复合Ⅰ型绝缘子的直流鸟粪闪络特性研究

为减少鸟害事故发生,提高线路运行可靠性,文中对鸟粪闪络特性进行了试验研究。以复合I型绝缘子为研究对象,采用浸渍有鸟粪模拟液的棉布条来模拟鸟粪,试验模拟研究了在直流电压下,鸟粪在均压环正上方和侧上方下落时,其空间位置对起晕电压、击穿电压和击穿场强的影响。研究表明,当模拟鸟粪与均压环距离增大时,击穿电压升高,击穿场强会随着间隙距离的增大而逐渐降低,距离达到一定值之后,接近于棒-棒间隙的击穿电场强度。最后,利用COMSOL有限元仿真软件计算了含模拟鸟粪的空间电场分布。试验和仿真结果对输电线路的建设和维护有一定的参考价值。     

110 kV复合I型绝缘子鸟粪闪络影响因素研究

鸟粪闪络是架空输电线路涉鸟故障的主要形式之一,严重影响电网的运行可靠性。为明确不同因素对110 kV复合I型绝缘子鸟粪闪络的影响情况,通过设计并搭建试验平台模拟鸟粪闪络试验,研究鸟粪粘度、电导率、有无均压环对鸟粪闪络的影响;通过电场仿真,研究鸟粪滴落路径对鸟粪闪络的影响。结果表明,在距离复合绝缘子大伞裙边沿15～21 cm情况下,鸟粪粘度越大,闪络概率越高,粘度相同,鸟粪电导率越大,闪络概率越高;复合绝缘子安装均压环比不安装时更易发生闪络;鸟粪平面与导线平面越靠近,临界闪络距离越大且不呈线性关系。     

330 kV输电线路复合绝缘子鸟粪闪络特性研究

2011年以来,宁夏地区330 kV线路多次发生鸟害故障跳闸,严重威胁了宁夏电网的安全稳定运行。目前国内外对于引起330 kV线路的鸟粪闪络机理及其影响因素仍缺乏研究。文中首先研究了低温环境下染污硅橡胶的憎水特性,然后基于鸟粪下落过程中最大连续长度与鸟粪参数的关系,试验研究了鸟粪下落方式、下落通道、电导率、粘度、体积、下落位置和相对湿度等对330 kV复合绝缘子闪络特性的影响。试验结果表明,330 kV复合绝缘子的鸟粪闪络概率随距离的减小、鸟粪长度的增加而增加;鸟粪脱离横担比未脱离横担下落时发生闪络的概率更低;带均压环比不带均压环时绝缘子更易发生闪络;当鸟粪体积、鸟粪电导率、空气相对湿度越大时,发生鸟粪闪络的概率越大。     

高海拔地区直流输电线路鸟粪闪络模拟试验研究

为掌握高海拔地区直流架空输电线路的鸟粪闪络特性,在海拔高度为4 300 m的西藏羊八井高海拔试验基地对直流V串绝缘子的鸟粪闪络问题进行了试验研究。研究表明:中等黏度的鸟粪易于形成连续的鸟粪通道,闪络概率较高,且正极性的鸟粪闪络概率略高于负极性;在1.9～20.9 mS/cm的电导率范围内,鸟粪电导率对鸟粪闪络概率影响很小;增加垂直间隙距离可降低鸟粪闪络概率。基于试验提出了±400k V柴拉直流线路垂直间隙距离推荐值,考虑风偏修正和鸟类泄粪角度的影响,在4 500～5 000 m海拔地区,防护半径宜设置为3.5 m。鸟粪闪络属于空气间隙击穿与沿鸟粪通道沿面放电相结合的混合放电过程,在海拔高度4 300 m处,其间隙最低击穿电位梯度约为2.1 kV/cm,鸟粪与均压环间隙的放电可近似等效为棒–棒间隙。     

