盐雾对“棒-板”间隙交直流击穿电压的影响

棒-板间隙击穿电压往往比其它形式间隙低,因此,用棒-板间隙模拟盐雾对输电外绝缘影响的最严重情况具有参考意义。首先设计搭建了人工雾室,然后进行了棒-板间隙盐雾条件下的交直流电压击穿试验和相关的模拟仿真计算分析。结果表明,盐雾及水雾的存在影响间隙击穿电压大小,其改变程度主要受间隙距离影响,且在交直流电压下存在一定差异。间隙距离小于6 cm时,雾的存在使得间隙交流击穿电压降低最高达16.1%,直流击穿电压降低幅度达49.6%;长间隙下雾对击穿电压影响较小,均在4%以内。研究结果可为实际运行中盐雾所引发的高压输电线路空气绝缘击穿等事故的分析与防范措施的制定提供较好地支持。     

沙尘环境下棒–板间隙的雷电冲击击穿特性

沙尘天气会威胁高压输变电外绝缘的安全运行,因此有必要加强相关的研究。为此通过建立人工沙尘放电试验平台,开展了沙尘环境下棒–板间隙雷电冲击击穿特性试验,选用石英砂来模拟现实中的沙尘环境,对比分析了不同间隙距离下,沙尘间隙和空气间隙的雷电击穿电压。结果表明:沙尘环境下,间隙的雷电冲击击穿电压会降低,降低幅度最多可达15%。但试验研究发现,存在例外的一小段间隙距离区段,沙尘条件下的负雷电冲击击穿电压反而会升高,升高幅度最多可达20%。对于大间隙,沙尘对放电的影响将随着间隙距离的增大而减弱。对试验结果与现象,应用流注理论、表面光致电离等机理进行了分析。相关结论为沙漠地区输电线路运维提供了参考。     

沙尘条件下电极布置对棒—棒短空气间隙工频放电特性的影响

鉴于目前国内外学者在进行沙尘环境下典型空气间隙的放电特性研究时,电极的布置方式均为风沙两相流向与电极的布置方式垂直,而实际输电线路的外绝缘在沙尘天气中对应的电极布置应与风沙两相流同向,国内外学者对此种电极布置下的放电特性却少见研究。文中基于风沙环境模拟系统研究了风沙两相流与电极方向垂直与同向这两种电极布置下棒—棒短空气间隙的工频击穿特性,在0～20 cm的棒—棒短空气间隙范围内,分别针对无风无沙、有风无沙和有风有沙3种情况下的分别开展试验研究,研究表明:当风沙两相流向和电极布置垂直时,风沙条件对间隙击穿电压的影响与距离有关;当风沙两相流与电极布置同向时,在试验的间隙距离范围内,风沙环境会显著降低击穿电压;当间隙距离较大时,风沙与间隙同向布置时击穿电压更低,因此在进行沙尘地区输电线路外绝缘设计时,应当考虑电极的布置方式这一因素对典型空气间隙击穿特性的影响。文中的研究成果不仅限于沙尘条件下棒—棒短空气间隙的工频放电特性,而是可为研究沙尘条件下长空气间隙的放电特性提供了一个新的思路—即考虑电极布置方式,进而更合理地指导沙尘地区输电线路的外绝缘设计。     

雾对棒-板空气间隙交流放电特性的影响

目前有关雾中棒-板空气间隙交流放电特性的研究较少。为此,在人工气候室内利用超声波雾发生器对不同湿润条件和雾环境下的棒-板空气间隙交流放电进行多次试验,得到了雾水质量浓度、电导率和温度对不同棒-板空气间隙距离(5、10、15 cm)交流放电电压的影响规律;并在综合考虑雾水质量浓度、电导率影响的基础上,得到了该放电电压的计算式。结果表明,棒-板空气间隙的雾中交流放电电压比其在干闪下有所增加,5、10、15cm间隙的击穿电压比干闪时增加了3.1%~4.7%;随着雾水质量浓度的增加(1~4 g/m3),放电电压先上升后下降,且在3 g/m3时达到最大;此外,相比雾水电导率为100μS/cm的情况,雾水电导率为5 150μS/cm时的间隙击穿电压在雾水质量浓度为1、2、3、4 g/m3时分别降低了2.70%、2.72%、4.99%、9.07%。利用所提出的计算式得到的结果与试验结果的偏差7.3%。     

