500 kV交流线路复合绝缘子并联间隙应用研究

为了设计和开发性能优良的的超高压输电线路并联间隙防雷保护装置,开展了绝缘子串并联间隙的相关研究,包括其雷电冲击放电特性试验、操作冲击放电特性试验、工频短路电流试验和工频电压分布研究。提出了一种兼具绝缘子防雷保护和工频电场均压功能的环形并联间隙,并评估了加装并联间隙后的500 kV交流线路的耐雷性能。研究结果表明,所设计的并联间隙具有绝缘子雷击闪络保护、转移疏导工频电弧和均匀电场分布的功能,使得平原地区架空线路加装并联间隙后雷击跳闸率低于0.14次/(100 km.a)。     

110kV、220kV架空输电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究

研制了110kV、220kV复合绝缘子用的并联间隙装置并分析了其防雷机理及功能：定位雷击闪络；转移工频电弧和均匀工频电场。通过对工频电弧运行过程的分析、电场分布计算、雷电冲击试验和工频电弧试验，证明了安装该装置后线路的电击跳闸虽有所增加，但雷击事故会大大降低。若采用加长型绝缘子，可使加装间隙装置后线路的雷击跳闸率不增加。     

220kV绝缘子并联间隙电场计算

绝缘子并联间隙作为一种新的“疏导型”防雷保护方式,已经逐步被电网公司所接受并列入相应的防雷要求之中。但是,目前国内对并联间隙的研究还是不多,而且主要集中在并联间隙保护原理以及间隙电极形状等方面,忽略了并联间隙对绝缘子串电场分布的影响。因此,文章选用ANSYS软件利用有限元方法对220kV输电线路采用并联间隙防雷保护装置后绝缘子串的三维电场分布进行分析计算,讨论并联间隙对绝缘子串电场分布的影响。研究认为优化设计后的并联间隙对绝缘子的电位分布有一定的均匀作用。     

110kV和220kV架空线路并联间隙防雷保护研究

研制了适用于我国110kV、220kV架空输电线路的并联间隙防雷保护装置,用于减小雷击闪络后工频续流电弧对绝缘子和金具的损坏。对该装置的雷电冲击特性和工频电弧燃弧特性进行了试验研究,计算了绝缘子串的电压、电场分布和线路雷击跳闸率,分析了50%雷击放电电压与间隙距离的关系。在此基础上,优化了装置的设计,给出了电极设计尺寸的系列表格,以便工程技术人员可根据绝缘子片数以及线路跳闸率来选择并联间隙的尺寸。     

高海拔地区330kV输电线路复合绝缘子加装瓷/瓷复合绝缘子方式研究

330 kV玉树联网工程频繁发生跳闸故障,给玉树地区的供电可靠性带来了极大的风险,为增强线路外绝缘对复杂气候环境跳闸风险的抵御能力,指导线路外绝缘差异化改造,开展了该项研究。首先在海拔2 254 m和4 200 m地区对330 kV复合绝缘子上下端加装瓷双伞/磁复合绝缘子并安装和取消上下均压环进行工频、雷电、操作间隙击穿试验,研究各种加装方式下间隙击穿电压的提高程度,然后采用Ansoft电场仿真软件及紫外电晕测试,研究安装和取消上下均压环对电场分布的影响。试验结果得出了高海拔地区330 kV复合绝缘子加装一片瓷/磁复合绝缘子时平均放电电压提高程度在3%左右,结合施工难度考虑,绝缘子加装在接地端更有利,同时无法将上均压环安装在新加装绝缘子上端的情况下,拆除上均压环更有利。     

高海拔220kV输电线路绝缘子串与并联间隙雷电冲击绝缘配合研究

运行经验表明,并联间隙(parallel gap device,PGD)能有效地降低由雷击引起的输电线路绝缘子损坏故障率,但目前高海拔地区的绝缘子串与并联间隙的绝缘配合研究还很薄弱。因此,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室进行了负极性标准雷电冲击电压下220kV瓷、复合绝缘子串及不同间距的并联间隙雷电冲击闪络及伏秒特性试验研究。分析了不同绝缘子串对其并联间隙的雷击闪络特性和伏秒特性的影响;并结合并联间隙与绝缘子串的绝缘配合原则和电弧路径,确定了并联间隙保护绝缘子串的最优间距。结果表明:绝缘子串电场分布会影响并联间隙雷电冲击闪络特性;推荐的并联间隙对绝缘子串具有良好的保护作用。     

