±1100kV线路长串盘形绝缘子污闪特性研究

特高压直流输电技术可实现远距离、大容量的能源高效配置,相较±800kV,±1100kV输电效率和输电距离可进一步提升,经济社会效益显著。±1100kV线路塔头尺寸受绝缘子串长的影响,可通过长串人工污秽试验得到的污闪特性确定。为保证±1100kV直流工程的安全性和经济性,应在±1100kV全电压、全尺寸以及不同并联间距等条件下开展人工污秽试验,获得污闪特性。特高压直流试验基地的±1400kV/2A特高压直流污秽电源解决了电源在最高输出电压和大电流负载时的电压稳定性问题。人工气候罐的污秽试验系统突破了超长尺寸试品污秽试验雾的均匀性控制问题。这两项关键技术使得±1100kV等级全电压、全尺寸试验具备条件。在此基础上,开展了串长最高至15.6m、全电压至直流1100kV、并联时不同串间距(500~1000mm)以及最高至6并联的多串并联的直流污闪试验。通过±1100kV全电压下的长串试验,获得了绝缘子串长、并联串间距、串形和污闪电压的关系。结果表明,串长和污闪电压在±1100kV以下范围内呈线性关系。±1100kV绝缘子双串或多串并联时,为保证串间不相互影响,建议串间距大于600mm。根据概率分析,大跨越在采用多串并联时需进行串长修正,并计算给出了不同条件下的修正系数。采用升降法,试验获得了±1100kV长串绝缘子在全电压范围内的串长和闪络电压关系,给出了并联串间距对污闪电压的影响,以及多串并联对污闪电压和外绝缘设计的影响,研究结果可直接应用于±1100kV线路外绝缘设计。     

±1100kV线路长串盘形绝缘子污闪特性研究EI北大核心CSCD

特高压直流输电技术可实现远距离、大容量的能源高效配置,相较±800kV,±1100kV输电效率和输电距离可进一步提升,经济社会效益显著。±1100kV线路塔头尺寸受绝缘子串长的影响,可通过长串人工污秽试验得到的污闪特性确定。为保证±1100kV直流工程的安全性和经济性,应在±1100kV全电压、全尺寸以及不同并联间距等条件下开展人工污秽试验,获得污闪特性。特高压直流试验基地的±1400kV/2A特高压直流污秽电源解决了电源在最高输出电压和大电流负载时的电压稳定性问题。人工气候罐的污秽试验系统突破了超长尺寸试品污秽试验雾的均匀性控制问题。这两项关键技术使得±1100kV等级全电压、全尺寸试验具备条件。在此基础上,开展了串长最高至15.6m、全电压至直流1100kV、并联时不同串间距（500~1000mm）以及最高至6并联的多串并联的直流污闪试验。通过±1100kV全电压下的长串试验,获得了绝缘子串长、并联串间距、串形和污闪电压的关系。结果表明,串长和污闪电压在±1100kV以下范围内呈线性关系。±1100kV绝缘子双串或多串并联时,为保证串间不相互影响,建议串间距大于600mm。根据概率分析,大跨越在采用多串并联时需进行串长修正,并计算给出了不同条件下的修正系数。采用升降法,试验获得了±1100kV长串绝缘子在全电压范围内的串长和闪络电压关系,给出了并联串间距对污闪电压的影响,以及多串并联对污闪电压和外绝缘设计的影响,研究结果可直接应用于±1100kV线路外绝缘设计。     

高海拔特高压并联绝缘子的直流污闪特性

为给已建成的±800kV特高压直流输电线路提供运行维护指导,并为拟建设的直流特高压线路的外绝缘设计提供参考,研究了双串并联绝缘子在高海拔特高压条件下的污闪特性。选用大吨位瓷绝缘子XZP-300和1大1中4小复合绝缘子作为试品,重点研究了在实际海拔2 100m条件下的双串并联绝缘子人工污闪试验电压的概率分布特性,分析了双串并联与单串悬挂绝缘子污闪特性的差异,研究了边缘间距对双串并联绝缘子污闪特性的影响。结果表明,在高海拔条件下,采用升降法获得的双串并联悬挂的瓷和复合绝缘子污闪电压值均满足正态分布;当盐密在0.03～0.2mg/cm2范围内时,双串并联瓷绝缘子的单片绝缘子污闪电压范围为19.6～5.8kV,低于单串的20.5～6.9kV;当盐密在0.05～0.2mg/cm2范围内时,双串并联复合绝缘子的单位绝缘子高度污闪电压范围为105.6～38.7kV/m,低于单串的109.9～43.1kV/m,;当边缘间距>20cm时,边缘间距值的变化对双串并联绝缘子污闪电压的影响不显著。     