雾霾模拟环境下棒-板间隙交流放电特性研究*

目前国内外学者对雾中棒-板间隙交流放电特性做了大量研究,但往往忽略了灰霾颗粒的影响,且尚未深入研究雾与雾霾环境下棒-板间隙交流放电特性的区别,因此设计了雾霾模拟装置对棒-板间隙进行交流放电特性研究.在纯雾、纯灰霾及雾霾三种环境下进行棒-板间隙的交流放电试验,比较了棒-板间隙交流放电特性的区别,分析了雾霾颗粒对棒-板间隙交流放电特性的影响机理.结果表明:该模拟装置能模拟自然雾霾;纯雾环境下,棒-板间隙击穿电压随雾浓度呈先增后降的趋势;纯灰霾环境下,灰霾颗粒粒径小于10μm时的击穿电压低于干燥空气击穿电压,颗粒粒径大于10μm时的击穿电压高于干燥空气击穿电压,在粒径相同的条件下,击穿电压与灰霾浓度及成分都相关;雾霾环境下,间隙击穿电压高于干燥空气击穿电压,低于纯雾条件下间隙击穿电压,与雾霾粒径大小呈负相关,不同雾霾浓度下的间隙击穿电压会因雾霾成分而变化.     

淋雨对短空气间隙操作冲击放电影响的实验研究

为研究降雨条件下空气间隙的操作冲击放电特性,通过实验对比研究获得了干燥和淋雨条件下间隙距离为10～60 cm球-板、棒-板间隙正极性操作冲击放电曲线。研究表明淋雨造成球-板间隙正极性操作冲击击穿电压降低幅度大于棒-板间隙;雨量大小对棒-板间隙击穿电压的影响不明显;雨量为0.5～3.9mm/min时,直径10cm球电极间隙距离30cm,操作冲击击穿电压较干燥条件降低15.8%～32.6%;雨水电导率为100～2000μS/cm时,击穿电压随电导率的增加而降低,但随着间隙距离的增加,球-板、棒-板间隙操作冲击击穿电压降低幅度减弱,且雨水电导率对球-板间隙操作冲击击穿电压的影响更为明显;雨水的存在会使放电时延较干燥时有变短趋势,使间隙在波前击穿的几率增大,且雨水通道会影响放电的发展路径。     

导线布置方式对棒–线长空气间隙负极性操作冲击放电特性的影响

空气间隙的负极性操作冲击放电特性受电极布置方式的影响。为了深入研究导线布置方式对棒–线间隙负极性冲击放电特性的影响,采用80/2500μs、20/2500μs负极性操作冲击电压波放电1000多次,试验研究了导线半径、高度和接地方式对棒–线间隙50%负极性操作冲击放电电压的影响以及导线接地方式对棒–输电线路组合间隙负极性操作冲击放电特性的影响。试验结果显示:棒–线间隙50%放电电压随着导线半径的增大而减小,棒–不接地线间隙比棒–接地线间隙的50%放电电压高;悬浮导线的感应电压随着间隙距离d增大先增大后减小;线接地方式不影响0.8m棒–线间隙流注放电过程,但影响棒–输电线路组合间隙放电路径的概率分布,对组合间隙放电电压和放电时间无影响。该研究工作可为电力系统外绝缘及线路防雷设计提供参考。     

雾霾对冲击放电路径影响特性的分析

由于经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快,雾霾现象日趋严重,这些雾霾多发地区是我国输电走廊或用电高负荷密度地区。为研究雾霾对放电发展的影响,利用水雾、粉煤灰等模拟雾霾天气,采用雷电冲击电压进行了雾霾对击穿电压和放电路径影响的实验研究。研究结果表明:当雾霾的粒径范围<0.01mm时,雾霾间隙的击穿电压始终较空气间隙的高,放电路径选择雾霾的概率<50%;当粒径范围为0.01～0.1mm时,正电压下选择概率<50%,雾霾间隙的击穿电压较空气间隙的高,而负电压下选择概率>50%,雾霾间隙的击穿电压较空气间隙的低。雾霾中放电发展是电场的畸变和雾霾颗粒与粒子间作用联合影响的结果。     

降雨对棒-棒短空气间隙交流击穿电压的影响

随着电压等级的提升,输电线路以及变电站雨闪事故越来越严重。目前国内外学者对于降雨条件下间隙放电特性的研究有了一定进展,但对于降雨条件下短空气间隙放电特性及机理没有明确结论。通过搭建降雨模拟试验平台,研究降雨强度、雨水电导率、降雨角度对棒-棒短空气间隙交流击穿电压的影响,其中降雨强度为1.8~5.4 mm/min,雨水电导率为200~3 000μS/cm,降雨角度为0°和90°。分别测量2~10 cm间隙下的击穿电压。试验结果表明:降雨强度对棒-棒短空气间隙交流击穿电压的影响明显。降雨强度和雨水电导率的增加都会使交流击穿电压降低,同时,降雨角度也会对交流击穿电压产生影响。     

