架空输电线路用防鸟粪绝缘护套配置方法的研究

随着生态环境的变好，由鸟类引发的输电线路故障也随之增多。其中，由于鸟粪引起的架空输电线路跳闸事故已经成为威胁电网安全运行的重要因素。基于此，本文通过试验探究了绝缘护套厚度和长度分别对击穿电压和沿面闪络电压的影响，进而提出防鸟粪绝缘护套长度和厚度的配置方法，并搭建模拟鸟粪闪络的110 kV真型试验平台，验证配置方法的可行性。结果表明：当鸟粪贯穿整个空气间隙时，绝缘护套的击穿电压与其厚度呈二次函数的关系，沿面闪络电压与闪络距离呈正比关系。本文提出的配置方法可以为实际工程中绝缘护套的应用提供指导，具有一定的工程实用价值。     

输电线路采用V串设计降低雷击跳闸率

在输电线路塔头绝缘配合设计中，提出外绝缘配置按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0．7左右的配合比，以V串替代I串方式，形成紧凑化线路，即节约了线路走廊资源，又增加了绝缘子串沿面闪络电压值，可大幅度降低线路雷害沿绝缘子串闪络跳闸次数，使外绝缘污秽等级提高到3.5cm／kV以上，基本免除了绝缘子串的清扫工作，大大降低了运行维护成本。     

绝缘护套对间隙交流击穿特性的影响研究

在架空输电线路上包覆绝缘护套是工程中常用的防鸟害措施之一,鸟粪与护套表面之间空气间隙的击穿电压直接影响护套的配置方案.本文采用铜棒模拟鸟粪,通过试验研究了不同空气间隙距离下,击穿电压随护套厚度的变化特性以及护套缺陷对击穿电压的影响.结果表明:与不包覆护套的裸导线相比,包覆厚度为2.0、3.0、3.5 mm护套的导线,间隙击穿电压可分别提高17.7％、33.1％、41.6％;与相同厚度的全新护套相比,存在击穿点且厚度为2.0、3.0、3.5 mm的护套,间隙击穿电压分别降低了70.6％、62.8％、44.2％,说明有击穿点的护套厚度越小,击穿电压降低幅度越大.     

浅析输电线路降低雷害跳闸率的措施

输电线路塔头绝缘配合设计通常按能耐受系统最大工作电压及操作过电压和以工频泄漏比距选定,以雷电冲放特性校验其耐雷水平,从而基本固定了塔头间距(即绝缘子片数),使线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10∶1～12∶1,造成输电线路的故障率占全部输变电设备故障的80%左右,同时也钳制了目前环境污染严重情况下配置外绝缘增加结构高度的可能。文章提出外绝缘配置按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0.7左右配合比设计塔头绝缘配合,以V串替代I串方式,形成紧凑化线路,既节约了线路走廊资源,又增加了绝缘子串沿面闪络电压值,可大幅度降低线路雷害沿绝缘子串闪络跳闸的次数。使外绝缘污秽等级提高到3.5cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了运行维护成本,运行检修单位实现了"减人增效"的目标。     

两种材料绝缘护套对输电线路空气间隙击穿特性影响研究

近年来,受大风条件影响,架空输电线路导线对杆塔及周边障碍物放电情况日益严重,为研究两种材料绝缘护套包覆对以上问题的防治效果,在5~40 cm间隙距离内,对裸导线、单/双导线包覆聚烯烃与硅橡胶绝缘护套情况下进行导线间空气间隙工频击穿试验。结果表明:裸导线间工频击穿电压与间隙距离近似呈线性关系,导线包覆绝缘护套可有效提高输电线路导线间空气间隙的击穿电压。在5~40 cm间隙距离下,双线包覆绝缘护套时的击穿电压提升效果远大于单线包覆,聚烯烃热缩套管对击穿电压的提升效果整体优于硅橡胶护套。在双线包覆时,聚烯烃包覆时击穿电压最大提高189.77%,最小提高20.98%;硅橡胶护套包覆时,击穿电压最大提高101.32%,最小提高25.50%。相近厚度的交联聚烯烃护套较橡胶绝缘护套更具经济性,且使用效果更佳。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

优化铁塔设计，减轻杆塔荷载，降低线路跳闸事故

2708年初,浙江电网发生灾难性雪灾倒塔。根据运行经验提出优化输电线路塔头绝缘配置设计理念,将原按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0．85配合比减少到0．5-43．6左右,即直线塔以“V”串替代“I”串方式,减轻了铁塔垂直荷载,节约了线路走廊资源,同时提高了输电线路绝缘子串沿面闪络电压值,可大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸。其外绝缘泄漏比距可提高到3．5cm／kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行维护成本。     