±1100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙放电特性及污闪特性分析

Y型绝缘子串通过缩短V型串单肢长度,增加下I串,从而缩短了横担长度,可达到优化塔头尺寸、降低杆塔单基指标的目的。针对特高压直流(UHVDC)输电线路开展了Y型绝缘子串的间隙放电试验及人工污秽试验,包括Y串2种V–I串长比例(8:1和7:2)下不同间隙距离的标准操作冲击电压试验,及3种等值盐密(ESDD)(0.05mg/cm~2、0.08 mg/cm~2、0.15 mg/cm~2)和2种串长(4.37 m、7.7 m)下的人工污秽试验,获得了±1 100 kV直流Y串绝缘子的空气间隙闪络特性和污秽闪络特性。研究结果表明:V–I串长比为8:1时,由于下I串长较短,因此容易产生冲击电压击穿放电,而当V–I串长比为7:2时,放电则较多地出现在屏蔽环对塔身;2种比例下,间隙冲击放电电压及绝缘子污秽闪络电压值相差不大,差别分别为2.8%和5%;直流Y串污耐压值与盐密变化呈幂指数关系,而污耐压值与串长呈线性关系;此外,Y型串与I串、V串试验结果对比表明,各串型间隙放电特性、污秽闪络特性之间无明显差异。研究结果可为±1 100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙配置及污秽外绝缘配置提供参考,对我国±1 100 kV直流输电线路实现Y型串的应用和推广具有重要价值。     

高海拔地区大吨位绝缘子直流污闪特性研究

为了研究实际高海拔条件下大吨位瓷和玻璃绝缘子染污放电特性,给高海拔地区特高压直流输电线路绝缘子的选择及外绝缘设计提供参考,在实际海拔1970 m条件下,利用±250 kV直流污秽试验电压,采用恒压升降法,对大吨位瓷和玻璃绝缘子的直流污闪特性进行了详细研究。试验结果表明:大吨位瓷和玻璃绝缘子的直流污闪特性相差不大;盐的种类、灰密大小及污秽分布情况对大吨位瓷绝缘子直流污闪特性影响较大;伞形对绝缘子表面电弧发展特性影响较大,使得不同伞形绝缘子的直流污闪电压差别较大。因此,在高海拔地区特高压线路外绝缘选型和设计中要充分考虑这些因素的影响。     

高海拔地区±800kV直流玻璃绝缘子污闪特性研究

为了解决特高压输电线路中的外绝缘问题,通过对大吨位玻璃绝缘子在不同盐密、不同灰密、不同染污情况下进行直流污闪特性试验,对其污闪特性进行了研究。试验表明:玻璃绝缘子和瓷绝缘子直流污闪特性相似;盐的大小、灰的大小及污秽分布情况对大吨位瓷绝缘子直流污闪特性影响较大。     

运行中500 kV输电线路绝缘子串自然积污及污闪特性研究

500 kV输电线路是我国电网的主干网架,运行中一旦发生绝缘子污闪事故将严重威胁电力系统可靠运行,因此了解运行电压下绝缘子的自然积污规律及其污闪特性十分重要.对重庆电网某500kV交流输电线路运行中绝缘子的自然积污情况及污闪特性开展了测试研究,研究结果表明:运行中绝缘子上,下表面累积的盐密,灰密有差异,且下表面的盐密/灰密较上表面的严重;运行中绝缘子表面灰密累积速度大于盐密累积速度;运行中各串绝缘子以及绝缘子串中各片绝缘子的积污均存在差异;自然积污下绝缘子污闪电压比人工染污下绝缘子污闪电压高;污秽成分及绝缘子表面污秽分布的差异是导致运行中绝缘子污闪电压高的主要原因.     