多种污染因素对尖—板空气间隙放电电压的影响

本文研究了多种大气污染因素对尖一板空气间隙放电电压的影响。清洁雾有助于提高空气间隙的放电电压,特别是雷电冲击放电电压;盐雾对冲击放电电压也有提高,但却使交流放电电压有所降低;固体微粒对间隙的击穿强度没有明显的影响;只要间隙中不形成连续不断的水流,高压电极上出现的水滴对闪络电压也无影响;内燃机的排气对操作波放电电压没有影响,但却使工频电压下降约20%左右。     

雾水电导率对输电线路交流电晕特性的影响

导线电晕放电会产生能量损失、无线电干扰、可听噪声等效应,但目前关于雾的电导率对导线电晕特性的影响研究还较少。为此,采用超声波雾发生装置,产生不同电导率的雾水,在自制电晕笼中试验研究了雾水电导率对输电线路导线交流电晕特性的影响。研究结果表明:雾水电导率对交流输电线路导线电晕的产生存在显著影响;雾水电导率越高,导线周围空气就越容易发生电离;附着在导线表面的雾颗粒形成小的放电尖端,使导线表面电场发生畸变,雾水电导率越高,畸变就越严重,使导线起晕电压越低。因此输电线路电晕限制条件应考虑雾水电导率的影响。     

用盐雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性

针对空气污染导致雾水电导率增大,复合绝缘子污闪概率也随之增加这一情况,提出了用盐雾法研究复合绝缘子污秽闪络特性。在人工雾霾模拟实验箱内,通过控制雾水电导率和雾水含量,用均匀升压法对蒸汽雾生成到消散两个阶段对绝缘子进行大量试验,记录闪络电压,并用高速摄像仪观察闪络路径。结果表明:空气中雾水含量低时,雾水电导率对绝缘子闪络电压作用不明显;随着雾水含量增加,增大雾水电导率对绝缘子闪络电压作用明显。且干净复合绝缘子在其注塑痕迹处发生起弧和闪络的概率较高,而对于染污绝缘子该痕迹对闪络影响不大。     

长空气间隙放电特性研究综述

为获得长空气间隙在不同间隙距离、不同电压类型、不同电极结构下的放电规律,介绍了国内外长空气间隙放电特性研究的代表性成果,分析了棒-板和棒-棒间隙在不同间隙距离、不同冲击电压波前时间下的放电特性,给出了典型的放电特性曲线。对美国、日本和中国开展的输变电杆塔间隙试验结果进行了分析,介绍了线路和变电站相-地和导线相间空气间隙试验结果,对比了不同塔型结构条件和波形条件的影响。研究表明随间隙距离的增大,棒板间隙临界放电电压对应的波前时间逐渐增大;塔宽对杆塔间隙操作冲击下的放电电压有明显的影响;随着操作冲击电压的升高,海拔对操作冲击放电电压降低的作用减小。该综述是对目前国际上典型间隙和输变电间隙放电特性研究成果的总体分析,可为绝缘设计提供依据。     

高海拔直流外绝缘试验研究

高海拔直流外绝缘问题一直是制约高海拔地区超特高压直流输电工程设计的技术难题。为此,依托昆明特高压实验室在实际高海拔条件下,对特高压直流输电工程外绝缘特性进行了系统研究。研究了±800 k V全尺寸悬式和支柱绝缘子直流污闪特性,以及典型电极和±800 k V直流线路塔头空气间隙放电特性。结果表明,在高海拔条件下,随着线路悬式复合绝缘子和换流站支柱绝缘子串长的增加,其50%污秽耐受电压均成线性增加关系;随着典型长空气间隙和±800 k V直流线路塔头间隙距离的增大,其50%雷电冲击和直流放电电压均成线性增加。该研究成果已应用于高海拔特高压直流输电工程外绝缘的设计和复合绝缘子产品的开发,并取得了良好的社会和经济效益。     

大气压下湿度对气隙流注放电及击穿的影响

空气中存在的水汽会使空气介电特性发生改变，严重影响输电线路外绝缘特性。为此通过理论及实验研究了湿度对流注放电的影响。理论方面通过Wieland近似法对湿空气的放电参数进行修正，对比分析了干洁空气与湿空气的放电参数，计算了不同湿度下针板气隙流注放电参数，提出了湿空气下流注起始、传播判据以及击穿电压计算方法。实验方面搭建流注放电室，进行棒板间隙流注放电实验，实验结果与理论计算结果相符。湿空气放电参数表明：低电场下(E/p<0.3V/(cm·Pa))湿度增大对电离系数影响不大，强电场情况下湿度对电离系数有着明显的促进作用；低电场时附着系数随湿度增大而增大，强电场时附着系数随湿度增大而减小；针板间隙流注计算结果表明湿度增大会使流注峰值电子密度、流注半径增大，流注传播速度加快；棒板击穿实验及击穿电压计算结果表明，当湿度较低时，湿度对击穿电压的影响不大，当相对湿度达到约94%时，湿度增大使得击穿电压明显提升。     