复合绝缘子导线端串联玻璃绝缘子对其电场分布的改善

为改善复合绝缘子电场和电位分布,基于有限元法,以复合绝缘子和玻璃绝缘子串联组合使用为例,建立了输电线路复合绝缘子三维电场计算模型,提出了一种改善复合绝缘子电场分布的新方法,研究了在不同电压等级的复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后复合绝缘子表面电位和电场分布的改善情况。计算结果表明:复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,改善了复合绝缘子端部的电场分布,并推荐了不同电压等级的复合绝缘子导线侧需串联的玻璃绝缘子片数。110kV电压等级复合绝缘子串联玻璃绝缘子的人工污秽试验表明:串联玻璃绝缘子后,绝缘子串的闪络电压明显提高,而闪络梯度变化不大,这是由于玻璃绝缘子的均压作用使得高压端电位均匀,对绝缘子的闪络起弧起了一定的抑制作用。220kV和500kV电压等级的复合绝缘子可以此作为参考。     

110kV线路复合绝缘子防雷保护并联间隙的应用研究

笔者介绍东莞供电局110 kV线路复合绝缘子防雷保护并联间隙的应用研究成果,对安装并联间隙后线路雷电性能进行计算,对其引导雷电放电、转移疏导工频电弧、均匀工频电场3种功能加以试验验证,并介绍所研制的110 kV线路复合绝缘子防雷保护并联间隙的现场运行情况。研究结果表明,设计的110 kV输电线路复合绝缘子用并联间隙满足要求,现场运行情况良好,能够作为现有防雷措施的有利补充,具有广阔的应用前景。     

110kV输电线路并联间隙的电气性能试验

介绍了东莞地区110 kV输电线路并联间隙装置的电气性能试验研究结果。试验内容包括复合绝缘子安装并联间隙后的电晕特性和无线电干扰特性,绝缘子串雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性的对比试验,不同长度复合绝缘子安装并联间隙后雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性试验,工频大电流燃弧特性试验,大电流通流能力试验。通过这些电气性能试验,验证了该110 kV输电线路并联间隙满足运行要求。     

合成绝缘子悬挂方式对雷电冲击特性影响

试验研究了合成绝缘子并联和V型悬挂方式对耐雷电冲击特性的影响并运用有限元软件计算了绝缘子串周围电场分布,结果表明并联绝缘子串间击穿电压较单串时低,而型串的影响很小。认为绝缘子串悬挂方式对绝缘子串之间电场分布变化的影响是造成击穿电压变化的原因。     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。     

紧凑型输电线路复合绝缘子轴向电场分布分析

了解线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布对绝缘子的相关设计和运行维护具有现实意义。为此,利用电磁场有限元计算软件建立了考虑杆塔和导线影响的750kV单回路紧凑型线路复合绝缘子三维模型,计算分析了复合绝缘子在无均压环和安装合适均压环两种情况下的轴向电位和电场分布;计算过程中忽略了伞裙对轴向电场分布的影响。计算结果表明,配置合适均压环后,复合绝缘子轴向电位分布的不均匀性得到有效改善,对金具端部附近场强的控制达到良好效果。最后计算了复合绝缘子伞裙和悬挂方式对电场分布的影响,结果表明,电场分布计算忽略伞裙影响是合理的,且悬挂方式对空间电场分布有一定影响。     

500 kV复合绝缘子横向覆冰现象有限元分析

雨凇覆冰严重影响输电线路的安全,绝缘子上的冰棱会导致其电场与电位分布的恶化。为探究绝缘子覆冰横向增长现象对绝缘子沿面电场电位的影响,利用ANSYS仿真软件,建立500 kV复合绝缘子覆冰有限元模型。根据输电线路现场与实验室中绝缘子覆冰出现的冰棱横向增长现象,在仿真模型中改变冰棱长度、角度、位置以及横向竖直冰棱同时出现等情况,对比分析不同工况下各覆冰形态对复合绝缘子电场电位分布的影响。仿真分析表明：雨凇条件下,覆冰横向增长冰棱长度、位置的改变对复合绝缘子沿面电位电场分布的影响较小;随着冰棱铅垂角度减小,复合绝缘子沿面电场电位分布畸变增大,竖直覆冰对复合绝缘子沿面电场电位分布起主要影响。     

塔头复合绝缘子均压环优化配置分析

为优化分析复合绝缘子串均压环的配置,针对输电铁塔塔窗结构的特点,使用模拟电荷法和间接边界元相结合的电磁场混合方法,以某紧缩型330 kV输电铁塔为例,分析了悬于其上的复合绝缘子高压端电场强度受均压环的影响规律及均压环表面电场强度的变化规律。分析结果表明:增加均压环管径和减小环径可减小复合绝缘子高压端端部和均压环表面的最大电场强度,而绝缘子高压端端部最大电场强度随均压深度的增加先减小后增加。     

