放电特性研究较多,但对浮尘条件下间隙放电特性及机理研究较少,因此有必要对浮尘天气下间隙放电特性进行研究。通过搭建小型人工气候试验箱体,浮尘浓度控制在200-800μg/m3之间,改变电极种类及间隙距离,研究棒-棒、棒-板间隙交流击穿电压与浮尘浓度的关系。研究发现浮尘浓度增加时,棒-棒、棒-板短空气间隙交流击穿电压降低,且间隙交流击穿电压随着浮尘浓度的增加近似呈线性降低。浮尘颗粒会俘获电子、光子,阻碍间隙放电,也会和电子产生碰撞电离和表面发生光电效应,颗粒会畸变电场,利于放电。     

含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙操作冲击放电特性研究

电力系统中,存在一些悬浮导体构成的间隙,其放电特性较典型间隙更为复杂多样,放电特性规律尚未得到明确。设计了含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,研究棒-板-棒组合间隙在操作冲击电压作用下的放电特性,分析不同电压极性、不同金属板位置下组合间隙的击穿电压并基于高速光学影像分析其放电过程现象。研究表明,金属板位于组合间隙不同位置时,其击穿电压变化较大,且在正负不同极性操作冲击作用下,其变化规律呈现出明显差异性;同时还观测到,当悬浮板靠近高压电极时,会出现单侧高压极棒-板间隙多次击穿这一特殊现象,电场仿真结果表明,单侧高压极棒-板间隙击穿后,有助于低压极起晕并产生流注通道向前发展。     

典型工况下棒-悬浮棒-棒组合间隙操作冲击放电特性

在电力工程中，存在一类特殊空气间隙，其内部含有电位未知悬浮导体，间隙整体放电特征与单空气间隙有明显不同。笔者旨在研究含悬浮棒组合空气间隙放电特征，设计棒-悬浮棒-棒间隙操作冲击放电试验平台，改变悬浮棒长度与空间位置，观测不同工况下组合间隙放电电压与放电过程。试验发现，随棒长增加，组合间隙击穿电压呈现单调递减趋势，悬浮棒存在“临界长度”,当棒长小于“临界长度”时，组合间隙击穿电压大于无悬浮棒时的单一间隙击穿电压；含悬浮棒组合间隙放电过程与单空气间隙不同，在放电过程中存在悬浮棒迎面流注起始与单间隙多次预击穿的特殊现象。本文研究结果能够为含组合间隙的外绝缘设计提供参考，具有实际工程意义。     

750kV紧凑型塔窗内长空气间隙放电试验研究

紧凑型输电线路与常规线路相比,具有提高自然输送功率、压缩线路走廊宽度、降低工程建设造价的特点。通过仿真试验研究了750 kV单回紧凑型线路直线塔窗内相地、相间长空气间隙在操作冲击下的放电特性,得到了在各种间隙条件下的50%放电电压。利用先导-放电模型分析计算了相地空气间隙的50%放电电压,得出的计算结果与试验结果比较吻合。并用ANSYS仿真计算了稳态情况下的电场强度,找出了电场畸变最大的点。     

输电线路导线安装绝缘护套的研究

针对强风导致紧凑型输电线路各相导线间间隙距离减小而发生的闪络情况,分别采用了辐射交联聚烯烃材料的母排热缩管和优质硅橡胶材料的卡扣式绝缘护套管,提出了将其安装在输电线路上来进一步增大输电线路相间放电距离的方法。建立了模拟输电线路风偏放电试验的物理模型,在不同间距情况下,对裸电线和裸导线分别双根包覆绝缘护套进行导线间空气间隙工频击穿试验。试验结果表明:裸导线空气间隙工频击穿电压与间隙距离近似呈线性关系,这与棒-棒间隙相似。裸导线双根包覆不同绝缘护套后,击穿电压提升都很明显,但卡扣式硅橡胶管安装更为方便,母排热缩管可考虑在杆塔跳线段使用,防止跳线在大风条件下对杆塔放电。利用COM-SOL软件从场强的角度上分析了安装绝缘护套对裸导线空气间隙工频击穿电压提升的原理,证实了该方法的适用性和有效性。     