模拟鸟粪条件下110 kV绝缘引流线闪络特性研究

通过对宁夏地区鸟害事故和引流线故障的统计,分析了鸟粪引起引流线故障的原因。采用金属导体模拟鸟粪,在工频条件下研究了不同结构参数对绝缘引流线闪络特性的影响,并结合仿真分析,获取了绝缘引流线绝缘层厚度、导体直径、端部形状等参数对绝缘引流线闪络特性的影响规律。结果表明：相较于导体直径,绝缘层厚度对绝缘引流线闪络特性的影响更大,且在一定范围内,绝缘层厚度越大,闪络电压越大;绝缘引流线沿面闪络电压与沿面距离的增加并非一直呈正相关关系,而是在一定范围内,随沿面距离d的增加而升高,之后趋于平稳而接近于某峰值;加装终端头可增加绝缘引流线的沿面爬电距离,能有效提高绝缘引流线的闪络电压,而且还能有效阻碍沿面电弧的发展,对于绝缘引流线沿面闪络现象发生具有明显的改善作用。     

110kV输电线路复合绝缘子鸟粪闪络仿真研究

鸟害是影响输电线路安全运行的重要因素.为定量分析鸟粪在绝缘子附近滴落时的空间电场分布情况,对110 kV复合绝缘子鸟粪闪络开展仿真计算,研究不同因素对电场的影响.结果表明:鸟粪连续通道越长、距离绝缘子越近,发生闪络的概率越高;均压环的存在缩短了高、低压端之间的距离,会提高闪络概率;鸟粪滴落路径对闪络概率影响较大,当鸟粪与导线异面时闪络概率最低;最后结合仿真结果,提出新的鸟粪闪络防护范围,并对输电线路防鸟害工作提出了建议.     

330 kV输电线路鸟粪闪络仿真研究

2011年以来宁夏地区330 kV线路先后多次发生鸟害故障跳闸,因此文中对330 kV输电线路复合绝缘子的鸟粪闪络展开了仿真研究。仿真了绝缘子I串和V串布置情况下鸟粪对绝缘子附近空间电场的影响,分析了鸟粪的长度、位置以及悬浮鸟粪的存在对电场的畸变效应,接着讨论了分裂导线以及屏蔽环对于电场的影响。结果表明,当鸟粪通道位于绝缘子附近时,电场畸变比较明显;悬浮鸟粪的存在会增加电场的不均匀度,更易引发闪络;分裂导线降低了电场的不均匀度,对鸟粪闪络具有抑制作用;屏蔽环缩短了高低压端之间的距离,增加了闪络的可能性。     

覆冰绝缘子直流闪络特性研究现状

在总结大量文献研究成果基础上 ,从闪络特性和机理等方面分析了覆冰绝缘子直流闪络的各种影响因素。结果表明 :闪络电压与覆冰类型、覆冰水电导率、覆冰量及气压等有关 ;长串的直流闪络梯度较短串小 ,闪络频率与电压梯度成正比 ;闪络是由持续、高幅值的泄漏电流融化冰层所致。并提出了覆冰绝缘子闪络特性方面亟待研究的课题。     

覆冰绝缘子直流放电过程及特性

根据大量试验结果,本文给出了覆冰绝缘子的最低闪络电压与覆冰量、冰水电导率以及临界泄漏电流的关系曲线,分析了覆冰绝缘子的直流闪络过程。     

电晕放电对声发射式绝缘子污秽放电监测影响的研究

对电晕放电和污秽放电声发射信号的特征进行了分析研究。利用两者放电声发射在相位与强度上的差别,提出了识别电晕放电和污秽放电声发射信号的新方法,消除了电晕放电对污秽放电声发射信号的干扰,解决了基于声发射技术的绝缘子污闪在线监测受电晕放电影响的技术难题。     

Observation of neutral density variations accompanying streamer progression across air gaps

Neutral density variations accompanying progression of streamers across needle-to-rod air gaps of length 0.75 and 1 m were observed with the use of a laser shadowgraph system consisting of astronomical telescopes for beam expansion and reduction, and an acousto-optic laser deflector for high-speed imaging. The system had a spatial resolution of about 1 mm over an annular observation region of outer diameter 28 cm and inner diameter 11 cm, and a temporal resolution in the order of microseconds. The system was also used to observe neutral density variations accompanying shock waves which resulted from a spark discharge. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Propagation characteristics of a positive surface streamer

The potential distribution of a developing positive surface streamer was measured by the Pockels effect. The transient potential distribution along a linear path was measured at minimum resolutions of 20 µm and 2 ns. Additionally, velocity of a streamer, average electric field along a streamer, and the developing length were measured while changing the insulator thickness from 0.8 to 5.0 mm. The potential along a positive surface streamer decreases linearly with the distance from the high‐potential electrode, and its gradient is about 500–650 V/mm, which is independent of the inception voltage and the insulator thickness. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

