海拔2500 m以上地区1000 kV交流线路外绝缘配置研究

依据已建1000 kV交流线路的设计、运维经验,依托中国电力科学研究院等国内科研机构开展的绝缘子污闪、冰闪研究成果,按复合绝缘子工频、操作、雷电及覆冰闪络特性对海拔2500 m以上地区轻中冰区复合绝缘子配置进行了试验研究。试验表明,憎水性状态对复合绝缘子污秽闪络电压影响非常大,按弱憎水性设计,海拔0～5000 m地区1000 kV交流线路复合绝缘子长度可按9 m配置;按亲水性设计,随着海拔的升高,在9 m长度基础上需相应增加复合绝缘子的长度。同时研究发现,绝缘子表面覆冰进一步增加达到15 mm时,覆冰闪络电压显著下降,该种状况下需按覆冰闪络电压来选择复合绝缘子长度,海拔2500 m以下复合绝缘子均按9.75 m防冰伞型配置,海拔2500 m以上区域,复合绝缘子长度随海拔高度增加需相应增长。     

线路复合绝缘子不明原因闪络的分析与防治

通过对九江电网输电线路复合绝缘子的不明原因闪络事故进行调研分析,总结复合绝缘子不明原因闪络的原因主要有:硅橡胶长期在污湿环境下运行憎水性部分或完全丧失、爬电比距选择不合理、两端均压环或其表面粘附异物短接部分有效绝缘长度以及鸟粪通道击穿空气间隙。提出了根据污秽等级选择爬电比距、加大第一伞裙直径、选用加长型结构以及清扫表面粘附异物的防不明原因闪络措施,实践证明该措施对防治复合绝缘子的不明原因闪络起到了良好的效果。     

湿污环境中的复合绝缘子异物闪络

鸟粪一直被认为是复合绝缘子不明原因闪络原因之一,但对其机理的认识一直有争议。为此,以铁丝模拟鸟粪,研究湿污绝缘子在鸟粪临近时的闪络机理。首先对硅橡胶材料的低温特性进行了研究,认为不明原因闪络发生时其表面污秽可能已经被充分湿润。再以铁丝模拟鸟粪,对110kV湿污复合绝缘子在异物临近时的闪络过程进行了实验。研究表明50～70cm的异物即可导致110kV污秽复合绝缘子闪络,其特点是空气击穿与沿面闪络的混合;同时进行的相同条件下的清洁复合绝缘子却没有发生闪络。然后建立了电场仿真模型,从电场分布的角度对闪络机理进行分析,认为是异物端部的电场引发了复合绝缘子表面污秽的电弧,继而发生了污秽闪络。最后以这些研究结果来解释复合绝缘子不明原因闪络。     

低气压下复合绝缘子长串直流污闪特性

由于复合绝缘子具有的耐污性能好的优越性,我国正在建设的云广±800kV直流特高压线路也将采用复合绝缘子。为研究绝缘子面临的污秽和高海拔的综合影响,利用大型多功能人工气候室试验研究了低气压下复合绝缘子直流污秽闪络特性,结果表明:用升压法获得的复合绝缘子闪络电压比用升降法获得的50%耐受电压约高7%;复合绝缘子闪络电压与长度基本呈线性关系;气压对复合绝缘子直流污秽闪络电压的影响程度指数为0.6～0.8且受污秽度的影响;在盐密为0.05mg/cm2时,±800kV直流特高压线路所需复合绝缘子长度的基本配置应≥8.2m。     

高速气流中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响研究

运行于高速沙尘环境中的车顶复合绝缘子频繁发生异常及不明闪络现象,严重威胁列车的安全、稳定运行。风沙环境使得复合绝缘子附近的空间电场发生了一定的畸变,会影响复合绝缘子的闪络特性。文中基于风洞试验系统探究高速气流环境中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响,测定了高速气流沙尘状况下复合绝缘子的闪络电压,对比了在有沙尘与无沙尘时复合绝缘子的闪络电压,揭示了沙尘环境下复合绝缘子闪络电压的变化趋势;实验结果表明:高速气流环境下,复合绝缘子的闪络电压随风速的增加先增大后减小,有沙尘时复合绝缘子的闪络电压要比无沙尘时低;在同一气流速度下,当沙粒粒径为100μm、沙流量较小时,复合绝缘子的闪络电压要高于沙流量较大时的闪络电压;随气流速度的不断增大,沙尘通过畸变电场而影响闪络电压的程度将逐渐低于流场特性的影响,而使得在气流速度较高时不同沙尘流量的闪络电压差距较小。     

高海拔地区复合绝缘子先导发展法闪络判据

为研究在高海拔地区特高压输电线路复合绝缘子的闪络与击穿特性,建立适用于高海拔地区复合绝缘子的先导发展模型,在2 100 m的高海拔地区进行了800 kV的I型和V型复合绝缘子雷电冲击电压试验,用高速摄像机拍摄了放电过程图像,得到了2种布置方式下特高压复合绝缘子的雷电冲击闪络电压U50%和伏秒特性数据。并将伏秒特性曲线试验值与IEC推荐公式计算值和CIGRE推荐先导发展模型计算值进行了对比研究;通过数值仿真计算提出了适合高海拔地区复合绝缘子闪络的先导发展模型,并结合已有试验数据,对1.9、2.04和7.1 m串长复合绝缘子的先导发展模型进行了验证。结果表明:在相同绝缘长度为7.1 m时,V型复合绝缘子布置方式下空气间隙击穿,其击穿电压比I型复合绝缘子闪络电压高7%;高海拔地区特高压复合绝缘子闪络的先导发展模型与复合绝缘子空气间隙击穿的先导发展模型的k与E0值应采用0.7 10 6(m2/(v2 s))、440 kV/m和0.74 10 6(m2/(v2 s))、500 kV/m。     