浮尘条件下降雨对间隙交流击穿电压的影响

近年来出现过沙尘暴和浮尘条件下降雨造成电力设备闪络、击穿事故,目前学者对沙尘暴环境下间隙放电特性以及降雨条件下间隙放电特性研究较多,但对浮尘条件下降雨对间隙放电特性及机理研究较少,因此有必要对其进行研究。通过搭建小型人工气候试验箱体,研究不同初始浮尘浓度及降雨强度下Φ6棒-棒间隙交流击穿电压,并与得到的浮尘、降雨单一条件下的结果对比。研究发现:浮尘条件下,Φ6棒-棒电极交流击穿电压随着浮尘浓度的增加先降低后升高,降雨条件下,击穿电压随降雨强度的增加而降低,而在浮尘条件下降雨时,随着初始浮尘浓度和降雨强度的增加,其间隙交流击穿电压均降低,且电压降低百分比大于浮尘、降雨单一条件下间隙交流击穿电压下降的百分比之和。     

高压直流外绝缘的绝缘强度研究与其在设计和试验中的应用(续)

<正> 3.瞬态电压下的绝缘强度 3.2 干、湿状态的普通空气间隙和清洁绝缘子根据最近在CESI进行的“特别”试验的结果和来自文献的数据,下面分析了无污秽但包括雨的影响的空气和表面绝缘在复合过电压(直流加冲击)作用时的特性。普通空气间隙施加雷电冲击电压时,一般可忽略预加直流电压的影响。对于操作冲击,在如棒—棒和类似的对称布置情况下,其影响仍可忽略。对于如棒—板和类似的基本对称的布     

本体参数及间隙结构对EGLA放电电压影响的研究

为了保证外串空气间隙线路避雷器(EGLA)性能更好地满足线路绝缘配合要求,掌握间隙的放电电压参数是重中之重,研究间隙放电电压与各影响因素的关系就成为了一个关键的课题。在间隙未放电时间隙与本体的电压分配主要受电容影响,因此EGLA的放电电压与本体电容及间隙电容有着密切的关系。使用ANSYS仿真计算了35kV、110kVEGLA试品不同本体参数、不同间隙结构的电容量和电压分配,并实验研究了相应配置下EGLA的工频和冲击放电电压,对比仿真计算与实验结果,获得了EGLA的放电电压主要受本体参数及间隙等值电容影响,本体参数中等值电容影响更大的结论。     

风对针板电极间隙放电的影响

输电线路绝缘设备大部分处于空气环境中,由于受到自然环境中风因素的影响,其绝缘介质周边气流往往处于动态过程,因此绝缘设备处于风环境下的放电特性与处于静态环境下相比具有差异。本研究以沿面针-板电极与空气间隙针-板电极为研究对象,通过自行搭建的风洞系统以模拟大风环境,实验过程通过记录放电路径与放电电压并分析风环境对两者的影响规律与内在机理。试验发现：在有风环境下放电路径会沿着风的来流方向发生偏移与弯曲;对于沿面针-板电极,随着风速的提升其闪络电压随之增大;对于空气间隙针板电极,随着风速的提升其闪络电压先增大后减小,在风速为80 m/s时闪络电压达到最大值;这是由于风速的增加会使得放电离子被吹离放电区域,抑制放电的发生,同时风速增加也会导致气体密度下降,使得电离概率增大,增强了放电的发生;风环境导致放电离子被吹走与气体密度下降之间存在竞争关系,使得击穿电压的变化趋于平缓,在风速低于80 m/s时风将放电离子吹走,风速高于80 m/s时风影响气体密度使得间隙间气体密度减小。以上研究可为高速列车绝缘设备设计与防护提供借鉴。     

不同雾霾条件下棒板间隙击穿特性研究

雾霾天气对电力系统的外绝缘也带来了严峻的考验。搭建了交流电压作用下间隙距离为5 cm的棒-板空气间隙电场模型,通过改变雾霾颗粒浓度、雾霾颗粒粒径、雾霾成分等,研究了不同雾霾环境下棒板间隙工频击穿特性。根据试验结果得出了如下结论:当通入霾浓度小于一定程度时,随着霾浓度的增加,击穿电压升高,而当浓度大于一定程度时,击穿电压随霾浓度增加而降低,同时,霾成分也是影响间隙击穿特性的重要因素,其取决于霾成分的电导率;另一方面研磨后的霾颗粒作用下的击穿电压明显高于未研磨的霾颗粒作用下的击穿电压。研究结果可以在一定程度上对复杂环境下外绝缘配置的选择提供参考。     