天然酯绝缘油-纸界面的多分支流注放电仿真

油纸界面的局部放电是油浸式变压器中油纸绝缘失效的主要原因之一。本文在多分支流注放电数值模型基础上通过进一步考虑油纸界面的电荷输运特性,构建了油纸绝缘系统中的多分支流注放电模型,并利用有限元法分别对天然酯绝缘油/纸介电常数配比、针电极与纸板的间距影响下的沿面放电特性进行了研究。结果表明,针电极与纸板的间距及油/纸介电常数配比均会显著影响流注分支;针电极与纸板的间距越小,油纸界面处的流注分支间的抑制越明显,油纸界面的流注对z-轴流注的影响更显著;当绝缘油介电常数相比纸板大时,流注在油中的发展和分支更为显著,反之则流注更易沿纸板表面发展及在油纸界面聚集电荷。     

绝缘子不均匀积污成因及其对交流闪络特性的影响

在单一风向的作用下,线路运行绝缘子会呈现背风侧污秽积聚较多的现象,降低其绝缘性能。通过建立三维电场-流场耦合模型,仿真模拟污秽颗粒运动过程,揭示了绝缘子背风侧回流和涡流是造成污秽积聚的主要原因。采用人工涂污法模拟绝缘子表面迎/背风侧不均匀积污,并开展交流闪络试验,研究平均盐密(SDD)、迎风侧与背风侧盐密比(J)和背风侧面积占比(R)对平均闪络电压(U_f)的影响。结果表明,U_f随SDD的增大而降低,随J和R的增大而升高,且J在SDD较低和R较小时对U_f影响更大,R在SDD较低和J较小时对U_f影响更大。通过观测绝缘子闪络过程发现,均匀染污时放电电弧随机发展,而在不均匀染污时电弧总出现在背风侧,且升压过程中泄漏电流幅值较大。     

110kV合成绝缘子沿面电场分布的研究

在建立数学模型的基础上计算合成绝缘子沿面场强，利用二次插值有限元法计算ll0kV合成绝缘子电场分布和相同边界条件的空气间隙的电场分布情况；并将不同边界条件下的合成绝缘子的电场分布计算结果进行比较分析，结果表明在改善绝缘子电场分布的三种方法中以外加装均压环的效果最好。     

±400kV直流输电线路杆塔涉鸟故障风险区域研究

青藏地区大型鸟类活动频繁,直流线路穿越冻土区沿线基本无树木,鸟类筑巢所用废弃铁丝和鸟粪掉落会引起绝缘子周围间隙气隙击穿,造成经济损失。为了减少输电线路涉鸟故障,以青藏±400kV直流输电线路为背景,首先利用有限元法分析,模拟异物下落时绝缘子周围电场分布。研究表明,异物下落时,由于自身形成悬浮电位,导致了高压端-异物、低压端-异物两段空气间隙相继击穿,此时异物能够引起绝缘子附近气隙击穿的区域称为风险区域。在此基础上,结合海拔修正方法,提出了一种高海拔地区杆塔考虑涉鸟故障的风险区域划分方法。依据电场分析结果得到了异物在竖直下落、倾斜下落和从横担下垂三种状态下的涉鸟故障风险区域。研究结果可以为±400kV直流线路防鸟害工作提供指导,并为其他相似工程提供参考。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。     

振荡冲击电压下SF_6极不均匀场间隙的放电特性

根据IEC 60060-3所规定的振荡冲击电压波形,研究了在正极性振荡雷电冲击电压和振荡操作冲击电压下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性,包括SF6压强(P)和50%起晕电压(UP50)关系、SF6压强(P)和50%击穿电压(UB50)关系等。并且比较了振荡雷电冲击和标准波雷电冲击下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性的异同。结果表明,振荡型冲击电压因其振荡特性,使SF6极不均匀场间隙的放电次数增加,这有利用发现GIS中存在的例如导电尖刺等电极缺陷;等波头的振荡冲击波和双指数冲击波作用下SF6极不均匀场间隙的有着相似的放电特性,这对振荡型冲击波替代双指数波在较高等级的GIS现场耐压试验中的运用有重要的指导意义。