复合绝缘子高压端输电导线安装绝缘护套的研究

提出在复合绝缘子高压端输电导线上安装一定长度的绝缘护套来改善其高压端电场强度的方法,并对该方法的原理和实施效果进行详细研究。建立污秽复合绝缘子干燥情况下在高压端输电导线加绝缘护套的物理模型,分析护套参数对实施效果的影响,得到了安装绝缘护套的理论依据。在此基础上,通过有限元仿真研究护套具体参数与复合绝缘子高压端电场改善效果的关系,并给出安装护套后可能出现的不利因素以及相应解决办法。最后,试验给出了均匀电场下绝缘护套的击穿电压与其厚度的关系;并以220 kV复合绝缘子为例,研究了安装绝缘护套前后复合绝缘子起晕电压和污闪电压的变化情况。试验结果证实了所提安装绝缘护套方法的正确性和可行性。     

一种提高输电线路空气间隙绝缘强度方法的研究

为有效提高输电线路空气间隙绝缘强度,降低线路风偏闪络故障率,本文首先采用典型棒-板电极,开展了绝缘屏障条件下的间隙击穿试验,提出了加装绝缘屏障提高间隙击穿电压的基本方法,然后基于该方法,结合杆塔间隙试验数据,提出了特高压交流输电线路杆塔空气间隙的绝缘屏障参数。研究表明,在零电位电极处安装绝缘屏障,能够阻碍放电通道的形成,并增加间隙放电通道长度,可提高间隙的击穿电压;特高压杆塔应用绝缘屏障,可以提高杆塔间隙绝缘强度,减小塔头设计,是一种具有实用价值的输电线路优化设计和运维技术。     

走廊紧张地区110 kV输电复合材料火箭塔电气性能研究

为了缓解土地紧张地区土地供应紧张与输电线路征地间的矛盾，本文开发了一种全新结构型式的复合材料绝缘杆塔，其外形像一枚火箭，导线从绝缘的复合材料火箭塔内部穿过，最大程度地压缩线路走廊，并对110 kV复合材料火箭塔的电气性能进行系统研究。结果表明：110 kV复合材料火箭塔的干雷电冲击电压为979 kV，湿操作冲击电压为576 kV,1 min湿工频耐受闪络电压平均值为282 kV，在盐密度为0.20 mg/cm2、灰密度为1.00 mg/cm2的污秽度下，工频污秽闪络电压为106.2 kV；相比传统110 kV悬式复合绝缘子铁塔，110 kV复合材料火箭塔的雷电冲击电压值提升了78%，湿操作冲击电压值提升了34%,1 min湿工频耐受闪络电压值提升了22.6%，污秽闪络电压值相当，且大幅压缩了线路走廊，其最小线路走廊宽度为1.8 m，远低于110 kV铁塔5.5～7.5 m的走廊宽度。     

高海拔地区直流输电线路鸟粪闪络模拟试验研究

为掌握高海拔地区直流架空输电线路的鸟粪闪络特性,在海拔高度为4 300 m的西藏羊八井高海拔试验基地对直流V串绝缘子的鸟粪闪络问题进行了试验研究。研究表明:中等黏度的鸟粪易于形成连续的鸟粪通道,闪络概率较高,且正极性的鸟粪闪络概率略高于负极性;在1.9～20.9 mS/cm的电导率范围内,鸟粪电导率对鸟粪闪络概率影响很小;增加垂直间隙距离可降低鸟粪闪络概率。基于试验提出了±400k V柴拉直流线路垂直间隙距离推荐值,考虑风偏修正和鸟类泄粪角度的影响,在4 500～5 000 m海拔地区,防护半径宜设置为3.5 m。鸟粪闪络属于空气间隙击穿与沿鸟粪通道沿面放电相结合的混合放电过程,在海拔高度4 300 m处,其间隙最低击穿电位梯度约为2.1 kV/cm,鸟粪与均压环间隙的放电可近似等效为棒–棒间隙。     

送电线路冰灾倒塔的原因及防范对策

2008年初浙江电网发生灾难性雪灾倒塔事故,文章结合实际工作经验提出应优化输电线路塔头绝缘配置的设计理念,将传统的按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比减少到0.5～0.6左右,即对于直线塔以V型串替代I型串。根据文中的分析可知,采用V型串既可减轻铁塔垂直荷载,节约线路走廊资源,又可提高输电线路绝缘子串沿面的闪络电压值,大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸,同时还可将外绝缘泄漏比距提高到3.5cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行和维护成本。     

送电线路冰灾倒塔的原因及防范对策

2008年初浙江电网发生灾难性雪灾倒塔事故,文章结合实际工作经验提出应优化输电线路塔头绝缘配置的设计理念,将传统的按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比减少到0.5-0.6左右,即对于直线塔以Ⅴ型串替代Ⅰ型串.根据文中的分析可知,采用Ⅴ型串既可减轻铁塔垂直荷栽,节约线路走廊资源,又可提高输电线路绝缘子串沿面的闪络电压值,大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸,同时还可将外绝缘泄漏比距提高到3.5 cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行和维护成本.     

