支柱绝缘子直流污雨闪放电机理研究

实际运行环境中表面沉积污秽的支柱绝缘子在雨天气候条件下发生的污雨闪络是影响电站外绝缘安全稳定的重要因素。针对换流站支柱绝缘子的污雨闪问题,对涂有人工模拟自然污秽的支柱绝缘子试品,在人工模拟雨水的条件下完成大量的闪络试验,对支柱绝缘子的直流污雨闪特性及机理进行研究。通过对试验现象的观察发现:由支柱绝缘子伞裙边缘的水滴电晕引发的伞间空气击穿放电在绝缘子整个污雨闪的过程中具有重要地位;污雨闪试验过程中支柱绝缘子表面的干区及受潮状态与雾中污闪试验不同,导致沿面放电特点与污闪不同。此外,基于经典绝缘子污闪放电模型,建立描述支柱绝缘子污雨闪的放电模型,其中考虑了由水滴电晕引发的伞间空气间隙放电的作用。最后,对支柱绝缘子的污雨闪电压和污闪电压进行了比较,试验得到前者普遍高于后者,并分析二者存在差异的原因,其中支柱绝缘子的伞形结构对结果有明显影响。所做研究可为高压直流换流站外绝缘的设计、运行与维护提供技术参考。     

换流站支柱绝缘子在高海拔地区的污秽外绝缘特性

支柱绝缘子作为换流站必不可少的绝缘配件,研究其外绝缘性能有重要意义。为此,总结了国内外关于换流站支柱绝缘子的污秽外绝缘特性研究工作,并结合我国特高压直流输电工程面临的特有技术问题,在实际高海拔地区对特高压直流全尺寸支柱绝缘子试品进行了人工污秽试验研究。试验分别得到了瓷和复合2种材质的换流站支柱绝缘子在不同污秽度条件下的50%污耐受电压曲线,并与相同污秽度条件下的污雨闪电压进行了对比,最后将该试验结果与不同单位的研究成果进行了比较。研究表明:直径及伞形结构对支柱瓷绝缘子的污闪特性有明显影响;支柱绝缘子的污闪电压与串长近似呈线性关系;支柱绝缘子的污雨闪电压高于其相同污秽条件下的污闪电压,因此支柱绝缘子的外绝缘设计应以污闪电压为主。     

±660kV直流复合绝缘子的研制

介绍了±660 kV直流复合绝缘子硅橡胶配方优化设计、均压环优化设计,原材料选用与处理以及其它新技术和新装备的应用情况。对复合绝缘子的伞裙进行优化设计后,不仅改善了其直流污闪特性,明显提高了单位绝缘距离的污闪电压,而且能够在减少积污、提高耐湿闪能力方面起到积极的作用;加装所设计的均压环后,能有效的抑制起晕场强,满足不起晕的要求;采用优化的硅橡胶配方显著提高了硅橡胶伞裙护套的工艺性能、耐漏电起痕性能和憎水性;改进HTV密封设计和选用芯棒新材料能够为产品长期安全运行提供可靠保证;试验结果表明,研制的±660 kV直流棒形悬式复合绝缘子系列产品能够满足±660 kV直流输电线路的使用要求。     

特高压交流复合绝缘子伞裙结构的优化设计

以750kV超高压交流、1000kV特高压交流输电线路工程为背景,介绍了线路悬式复合绝缘子伞裙结构的优化设计。在对14种不同伞裙结构的复合绝缘子试品进行人工污秽闪络试验的基础上,结合前期得到的对复合绝缘子伞裙积污特性仿真分析计算结果,优化选择了悬式复合绝缘子的伞裙结构,以使它们具有较优的综合性能。人工污秽试验及计算机仿真分析的结果表明,使用优化后的伞裙结构,可使线路悬式复合绝缘子同时具有较高的污闪电压、较优的积污特性以及较好的工程应用经济性。研究结果可为750kV超高压交流、1000kV特高压交流输电工程外绝缘的设计和绝缘子的选型提供理论依据。     

多串并联绝缘子交直流污闪特性

特高压等级线路中为满足机械特性的需要而应用到多串并联形式的绝缘子串。为此,分别在交流和直流电压下通过人工污秽试验研究了多串并联绝缘子的污闪特性,试验中分别采用了2联、3联、4联以及6联的结构。试验结果表明,多串并联绝缘子的污闪电压比单串低,其原因除了绝缘子并联串数的增加导致其污闪概率的升高外,还受到并联串间放电产生的电离空气的影响。并联数4时,多串并联绝缘子的污闪电压比单串降低约4%;并联数≥4时,污闪电压降低超过10%。建议在实际工程中使用多串并联的形式时,将瓷绝缘子的片数在原基础上增加8%,复合绝缘子的串长增加5%。研究结论可为特高压输电线路外绝缘的设计与建设提供参考。     