35～1000kV线路绝缘子污闪电压值的估算

针对目前绝缘子污闪电压缺乏系统研究的现状,建立了35~1 000 kV输电线路用普通型绝缘子交流污闪电压的计算模型即展开普通型绝缘子成平面模型后分析交流污闪条件,计算出绝缘子在不同表面污层电导率条件下的临界污闪电压值;对35~1 000 kV输电线路用5种不同吨位的普通型绝缘子进行交流人工污秽试验,获其在各盐密下的50%污闪电压;通过计算值和试验值的对比,可将绝缘子表面污层电导率转化为盐密,从而算出各普通型绝缘子在不同盐密下的交流污闪电压值。试验验证计算结果误差小,说明该模型能够有效估算代表普通型绝缘子的50%污闪电压情况。该研究结果可供各电压等级输电线路外绝缘选择参改。     

高海拔下特高压直流绝缘子的污闪特性

为了研究高海拔条件下±800kV直流输电线路用绝缘子的污闪特性,对不同类型的大吨位大盘径瓷和玻璃绝缘子,在不同污秽、不同气压条件下进行了系列的人工污秽试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,随着海拔高度的升高,污秽绝缘子的闪络电压会有规律地降低。根据对不同绝缘子在常压以及高海拔条件下耐污闪性能的比较,提出了±800kV直流线路绝缘子选型建议。     

高海拔地区直流绝缘子不同悬挂方式污闪特性

为研究不同悬挂方式对直流盘型绝缘子污闪特性的影响,给特高压输电线路绝缘配置提供试验依据,在高海拔地区(昆明,海拔1 970 m)对XZP1-300和XZPS-300进行了不同悬挂方式(I、V及Y串)下的人工污秽试验,其中V串包括了60°、90°和120°3种角度;Y串上部夹角为90°。通过对高速摄影仪拍摄的放电发展过程的分析,揭示了悬挂方式、绝缘子形状、盐密等因素对电弧发展的影响,并解释各种情况下污闪电压不同的原因。推荐在重污秽条件下用V型串,轻污秽条件下使用I型串。     

高海拔地区直流绝缘子不同悬挂方式污闪特性

为研究不同悬挂方式对直流盘型绝缘子污闪特性的影响,给特高压输电线路绝缘配置提供试验依据,在高海拔地区(昆明,海拔1 970 m)对XZP1-300和XZPS-300进行了不同悬挂方式(I、V及Y串)下的人工污秽试验,其中V串包括了60°、90°和120°3种角度;Y串上部夹角为90°。通过对高速摄影仪拍摄的放电发展过程的分析,揭示了悬挂方式、绝缘子形状、盐密等因素对电弧发展的影响,并解释各种情况下污闪电压不同的原因。推荐在重污秽条件下用V型串,轻污秽条件下使用I型串。     

±800 kV特高压直流线路均压环优化研究

采用三维有限元方法对 ±800 kV特高压直流输电线路绝缘子串进行电场计算,比较不同外径、不同管径、不同安装位置的均压环对绝缘子串的电压分布和电场分布特性的影响,给出均压环合理结构尺寸和安装位置。然后通过球隙法测量 ±800 kV特高压直流输电工程绝缘子串的电压分布,试验结果与有限元计算结果一致。该文的研究成果对指导±800 kV特高压直流输电工程均压环的优化配置具有重要意义。     

±800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究

特高压直流输电在国内外均没有设计、建设和运行经验。根据我国云广±800kV特高压直流工程建设的需要，该文以5种不同结构型式的超、特高压直流复合绝缘子短样为试品，在人工雾室试验研究了试品的人工污闪特性，分析了试品绝缘子污闪电压与盐密、气压的关系。结果表明，直流复合绝缘子短样污闪电压(Uf)的污秽程度影响特征指数(a)与伞裙结构和材质有关，其值为0.25~0.3，小于瓷和玻璃绝缘子绝缘子，即Uf受污秽程度的影响较小，在污秽严重地区，复合绝缘子具有优势；Uf的气压影响特征指数n与绝缘子材质、结构、污秽程度等有关，对于直流复合绝缘子，n值为0.5~0.8，大于瓷绝缘子，在高海拔地区，复合绝缘子不具有优势。根据该文试验结果，采用样品绝缘子E，±800kV特高压直流输电线路在轻污秽、海拔1000m及以下地区的基本电弧距离应不小于8.16m，爬电距离应不小于30.2m。     

高海拔下双串并联瓷绝缘子串的直流污闪特性

为研究高海拔直流条件下大吨位瓷绝缘子串的双串并联污闪特性,在高海拔条件下,对XZP1-300直流瓷绝缘子在不同污秽条件及不同串间间距下进行了单串及双串并联人工污秽试验。并通过高速摄影仪拍摄的电弧发展过程的录像,揭示了高海拔条件下盐密和串间距等因素对大吨位瓷绝缘子直流污闪过程的影响。试验发现,高海拔条件下直流污闪存在较严重的片间桥络和飘弧现象,双串并联时电弧发展的独立性及飘弧的程度呈现出一定的规律性,在串间距一定的条件下电弧仅沿一串发展,双串并联并不会造成闪络电压的明显降低,研究结果可为实际工程外绝缘设计提供参考。     