一种防绝缘导线雷击断线用带导弧角的串联间隙避雷器及其间隙距离确定

通过分析架空输电线路雷击断线机理,设计了一种由避雷器本体与高压穿刺电极组成的新型金属氧化物避雷器。高压电极与绝缘导线穿刺连接,在直击雷或感应雷作用下,引出高电位对避雷器本体顶端进行放电,即使发生避雷器本体损坏的情况,工频续流弧根也能转移至导弧角上灼烧,避免绝缘导线因烧灼而断线。并基于间隙放电电压的不稳定性,提出了基于韦伯分布的带间隙避雷器的间隙距离确定方法,通过大量的雷电冲击放电试验和数据处理分析,得到了高压穿刺电极的安装位置与间隙距离,避免了绝缘导线因雷击而发生断线故障。     

聚合物绝缘子在短冲击电压下的电气强度

介绍了聚合物绝缘子在短电压冲击下的电气强度.主要研究了聚合物棒形绝缘子在干放电电压和湿润情况以及人工污秽条件下的放电特性,并提供了有关技术参数.     

500 kV交流线路与钻越1000 kV交流线路的垂直距离研究

随着特高压线路的兴建,由于输电走廊的空间限制,不可避免的会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况.研究500 kV交流线路与被钻越特高压线路的垂直距离,对超特高压线路的安全运行有重要意义.笔者对500 kV交流线路与不同钻越角度被钻越的1 000 kV交流线路的相间空气间隙在标准操作波下进行了放电试验研究,得到了相应空气间隙的50％操作冲击放电电压试验曲线和间隙系数,并确定了0°钻越角是500 kV钻越1 000 kV交流线路的最严重情况.根据500 kV与被钻越的1 000 kV交流线路在0°钻越角下标准操作冲击50％放电电压与间隙距离拟合公式,考虑500 kV交流线路与被钻越1 000 kV交流线路同时出现相反极性操作过电压的情况,确定了500 kV交流线路与被钻越1 000 kV交流线路最小垂直空气间隙可取11.9m,研究结果对1 000 kV交流线路与500 kV交流线路交叉跨越垂直空气间隙的选取具有指导意义.     

新型石墨间隙电涌保护器的研究

针对传统间隙电涌保护器(SPD)的缺点,结合石墨材料特性和汤逊气体放电理论,利用开路电压波发生器和ICGS冲击系统对新型石墨间隙SPD进行大量试验,得出新型石墨间隙SPD增加了高压触发电容装置后,多间隙逐级触发降低了电压保护水平,同时在时延特性上要优于传统间隙SPD;同时新型石墨间隙SPD能够在工频电压过零前切断续流达到灭孤要求.并且石墨属于非金属材料,不会因为高温产生等离子体,能够增加器件的稳定性延缓老化.     

高压设备表面放电紫外成像检测影响因素的试验研究

为研究不同因素对电晕放电紫外成像检测的影响特性,以棒-板间隙模型为研究对象,利用CoroCAM504紫外成像仪采集了不同影响因素下交流放电的紫外视频信号.试验结果表明:放电光斑面积随观测距离的增加而减小,其变化曲线近似满足幂函数关系;在相同放电强度与观测距离下,光斑面积随增益的增加而增大,其变化趋势近似满足指数函数;放...     

±500kV鹅城换流站换流阀避雷器直流试验方法

换流阀避雷器直流试验是检测其非线性伏安特性的主要方法，但换流阀空气间隙短、空间泄漏电流干扰导致直流升压有风险。提出了一种阀避雷器不拆引线直流试验方法，将整体加压改为中部并联加压，并设计屏蔽装置降低换流阀受冲击风险。通过等效电路计算放电条件下的电流电压分布，证明了屏蔽保护的换流阀不会受损；研究不同间距下加压点与屏蔽布间的空间泄漏电流，实测间距500 mm时放电几率较小，空间泄漏电流约15μA。鹅城站年度检修应用此方法后，成功诊断出鹅城站1支4 mA直流参考电压不合格的阀避雷器，并节省了试验时间34人·天，证明了该方法能有效应用于阀避雷器直流试验。     

盐雾对短空气间隙工频击穿电压的影响

目前国内尤其是华北地区各大城市均持续出现雾霾天气,雾霾对输电线路外绝缘的影响不容忽视,因此通过盐雾模拟雾霾天气,研究盐雾对短空气间隙工频击穿电压的影响具有重要实际意义。以击穿电压最低的棒-板空气间隙为模型,分别对5 cm、10 cm、15 cm空气间隙在不同雾水含量和不同雾水电导率下进行工频电压击穿试验。结果表明:短空气间隙工频击穿电压受雾水电导率和雾水含量的影响,并且在不同雾水含量下,雾水电导率对击穿电压的影响程度不同,并通过粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对实验据进行拟合,得到了相应工频击穿电压的计算公式。