覆冰绝缘子导电离子分布规律

为研究电场及染污方式对覆冰复合绝缘子导电离子分布的影响,该文在低温、低气压人工气候室对两种染污方式下的35 k V复合绝缘子开展了带电和不带电雨凇覆冰试验。结合COMSOL软件仿真分析冰凌尖端水滴及覆冰滴水过程对绝缘子覆冰的影响,揭示电场、染污方式和染污程度对覆冰绝缘子离子分布的影响规律。结果表明:电场对绝缘子覆冰形态、冰层及冰凌中离子分布和闪络电压均有显著的影响;在带电覆冰条件下,采用覆冰水电导率法时的冰层及冰凌融冰水电导率均低于不带电时;在不带电覆冰条件下,采用固体涂层法时的融冰水电导率远高于覆冰水电导率;绝缘子带电覆冰时的闪络电压高于不带电时,而闪络过程中的融冰水电导率低于不带电时。在分析绝缘子覆冰闪络时,应考虑晶释效应对其闪络特性的影响。     

电压类型对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响

近年来,国内外学者对交流带电覆冰做了较多的研究,但就直流电压下带电覆冰特性及其闪络特性的影响研究较少。本文在人工气候室模拟自然覆冰条件,对35k V复合绝缘子进行了不带电及10k V、20k V、30k V交流、正极性直流、负极性直流电压作用下的雨凇覆冰试验,对比了不同电压类型下,绝缘子的覆冰及其闪络特性的差异,分析了电压类型对其影响的机理,并提出了合理的解释。试验结果表明:不同类型电压作用下,绝缘子的覆冰及其闪络特性存在较大的差异,负极性直流电压作用下的伞裙冰棱内部气泡较交流、正极性直流要大;交、直流电压作用下,绝缘子冰棱密度均随电压升高呈持续下降趋势;外施电压升高到一定程度时,负极性直流电压作用下的绝缘子冰重随电压升高而下降速度最快;负极性直流电压作用下的覆冰绝缘子的直流冰闪电压最低。     

棒形悬式瓷绝缘子的覆冰交流闪络特性研究

绝缘子覆冰闪络事故严重危害着输电线路的运行安全。为了研究影响棒形悬式瓷绝缘子覆冰交流闪络特性的因素,文中在人工气候室内对棒形悬式瓷绝缘子进行了带电和不带电的人工覆冰试验以及交流闪络试验,研究了表面覆冰程度、盐密污秽度和覆冰水电导率对绝缘子闪络特性的影响,试验中使用高速摄影机对放电电弧的发展过程进行检测,并用示波器记录泄露电流和闪络电压。结果表明:带电覆冰和不带电覆冰导致绝缘子表面覆冰程度不同,对其冰闪特性具有显著的影响:局部放电的初始位置和电弧的发展过程具有不同的特点而且在电弧发展到完全贯穿绝缘子表面前,在相同的试验电压下带电覆冰绝缘子的泄露电流比不带电覆冰绝缘子的泄漏电流大;棒形悬式瓷绝缘子覆冰闪络电压随盐密污秽度和覆冰水电导率的增大而降低,且相同盐密污秽度下带电覆冰绝缘子的闪络电压高于不带电覆冰绝缘子的闪络电压。研究结果可为为输电线路绝缘子选型以及防冰减灾等,提供试验依据和技术参考。     

交流电场对复合绝缘子覆雾凇过程影响研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行,而电场对输电线路绝缘子覆冰的影响不可忽视。以复合绝缘子FXBW-35/100为试品,在人工气候室内模拟自然覆冰条件,分析研究电场对复合绝缘子覆雾凇过程的影响。结果表明:电场对绝缘子覆雾凇的影响主要体现为对水滴的吸引作用和泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象的作用。电吸力的作用使得覆冰量与覆冰密度增加,泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象使得覆冰量与覆冰密度减小。随着外加电压的升高,绝缘子伞裙边缘、伞裙下表面以及芯棒背风面的雾凇明显增多,迎风面的雾凇全部出现下垂现象;带电覆雾凇时,雾凇密度较不带电时大;覆冰15 min时,冰重随电压的增长有一个先增加后减小的过程。     

交流电场对220kV复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

为补充完善高电压等级复合绝缘子带电覆冰的研究,以复合绝缘子FXBW-220/100为试品,在大型人工气候实验室对其进行了带电与不带电人工覆冰试验。利用试验结果分析了电场对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响,并针对试验现象给出了合理的解释。结果表明:电场对覆冰绝缘子覆冰的影响主要为电场的极化作用和几种常规放电等带来的热效应;电场的强度、场线的均匀性对复合绝缘子覆冰也有重要影响。带电情况下绝缘子覆冰的其它结论包括:带均压环的绝缘子的高压端不易发生桥接;复合绝缘子大部分伞面覆冰冰层结构密实、光滑、透明;带电情况下雨凇冰棱密度小于不带电情况下雨凇冰棱密度,且随着外加电压的提高而减小;均压环冰棱密度随着外加电压的提高而增加;绝缘子覆冰质量随着外加电压的提高呈先上升后降低的趋势;绝缘子50%闪络电压随着外加电压的提高呈先降低后升高的趋势。     