500kV交流输电线路组合绝缘配置研究

为给500 kV复合绝缘子两端安装玻璃绝缘子的组合绝缘配置方式的工程设计和应用提供参考,采用有限元法建立了考虑复合、玻璃2种绝缘子实际尺寸的三维静电场有限元模型,研究了组合绝缘子串沿串电压分布,同时采用静电电压表在试验室内进行了组合绝缘子串的电压分布测量试验.计算和试验结果表明,高压端安装5片玻璃绝缘子、芯棒连接处和接...     

复合绝缘子表面憎水性和污秽对其湿闪电压的影响

提出一种染污复合绝缘子的湿闪络试验方法，给出不同憎水性和污秽条件下复合绝缘子的干、湿闪电压，并根据试验结果对其干、湿闪机理进行了分析。试验结果表明：复合绝缘子的湿闪电压随表面憎水性的减弱而降低，干闪电压与表面憎水性无关；表面存在污秽时，绝缘子的湿闪电压较清洁表面有明显下降；其表面憎水性的不同仍然影响着复合绝缘子的湿闪电压；在不同盐密条件下，涂污的复合绝缘子湿闪电压也随表面憎水性的减弱而降低；重污秽条件下其表面憎水性较差时的湿闪电压要比憎水性良好时下降11％。     

基于防鸟的架空输电线路复合绝缘子均压环多因素选型研究

110 kV架空输电线路多采用复合绝缘子进行绝缘支撑,为均匀复合绝缘子表面电场,会在其高压侧或低压侧安装均压环。不同型式、不同安装方式的均压环对复合绝缘子表面电场的影响不同。为获得以降低鸟粪闪络概率为目标的复合绝缘子均压环最优参数组合及安装策略,通过搭建三维仿真模型及真型试验平台,采用仿真和试验方法开展110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环多因素选型研究。结果可为110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环的安装、运维提供依据。     

运行中110 kV复合绝缘子电气性能变化分析

复合绝缘子具有优异的耐污闪性能使其在电力系统得以广泛应用,但其使用寿命、老化等仍是各国应用复合绝缘子十分关心的问题。文章以某电网运行中的110 kV线路复合绝缘子为例,对其运行不同年份下的电气性能、积污规律等进行对比分析和研究,结果表明：随着运行时间的增加,复合绝缘子的电气特性将逐渐变差;运行中的复合绝缘子表面的盐密与灰密的堆积速度不同;自然污秽的复合绝缘子污闪电压比人工污秽的污闪电压高;运行4~8 a后的复合绝缘 子仍具有较强的耐污性能和憎水性。     

A Novel Method for Live Detection of Faulty Direct Current Insulators

Considerable work has been done on the live detection of faulty elements in the insulators of overhead AC transmission lines but very little on their dc equivalents. One method that has proved successful for the AC case is the measurement of the electric field along the insulators, parallel to the axis and at the rims of the sheds (composite insulators) or of the insulators in a string (porcelain insulators). The DC transmission-line voltage will always include ripple; therefore, it was considered possible that the field due to the ripple component, the ldquoharmonic electric field,rdquo could be used in a similar manner. This has proven to be the case as demonstrated by the results of the experiments, both in the field and the laboratory, which are presented in this paper. Field measurements showed that the harmonic electric field could be measured under live conditions and provide repeatable results, both on composite insulators and on porcelain insulator strings. Laboratory measurements of the harmonic electric field were made along healthy composite insulators and some with artificial faults, and along strings of healthy porcelain insulators and strings with a faulty insulator included. The results of laboratory experiments showed that the faults could be identified and located effectively.     

500kV瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙后的覆冰闪络特性

为了研究500kV超高压瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙(CAS)后的覆冰闪络电压特性,在特高压交流试验基地的大型环境气候实验室开展了500kV瓷支柱绝缘子加装CAS和未装CAS的覆冰闪络试验。研究并分析了2种工况下支柱绝缘子覆冰状态、闪络电压、泄漏电流发展以及放电路径。研究结果表明,加装CAS的瓷支柱绝缘子可有效阻止冰棱的形成,并且增爬裙之间不会被冰棱桥接,其放电主要沿冰棱和气隙发展。在绝缘子表面有污秽的覆冰状态下,带有CAS的500kV瓷支柱绝缘子覆冰闪络电压大于最大运行相电压,较未装CAS的支柱绝缘子提高约58%。