低气压下绝缘子串直流污闪放电模型及验证

为揭示低气压下染污绝缘子串闪络机理,并为低气压地区外绝缘选择和设计提供参考,在人工气候室模拟低气压条件,以7片串XP-160绝缘子为例,进行了不同低气压、污秽下绝缘子直流放电特性试验研究,并拍摄了其放电过程。试验结果表明:低气压下直流污闪放电过程中局部电弧存在飘弧现象,因此提出低气压下染污绝缘子串直流放电过程的电路模型是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型计算所得的临界污闪电压与实测值的误差在10%以内;揭示了静电力和热浮力随气压变化规律的差异是低气压下局部电弧发展中飘弧现象更严重的主要原因。     

染污绝缘子串直流污闪放电的电路模型

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要以平板模型为基础。以7片串XP–160绝缘子为例,开展染污绝缘子串直流污闪电路模型的研究。根据高速摄像机拍摄的结果得知,染污绝缘子串直流污闪放电过程中局部电弧存在飘弧现象,即局部电弧由沿面电弧和空气间隙电弧2部分组成;提出染污绝缘子串直流放电过程的电路模型由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型推导得到染污绝缘子串直流污闪电压的污秽影响特征指数在0.22~0.34之间,并从理论上解释了不同型式绝缘子污秽影响特征指数存在差异的原因。     

低气压下绝缘子串直流污闪放电过程

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要是以平板模型为基础.本文借助于高速摄像机开展低气压下绝缘子串直流污闪过程研究,结果表明,低气压下绝缘子串直流污闪放电过程中局部电弧的产生与发展存在随机性,且存在多电弧现象;局部电弧发展过程中存在飘弧现象,即局部电弧由沿面电弧和空气间隙电弧两部分组成;低气压下染污绝缘子串闪络距离小于爬电距离;染污绝缘子串直流起弧电压比闪络电压约低15%～35%;低气压下染污绝缘子串更容易起弧,且海拔越高,局部电弧的燃弧时间越短;局部电弧形状与污秽、气压等有关.     

染污绝缘子串直流污闪放电模型及验证

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要是以平板模型为基础.本文以7片串XP-160绝缘子为例,开展染污绝缘子串直流污闪放电模型研究.提出染污绝缘子串直流放电过程的电路模型是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型计算所得的临界污闪电压与实测值的误差在7%以内;得到泄漏电流大于200mA时,染污绝缘子串局部电弧的综合受力中热浮力起主导作用,解释了局部电弧发展中存在飘弧现象的原因.     

低气压下空气间隙电弧对覆冰绝缘子串直流闪络的影响

覆冰绝缘子串在直流闪络过程特别是低气压条件下中易产生空气间隙电弧形成"飘弧"现象,飘弧易桥接覆冰绝缘子串,且空气间隙电弧和冰面电弧具有不同的伏安特性,而传统的覆冰绝缘子串直流闪络模型由冰面电弧和剩余冰层电阻构成,没有考虑空气间隙电弧,在低气压下计算结果与实际情况相差较大。为了解此一现象,首先从理论上分析了飘弧对低气压下覆冰绝缘子串直流闪络电压的影响,建立了考虑和忽略空气间隙电弧的覆冰绝缘子串直流闪络模型,根据理论模型计算了相应的闪络电压,并与试验结果进行了比较分析。试验与理论计算结果表明,飘弧现象随着气压的降低和绝缘子串覆冰及污秽的程度增加而增加,低气压下进行绝缘子串直流闪络建模、预测和特性试验时应考虑空气间隙电弧及其飘弧的影响。     

迎/背风侧不均匀污秽下绝缘子直流污闪建模

绝缘子表面不均匀积污会影响其电气特性。运行环境下绝缘子串迎风面和背风面污层分布不均匀,且根据人工污秽试验结果,这会导致绝缘子闪络耐受梯度降低。在此基础上,文中提出了考虑绝缘子迎/背风面不均匀污层的计算剩余污层电阻方法,并建立了相应的直流污闪动态电弧模型,同时开展了人工污秽模拟验证试验;继而,基于动态闪络模型,对不同不均匀染污程度下的绝缘子表面泄漏电流、剩余污层电阻进行了计算及分析,揭示了迎/背风侧不均匀污秽对绝缘子直流污闪的影响。研究结果表明,迎/背风侧不均匀污层造成污闪过程中的绝缘子剩余污层电阻减小,减小幅度可达50%;背风侧面积比例T对绝缘子直流污闪过程的影响小于迎/背风面染污不均匀度J。研究结果可以为复杂环境下的架空线路外绝缘配置及选型提供参考。     

可溶性污秽成分对绝缘子交流闪络特性的影响

为研究污秽成分对外绝缘的影响,根据国内外研究现状,选取6种典型可溶盐成分,以3片XP-160标准瓷绝缘子串为研究对象,试验研究其在不同污秽成分下的交流闪络特性。研究结果表明:不同污秽成分下绝缘子表面的污层电导率存在差异,从而影响绝缘子串的闪络特性;部分特殊成分的受热分解特性以及难溶性对绝缘子的闪络电压有明显影响;污秽成分对绝缘子闪络电压的影响不仅仅体现在其对污层电导率或者等值盐密的影响,其对电弧放电过程中热电离的影响也是重要因素之一;运用等值盐密计算闪络电压的经验公式具有一定的缺陷,本文通过试验得出的修正系数可提供一定参考。     