纳秒脉冲下变压器油绝缘的击穿与闪络特性

纳秒脉冲下变压器油的绝缘特性是脉冲功率技术领域的关键问题之一。为此,利用NPC-120D型高压纳秒脉冲电源对该特性进行了实验研究,分别获得了1 mm间隙下变压器油的击穿和有机玻璃沿面闪络的实验数据。并采用等离子体射流对有机玻璃进行表面改性,比较了改性前后有机玻璃的沿面闪络电压。结果表明:在上升沿40 ns,脉宽100 ns的高压纳秒脉冲电源作用下,变压器油中1 mm击穿电压为120 kV,当加入绝缘介质有机玻璃后,在85 kV电压条件下发生了沿面闪络;利用等离子体射流处理后的有机玻璃在变压器油中的闪络电压显著提高,达到了120 kV。     

灾后重建输电线路的塔头空气间隙设计及绝缘子串配置方式的优化

2008年初浙江电网发生灾难性雪灾倒塔事故,文章结合实际工作经验提出应优化输电线路塔头绝缘配置的设计理念,将传统的按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比减少到0.5~0.6左右,即对于直线塔以V型串替代I型串。根据文中的分析可知,采用V型串既可减轻铁塔垂直载荷,节约线路走廊资源,又可提高输电线路绝缘子串沿面的闪络电压值,大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸,同时还可将外绝缘泄漏比距提高到3.5 cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行和维护成本。     

前苏联1150kV交流输电线路绝缘子串的选择

介绍了前苏联选择1150kV交流特高压输电线路绝缘子串的基本原则:①必须综合考虑污秽等级、爬距的有效利用、串长、多串组合时击穿强度的变化、绝缘子形状和长期最高运行电压等一系列因素后,再确定绝缘子的几何爬距;②在特高压电网的规划设计阶段,可先根据现场污秽情况、较低电压等级线路的多年运行经验、沿规划线路布置的测试点的试验数据等,利用正态分布的办法估算线路在最大长期运行电压下的年闪络率,然后决定绝缘水平;③在难以得到实际年闪络率的情况下,可用每百公里线路绝缘子的允许年闪络率来确定绝缘水平,从而确定有效爬距,再根据质量指标(闪络梯度)来选择绝缘子的物理结构。文章还分析了绝缘子多串并联和长度变化对击穿电压的影响,指出瓷长棒绝缘子由于年故障率很低,具有广阔的应用前景。     

一起鸟粪闪络引起220kV引流跳线与地线短接故障分析

对某220 kV输电线路跳闸故障进行分析,根据故障监测信息、故障时段故障区域的天气、现场环境等综合判断故障原因为鸟粪闪络,而造成鸟粪闪络的主要原因为跳线角钢未用绝缘护套包覆,鸟类夜间栖息在架空地线防振锤处排便,鸟粪在湿度80%RH、微风条件下降落,短接跳线角钢端头和地线防振锤间电气间隙而引起闪络放电。对绝缘护套的防鸟害效果进行仿真分析,得出了不同电压等级线路绝缘护套的最佳厚度,提出了防范类似鸟害故障的措施。     

±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。     

高压输电线路用复合绝缘子内部间隙电场分析

复合绝缘子芯棒与绝缘护套之间出现空气或液体间隙时,间隙周围电场会发生畸变,高场强区域将会出现局部放电,造成复合绝缘子的耐老化性能、机械性能降低。为了精确评估间隙存在对电场分布的影响,以FXBW4-110/100型号的输电线路用复合绝缘子为例,基于ANSYS仿真软件建立复合绝缘子三维有限元模型,分析存在空气或液体间隙时复合绝缘子内部电场的强度,研究间隙尺寸、位置对电场强度分布的影响规律。研究结果表明,空气或液体间隙处电场强度均会增大,液体间隙长度足够大时间隙周围电场强度会超过空气击穿场强,引起局部放电;间隙长度越大或距离导线侧越近,间隙内场强越大,对绝缘子造成的破坏也会越严重。     

110kV架空输电线路防风偏绝缘护套防护特性研究

为研究110 kV防风偏绝缘护套的防护特性,本文基于有限元方法,建立了典型110 kV输电线路三维仿真模型。计算了不同厚度绝缘护套和不同风偏状态下包裹绝缘护套对导线空间电场的影响,并对计算结果进行了讨论。通过总结绝缘护套在风偏风险严重区段的试点应用效果,证实了绝缘护套能有效提高输电线路防风偏性能。