高海拔特高压线路绝缘子的直流污闪特性

为给高海拔地区特高压直流输电线路设计提供依据,在特高压工程技术（昆明）国家工程实验室（海拔2 100 m）进行了特高压直流输电线路绝缘子直流污闪特性的研究。选择瓷、玻璃和复合绝缘子作为研究对象,通过比较这三类绝缘子直流污闪特性得出如下结论：复合绝缘子的直流污闪电压明显高于瓷和玻璃绝缘子,采用复合绝缘子可以达到有效地缩短特高压输电线路绝缘子长度和节约建设成本的目的。     

高海拔地区直流特高压大尺寸复合外绝缘污闪特性研究

在实际高海拔条件下,通过大量的人工污秽试验分别对大尺寸的特高压直流悬式复合绝缘子以及±800kV支柱复合绝缘子的直流污闪特性进行了研究,获得了两种特高压直流绝缘子的污闪特性曲线,人工污秽试验涉及的加压方式包括均匀升压法和恒压升降法。试验研究结果表明:利用均匀升压法所得悬式复合绝缘子的直流污闪电压普遍高于利用恒压升降法得到的结果;恒压升降法试验中支柱复合绝缘子的最大泄漏电流随着污秽度的增大而逐渐增大、达到最大泄漏电流的时长随污秽度的增加而逐渐缩短;通过紫外成像仪对大尺寸支柱复合绝缘子染污沿面放电过程的观测表明顶端一节绝缘子的局部放电最为严重;支柱复合绝缘子的直流污闪电压与串长符合良好的线性关系,而安装离地高度对支柱复合绝缘子的直流污闪电压影响不大。本文的工作丰富了高海拔地区直流特高压绝缘子外绝缘特性的研究,其结果可为高海拔地区特高压直流输电工程的建设、运行和维护提供理论与试验依据。     

绝缘子人工污秽试验加压方式的比较

为比较恒压升降法和均匀升压法对绝缘子污闪试验结果的影响,并补充和完善高海拔地区绝缘子外绝缘特性的研究内容,在实际高海拔条件下完成了大量的人工污秽闪络试验。试品包括3种不同型号的大吨位瓷绝缘子(XWP-300、XHP2-300以及XZP-300)及2种不同伞裙结构的长串复合绝缘子,分别在交、直流电压采用均匀升压法和恒压升降法2种加压方法进行试验。试验结果表明:在2种电压下,利用均匀升压法得到的绝缘子污闪电压普遍高于恒压升降法的结果;交流电压下,瓷绝缘子在均匀升压法下得到的污闪电压结果比恒压升降法所得结果平均高出约11%,而复合绝缘子在不同加压方式下的污闪电压受盐密的影响与其伞形结构有关;直流电压下,2种加压方式下所得试验结果之间没有统一的规律,因此不易进行简单的相互修正计算;造成2种加压方式下所得试验结果差异的原因主要是由于试验过程中绝缘子的表面状态及放电特性不同。上述结论可为不同研究单位所得试验结果间的对比以及复合绝缘子人工污秽试验标准的确立提供参考。     

750kV紧凑型线路相间间隔棒力学分析与计算

750kV同塔双回紧凑型线路在国内外尚无先例,因此在杆塔型式选择,绝缘子串及相间合成间隔棒设计上需要进行很多开创性的工作。为了给我国第1条750kV同塔双回紧凑型输电线路的相间合成间隔棒提供设计依据,对750kV同塔双回紧凑型输电线路相间间隔棒力学特性进行了深入研究。首先引用大挠度理论介绍了750kV同塔双回紧凑型线路的相间合成间隔棒的稳定后屈曲特性,然后又采用一种相间间隔棒的精确受力模型通过计算机仿真计算了相间合成间隔棒所承受的压力与轴向压缩量的关系,并且通过它的大屈曲试验验证了这种精确受力模型的正确性,通过比较34和40mm两种不同芯棒直径的相间间隔棒的试验与仿真数据,最后给出了750kV同塔双回紧凑型线路相间合成间隔棒的芯棒直径的推荐值为40mm。