覆冰绝缘子长串交流闪络特性和放电过程研究

文中人工气候室模拟覆冰和低气压条件对XP-70、XWP2—160绝缘子（长）串和FXBW4-110／100合成绝缘子的交流闪络特性进行了试验研究，分析了覆冰绝缘子长串的电位分布和闪络前的泄漏电流；根据高速摄像机拍摄的照片，分析了覆冰绝缘子长串的闪络过程。结果表明，气压对覆冰绝缘子长串的闪络电压影响的特征指数与污秽绝缘子一致，覆冰是一种特殊的污秽形式；在试验研究的串长范围内，闪络电压与串长成线性关系；绝缘子串覆冰后电位分布的变化是覆冰绝缘子串闪络电压下降的主要原因，但其局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污闪过程长，且受冰层的融化和冰凌状态的影响严重。     

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。     

污秽绝缘子闪络特性研究现状及展望

文章综述了几十年来国内外对污秽绝缘子闪络特性的研究状况,包括污秽绝缘子运行状态的表征方法、污秽绝缘子闪络电压与污秽或气压之间的关系以及尚未解决的问题。同时对未来绝缘子污秽特性的研究进行了展望,指出了污秽绝缘子人工试验方法、低气压、覆冰(雪)、酸雨(雾)等复杂环境下的长串绝缘子闪络特性、污秽等级划分的修订等是今后的研究重点。     

低气压下绝缘子短波头操作冲击污闪特性

在操作冲击下绝缘子也会发生污闪,且随着海拔升高或气压降低,绝缘子操作冲击污闪电压还将降低。为满足我国高海拔地区污秽绝缘选择的需要,文章在人工气候室模拟不同海拔条件下的低气压,通过试验研究了清洁和染污7片串XP-160绝缘子在短波头操作冲击下的污闪特性,得出了盐密、气压、温度对污秽绝缘子50%操作冲击闪络电压影响的关系式,确定了三者的影响特征参数。研究结果表明,与清洁绝缘子的干闪和雾闪电压相比,污秽绝缘子在操作冲击下的污闪电压明显降低,因此工程设计时应考虑污秽绝缘子的操作冲击放电特性。     

气压对绝缘子串直流污闪特性影响

低气压下污秽绝缘子的电气性能相对清洁绝缘子将降低,但气压对绝缘子串直流污闪特性的影响,目前仍缺乏系统的研究。本文对7片串XP—160盘形悬式绝缘子和特高压复合绝缘子短样的直流污闪特性进行了研究,分析表明绝缘子串直流污闪放电过程中局部电弧的特性决定气压影响特征指数n,不同型式绝缘子串n值存在差异的原因是放电过程中局部电弧飘弧造成的。     

低气压下的直流电弧特性

低气压下绝缘子污闪放电过程中局部电弧存在飘离绝缘子表面形成空气间隙电弧的现象。为研究低气压下沿面电弧和空气间隙电弧特性并确定二者的差异,利用三角形玻璃平板和铜球电极在人工气候室分别测试了低气压沿面直流电弧和空气间隙直流电弧特性。结果表明:随着气压降低,沿面直流电弧和空气间隙直流电弧的E-I特性明显下降;同等条件下,单位长度沿面直流电弧电压高于单位长度空气间隙直流电弧电压;泄漏电流为0·1~0·5A时,空气间隙直流电弧和沿面直流电弧的E-I特性均可按幂指数或线性表示;空气间隙直流电弧特性受气压的影响程度较沿面直流电弧特性大。研究结果为进一步揭示低气压下绝缘子串直流污闪放电机理打下了基础。     

污秽绝缘子闪络电压值的估算

本文导出了计算污秽绝缘子剩余污层电阻的解析式,从而不必化为等效矩形,就可直接估算实际绝缘子的污闪电压。本文编制了复杂形状实际绝缘子直流和交流污闪临界条件的计算程序,该计算程序考虑了局部电扼对绝缘子伞研的桥络现象,电弧飘离绝缘子表面以及临闪阶段相串联的电弧数目等多种电弧现象对污闪电压的影响。理论计算结果和试验结果是相符的。     

低气压下XP-160型绝缘子覆冰交直流闪络特性比较

低气压、污秽及覆冰共存的环境下绝缘子的电气性能将大为降低,国内外在该领域已进行了较多的研究,但是关于该环境下绝缘子在交、直流电压下闪络特性差异的研究却鲜见报道。作者在大型多功能人工气候室对7片串XP-160盘形悬式绝缘子进行人工覆冰闪络试验,研究了固体涂层法和覆冰水电导率法2种染污方式下气压和污秽对绝缘子串覆冰闪络电压...     

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。