风速对复合绝缘子覆冰增长及其闪络特性的影响

风速和电场均是影响绝缘子覆冰的重要因素,在多功能人工气候室对不同风速下的复合绝缘子进行了人工雨凇带电和不带电覆冰试验研究,分析了风速和电场双重作用对冰棱生长、覆冰量、覆冰密度、厚度及闪络电压的影响。研究表明:随着覆冰期风速的增大,绝缘子的冰棱长度、倾角、伞面冰厚、覆冰密度和覆冰重量均逐渐增大,在覆冰时间相同的条件下,其闪络电压随着风速的增大而逐渐降低;电场在风速较低时对覆冰参数和闪络性能都有明显的影响,但随着风速的增大,此种影响逐渐变得不明显,在风速较大的条件下可以不考虑电场的影响。     

应用紫外光子量的带电绝缘子覆冰过程放电特性分析

绝缘子的覆冰及闪络特性是国际研究的热点问题。为此从理论上分析了绝缘子的带电覆冰机理,并在人工气候室内进行了试验,应用绝缘子覆冰及放电过程中紫外光子量的变化来分析覆冰绝缘子的安全运行状态。研究结果表明:根据紫外光子量的变化,带电绝缘子覆冰过程可分为3个阶段;绝缘子带电覆冰过程不仅与环境参数、绝缘子材料和型式有关,而且外加电压产生的各类放电现象对覆冰的形成有明显影响,其作用减少了覆冰质量和密度,提高了约10%的闪络电压;在覆冰期和融冰期,紫外光子量均能对绝缘子的实时状态做出有效的评估。     

全尺寸超、特高压交流绝缘子串的覆冰闪络特性

线路绝缘子的覆冰闪络是影响线路安全稳定运行的重要问题。为此提出了基于恒压升降法获取交流绝缘子串覆冰闪络电压的程序和方法,通过此方法可得到绝缘子串的50%覆冰闪络电压。试验在中国电力科学研究院特高压直流试验基地污秽及环境试验室人工气候罐内(直径22m、高34m)进行,在全尺寸条件下,利用上述方法分别完成了交流500、750、1 000kV等级线路绝缘子串的覆冰闪络特性研究。提出了用统计覆冰桥接程度来评估带电绝缘子串覆冰严重度。结果表明:随覆冰时间的增长,在固定电压等级运行电压下覆冰的绝缘子串桥接程度首先急剧增加,之后达到一定的饱和值。在试验尺寸范围内,串长和闪络电压之间具有较弱非线性关系。结合泄漏电流典型特征分析,严重覆冰条件下绝缘子串闪络在带电融冰期可分为"调整阶段"和"危险阶段"2个阶段。     

直流电场对复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

为研究直流电场对复合绝缘子覆冰的影响,在人工气候实验室中对FXBW-35/70型复合绝缘子进行了带电人工模拟覆冰试验。分别进行了不带电以及正负10 kV、20 kV、30 kV的直流电压试验,对比了不同电压等级下的绝缘子覆冰和闪络特征,分析了直流电场下不同极性对覆冰的影响,并进行了解释。试验结果表明:直流电场强度对复合绝缘子覆冰和闪络特性会产生影响,随着试验电压等级的升高,绝缘子伞面冰层的粗糙程度会增大,冰凌的向内弯曲度会增大,密度降低,覆冰质量呈先增大后减少的变化趋势,覆冰绝缘子的50%闪络电压呈先降低后上升的趋势;直流电场的不同极性也会对复合绝缘子覆冰产生影响,相同电压等级下,正极性电压作用下的冰凌平均密度大于负极性,负极性电压作用下的绝缘子50%闪络电压低于正极性。     

XZP-300绝缘子串自然积污及其直流覆冰闪络特性

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外在人工气候室对输电线路覆冰的机理、绝缘子覆冰闪络特性开展了大量研究,但对现场运行电压下绝缘子覆冰前的自然积污及其覆冰闪络特性研究甚少,为此,对某电网500kV直流线路运行1a后XZP-300绝缘子的积污情况及其直流冰闪特性开展了试验研究,研究结果表明:带运行电压下XZP-300绝缘子表面的积污存在不均匀度,且下表面堆积的盐密、灰密比上表面严重;自然积污下绝缘子的覆冰闪络电压比人工染污下的覆冰闪络电压高;人工染污且污秽不均匀分布下的绝缘子覆冰闪络电压比污秽均匀分布下的高;绝缘子覆冰闪络电压存在极性效应,且正极性电压比负极性电压高。     

交流电场对复合绝缘子覆冰过程的影响

电场对输电线路绝缘子覆冰过程的影响不可忽视。以复合绝缘子FXBW-35/100为试品,分别进行了带电与不带电人工覆冰试验,分析电场对复合绝缘子覆冰过程的影响。结果表明：电场对绝缘子覆冰的影响体现为对水滴的吸引作用和泄漏电流的热效应。电场强度小的地方吸引作用明显,而电场强度大的地方热效应明显;带电覆冰时,冰凌中的气泡增多会向复合绝缘子的芯棒弯曲;低压端附近冰密度较大;高压端附近冰密度较小;冰厚的增长速度会出现饱和;冰重随电压的增长有一个先增加后减小的过程;带电覆冰时会出现稳定燃烧的电弧,这容易损伤绝缘子。     