高海拔直流线路大吨位绝缘子配置方法研究

为给中国高海拔地区特高压直流输电工程外绝缘设计提供参考,该文在1 970 m实际高海拔条件下,以10片/串大吨位钟罩型瓷绝缘子XZP1-300为试品(染污采用固体污层法),采用恒压升降法,在人工雾室中对大吨位绝缘子外绝缘配置方法进行系统研究。试验结果表明：灰密为1.0 mg/cm2条件下,50%闪络电压与盐密大小满足幂函数关系;盐的种类、上下表面污秽分布及灰密大小对直流污闪电压影响较大,沿绝缘子串轴向污秽分布不均匀的影响相对较小,并分别给出上述各因素对污闪电压影响的修正系数。以此为基础,对外绝缘配置公式的应用方法进行了说明,该公式可用来估算自然污秽和人工污秽试验中污闪电压值,并可作为高海拔地区特高压直流输电线路外绝缘设计的参考。     

高海拔地区直流输电线路外绝缘特性研究

为给高海拔地区特高压直流输电线路绝缘子的选择及外绝缘的设计提供参考,在实际高海拔条件下采用恒压升降法详细研究了瓷、玻璃和复合绝缘子的直流污闪特性,其内容主要包括:不同悬挂方式和污秽分布情况对瓷绝缘子污闪特性的影响;2种大吨位玻璃绝缘子直流污闪特性的对比及550 kN玻璃绝缘子V串与I串污闪电压的比较;比较3类绝缘子直流污闪特性。试验结果表明:悬挂方式及污秽分布情况对瓷和玻璃绝缘子有较大影响;复合绝缘子的直流污闪特性明显优于瓷和玻璃绝缘子;爬电距离不是决定复合绝缘子直流污闪电压的唯一因素,合理优化复合绝缘子的伞裙结构可有效提高其单位绝缘高度的直流污闪电压。     

布置方式对直流绝缘子串人工污秽闪络特性的影响

直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响，以2种典型直流瓷绝缘子(XZP-210和XZP-300)为试品，在人工雾室中通过试验研究了悬垂单串布置(I型)、悬垂双串布置(II型)和V型布置绝缘子串的直流负极性污闪特性，分析了布置方式对负极性污闪电压的影响。结果表明：直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响；在不同污秽程度下，V型布置时直流污闪电压比I型布置时高14.5%~25.9%，II型布置则比I型布置低4.2%~9.0%；且随着污秽程度的增加，V型布置相对于I型布置的污闪电压提高的百分数和II型布置相对于I型布置降低的百分数均增大。     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

低气压下长串绝缘子的直流污闪特性

为了解污秽和高海拔对正在建设的云广±800kV直流特高压线路外绝缘面临的综合影响,利用大型多功能人工气候室进行了低气压下XZP-210绝缘子长串直流污秽闪络特性试验研究,确定了利用人工气候室模拟高海拔进行污闪试验的方法。研究表明:海拔232m～3km且盐密为0.03～0.15mg/cm2时,XZP-210绝缘子直流污闪电压与串长呈线性关系;绝缘子直流污秽闪络电压与污秽满足负幂指数函数关系,其污秽影响特征指数b值为0.337～0.352,且受气压的影响;直流污秽绝缘子闪络电压随气压的降低而降低,其气压影响特征指数n为0.35～0.42,且污秽越重,n值越小。     

特高压直流分段式复合绝缘子应用研究

800 kV特高压直流输电线路杆塔可能采用分段复合绝缘子,针对采用分段式复合绝缘子可能带来的各种技术问题,开展了800 kV直流线路V型分段式复合绝缘子串电场计算及均压特性、塔头空气间隙操作冲击放电特性和电晕特性试验等方面的研究。研究结果表明,V型分段式复合绝缘子串中间连接金具配置小均压环后,能有效改善中间金具端部的电场强度;操作冲击试验与单边采用单支绝缘子组成的的V型串塔头间隙没有明显差别,但放电路径会受到影响;中间金具在1 050 kV电压下均无电晕产生。根据研究结果,若特高压直流工程使用V型分段复合绝缘子,高、低压侧均压环配置仍可沿用特高压直流V型整支复合绝缘子的均压环配置方案,推荐直流分段式复合绝缘子的中间连接部位分别安装小均压环,以避免电弧对复合绝缘子端部压接区的影响。研究成果为后续特高压直流工程的设计和绝缘子选型提供技术依据。