雾霾天气对输变电设备外绝缘的影响

从输变电设备防污闪角度讲,雾霾与传统的湿沉降、污(脏)雾是同一概念。雾霾对输变电设备外绝缘影响的研究,主要包括雾霾的理化特征、雾霾对绝缘子表面污秽度的影响、雾霾的模拟及其对绝缘子污闪电压的影响等内容。文章重点介绍了20世纪90年代以来北京、上海两地开展的试验研究工作:大气污染易演变成霾与雾霾天气,导致输变电设备外绝缘表面湿沉降的增加。雾霾脏污程度可用雾水电导率表征,雾霾的持续作用可使绝缘子表面污秽度有限增大,绝缘子污闪电压有所降低。近年来,国网公司系统坚持"绝缘到位,留有裕度"的防污闪方针,成功地抵御了雾霾天气对输变电设备的侵袭,遏制了大面积污闪事故的发生,线路污闪跳闸率降至历史最低水平。     

应用人工神经网络预测棒-板短空气间隙在淋雨条件下的交流放电电压

为了获得降雨条件下能预测空气间隙击穿电压的数学模型,根据在人工气候室试验得到的降雨条件下空气间隙击穿电压数据,运用神经网络原理,建立了降雨条件下的交流棒-板短空气间隙击穿电压的人工神经网络模型。利用该模型可以对一定降雨条件下的交流棒-板短空气间隙击穿电压进行预测,预测结果满足精度要求,同时,该文根据建立的人工神经网络模型模拟了降雨时单个及多个环境因素对空气间隙击穿电压的影响,并对模拟结果进行了分析,结果表明:大气压强一定时,随着降雨强度、雨水电导率的增加以及环境温度的降低,空气间隙的击穿电压随之降低;当降雨强度、雨水电导率和环境温度其中任一环境因素改变时,另两个因素对空气间隙击穿电压的影响程度也随之改变。人工神经网络模型对训练数据的依赖较大,对训练范围以外的数据预测精度较差。     

高温状态下棒-板间隙的冲击击穿特性研究

研究了高温状态雷电冲击和操作冲击作用下的空气间隙击穿特性 ,发现雷电冲击棒 -板间隙击穿电压随温度升高而下降 ,其规律符合 U=U0 δ0 .5。负极性操作冲击击穿电压随温度增加下降速度大于雷电冲击 ,正极性操作冲击击穿电压先随温度增加而下降 ,再随温度增加而增高 ,温度 5 70K时间隙击穿电压达最大值 ,其后又随温度增加而下降     

大气环境中可溶盐等效浓度的测量方法及装置

绝缘子积污与大气污染物浓度有密切联系。为了研究大气污染物对绝缘子表面积污的影响,从输变电设备外绝缘角度描述雾霾、沿海等条件下空气的脏污程度,文中提出大气环境可溶盐等效浓度的概念,并给出相应的测量方法。首先利用气泵将一定量的被测气体抽入给定体积的溶液中,通过测量溶液的电导率和温度,计算单位体积大气中可溶盐的等效含量,实现了一定时间内环境里的可溶盐等效浓度测量。人工盐雾试验结果表明:大气可溶盐等效浓度直接反映了大气雾浓度和雾水电导率的综合作用,相同雾浓度下,雾水电导率越高,大气可溶盐等效浓度越大,而雾水电导率相同时,雾浓度越高,可溶盐等效浓度的测量值越大。     

雾水电导率对FXBW-35/70复合绝缘子交流雾闪特性的影响

目前的染污绝缘子的电气特性主要采用在蒸汽雾湿润条件下进行。试验经验表明,蒸汽雾湿润过程中绝缘子湿润时间难以控制,且试验过程中雾室内的温度也上升,这些影响因素使蒸汽雾试验与自然条件下绝缘子闪络时的环境条件明显不同。文中在人工气候室内利用超声波雾发生装置研究了复合绝缘子FXBW-35/70的交流雾闪特性。试验结果表明,不同雾水电导率下,绝缘子的闪络电压随着染污盐密ESDD的增加而降低,并呈负幂指数函数变化关系;随着雾水电导率的增加其闪络电压也降低,其可以表示为负指数函数关系。在输电线路外绝缘设计时应考虑雾的染污程度的影响,研究结果可为工程应用提供有价值的参考。