Flashover Performance of HVDC Iced Insulator Strings

Based on artificial icing test results, it was found that the DC flashover voltage of iced insulator strings was non-linear with different string lengths. An experimental formula of flashover voltage on iced insulators of different string lengths is introduced in this paper. Icing tests were carried out on different kinds of insulators including DC anti-fog, double-shed and three-shed insulators. Under serious ice conditions, the DC flashover voltages of the different types of insulator strings were very close. The flashover voltage of energized iced strings was a little higher than that of de-energized ones.     

重冰区输电线路绝缘子选型问题

输电线路的绝缘配合主要是选择绝缘子型式、绝缘子串片数和空气间隙。根据重冰区输变电示范工程的需求,总结国内外研究现状和大量试验结果,比较了多种大吨位瓷绝缘子和玻璃绝缘子的覆冰闪络特性,利用所得结果选取了重冰区输电线路悬式绝缘子型号及串型。结果表明:XZP-300瓷绝缘子串覆冰闪络电压比XZP-210高,LXZP300玻璃绝缘子串覆冰闪络电压比LXZP-210高;间插布置绝缘子串和"V"型串绝缘子串冰凌桥接的速度变慢,饱和覆冰量大于常规悬垂串;重冰区线路可以采用考虑大吨位瓷绝缘子和玻璃绝缘子间插式的布置和"V"型绝缘子串相结合的方式,改善绝缘子串的防冰闪特性。     

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。     

高海拔、污秽、覆冰环境下超高压线路绝缘子交直流放电特性闪络电压校正研究

根据在人工气候室内对交流160kN级染污瓷质、玻璃及35KV合成绝缘子以及一种形式的直流绝缘子大量的试验研究结果，得出了绝缘子在高海拔，污秽及覆冰条件下不同绝缘子的闪络特性，并分别分析了无覆冰时不同气压，污秽对绝缘子交，直流闪络电压的影响和高海拔污秽地区绝缘子覆冰量的变化对交直流闪络电压的影响；提出了不同海拔高度、污秽程度及覆冰量条件下试验中的各种绝缘子的交、直流闪络电压的初步校正公式及相应的特征指数，本文试验研究结果认为；绝缘子闪络电压随海拔升高，污秽加重和覆冰增加而呈幂函数或指数函数降低，而表征其下降速度的特征指数则与绝缘子型式，电压类别、污秽程度及覆冰量有一定关系。     

覆冰绝缘子串的交流闪络特性和放电过程

为了解长串绝缘子在高海拔下的冰闪特性,在气候室内对XP-70、XWP2-160绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子进行了人工覆冰电气试验研究。结果表明:气压对覆冰绝缘子串冰闪电压的影响与污秽绝缘子的相似,3种绝缘子的气压影响指数分别为0.64、0.55和0.69;在不同气压下冰闪电压与绝缘子串长均呈线性关系;绝缘子串覆冰以后的电压分布发生变化且受冰的状态的影响,这个变化是覆冰绝缘子串电气特性下降的主要原因;覆冰绝缘子串的局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污秽绝缘子长,且受冰层的融化和冰凌状态的影响;覆冰绝缘子的临界闪络电流大于污秽绝缘子,且与绝缘子串长和类型有关,其原因有待进一步研究。     

输电线路绝缘子串防冰闪措施研究

2008年1—2月,南方地区严重的冰灾事故给部分地区电网造成了巨大的损失,绝缘子串冰闪是造成这次冰灾事故的主要因素之一,因此预防绝缘子冰闪对于保证覆冰地区输电线路安全运行十分重要。通过对绝缘子冰闪机理进行分析,文章比较了3种预防输电线路绝缘子串冰闪措施的特点,指出绝缘子串发生冰闪的主要原因是绝缘子串电压分布畸变和冰凌桥接导致融冰时形成了连续高电导水膜,并指出在一些防冰闪措施中,防污闪复合涂料(permanent room temperature vulcanized anti-contamination flashover composite coating,PRTV)并不能有效防止绝缘子覆冰,且会降低绝缘子冰闪电压,因此笔者不推荐采用PRTV预防冰闪。同时,因V型串和间插方式可有效调高绝缘子冰闪电压,这种方式在覆冰地区输电线路设计和改造中较实用。     

绝缘子覆冰闪络的主要影响因素分析

根据覆冰闪络发展过程中泄漏电流的变化情况,阐述了绝缘子覆冰闪络的形成过程,并根据绝缘子覆冰闪络机理,从覆冰类型、覆冰量、污秽度、覆冰水电导率以及绝缘子串类型、海拔高度等主要影响因素对绝缘子覆冰闪络电压进行分析,认为雨凇、混合凇和硬雾凇是造成绝缘子覆冰闪络的主要原因.实验结果表明,覆冰水电导率对绝缘子冰闪电压的影响很大,...     

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。