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。     

高海拔地区750kV复合绝缘子均压环电场仿真及结构优化

为改善超高压输电线路的复合绝缘子端部电场强度集中、易产生放电和闪络等问题,通过建立复合绝缘子和均压环仿真模型,采用ANSYS仿真软件对复合绝缘子和均压环模型的电场进行仿真测试,分析均压环参数对电场强度的影响,从而优化均压环参数。结果表明:优化均压环参数r=45 mm,R=900 mm,h=300 mm,加装优化均压环后,复合绝缘子表面的电场强度下降,满足高海拔地区750 k V输电线路绝缘子安全运行的要求。     

鸟啄复合绝缘子护套场强电位分布研究

通过有限元软件对鸟啄复合绝缘子不同位置处护套进行建模,并对场强电位分布进行理论性分析,结果表明:被啄护套位置处于高、低第1-2片伞裙之间时,损坏护套处场强数值发生严重畸变,同时导致损坏伞裙的相邻几片绝缘子片场强剧增,为闪络、击穿埋下隐患;复合绝缘子护套鸟啄后,复合绝缘子的爬电距离明显减小,过电压或污秽作用下容易引起绝缘子串闪络.因此,当护套被鸟啄后,建议立即实施计划性停电,更换复合绝缘子串.     

330 kV输电线路复合绝缘子鸟粪闪络特性研究

2011年以来,宁夏地区330 kV线路多次发生鸟害故障跳闸,严重威胁了宁夏电网的安全稳定运行。目前国内外对于引起330 kV线路的鸟粪闪络机理及其影响因素仍缺乏研究。文中首先研究了低温环境下染污硅橡胶的憎水特性,然后基于鸟粪下落过程中最大连续长度与鸟粪参数的关系,试验研究了鸟粪下落方式、下落通道、电导率、粘度、体积、下落位置和相对湿度等对330 kV复合绝缘子闪络特性的影响。试验结果表明,330 kV复合绝缘子的鸟粪闪络概率随距离的减小、鸟粪长度的增加而增加;鸟粪脱离横担比未脱离横担下落时发生闪络的概率更低;带均压环比不带均压环时绝缘子更易发生闪络;当鸟粪体积、鸟粪电导率、空气相对湿度越大时,发生鸟粪闪络的概率越大。     

海拔4000m以上地区4种合成绝缘子覆冰交流闪络特性及电压校正

根据在多功能人工气候室内模拟气压、污秽和覆冰条件对4种型式的合成绝缘子进行试验研究的结果，该文分析了覆冰量、污秽程度、海拔高度(或气压)及最短放电路径长度对合成绝缘子在融冰期的最低交流闪络电压和覆冰期的闪络电压的影响，分析了闪络电压的气压影响特征指数和覆冰量影响特征指数的影响因素，根据试验结果得到了不同条件下气压影响特征指数和覆冰量影响特征指数，并提出了4种合成绝缘子在海拔4000m以上地区气压、污秽和覆冰单独及综合作用下最低交流闪络电压的校正公式。     

覆冰绝缘子导电离子分布规律

为研究电场及染污方式对覆冰复合绝缘子导电离子分布的影响,该文在低温、低气压人工气候室对两种染污方式下的35 k V复合绝缘子开展了带电和不带电雨凇覆冰试验。结合COMSOL软件仿真分析冰凌尖端水滴及覆冰滴水过程对绝缘子覆冰的影响,揭示电场、染污方式和染污程度对覆冰绝缘子离子分布的影响规律。结果表明:电场对绝缘子覆冰形态、冰层及冰凌中离子分布和闪络电压均有显著的影响;在带电覆冰条件下,采用覆冰水电导率法时的冰层及冰凌融冰水电导率均低于不带电时;在不带电覆冰条件下,采用固体涂层法时的融冰水电导率远高于覆冰水电导率;绝缘子带电覆冰时的闪络电压高于不带电时,而闪络过程中的融冰水电导率低于不带电时。在分析绝缘子覆冰闪络时,应考虑晶释效应对其闪络特性的影响。     

丧失憎水性的直流复合绝缘子耐污特性

通过人工污秽试验研究了丧失憎水性的复合绝缘子在直流电压下的污秽闪络特性,给出了两种憎水性状态下的复合绝缘子污闪电压,在憎水性完全丧失状态下时不同表面污秽度下的复合绝缘子50%闪络电压,文中还分析了表面污秽不均匀分布对污闪电压的影响。试验结果表明即使复合绝缘子完全丧失憎水性,其污闪电压较相同长度的瓷或玻璃绝缘子串高20%～50%。     

不同运行年限的复合绝缘子电气和机械性能

为研究运行年份不等的66kV复合绝缘子的电气和机械性能,抽取了已运行不同年份的19支复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和复合绝缘子拉力机对其进行自然污秽工频闪络试验、人工污秽工频闪络试验、50%雷电冲击闪络试验、50%机械负荷耐受试验、机械破坏负荷试验。结果表明:其电气性能仍然较好,污闪和雷击闪络电压随着绝缘子结构高度增大而增大,与运行时间无关;机械性能具有一定分散性,早期楔式结构的复合绝缘子的机械性能有所下降。建议有关部门加强对早期复合绝缘子的机械性能的检测。     

典型工业粉尘地区复合绝缘子污秽成分及其闪络特性

近年来,盐城德隆镍业厂区附近数次发生输电线路外绝缘放电、污闪现象,且采用复合绝缘子后仍不能得到有效抑制,而临近的化工区却没无该情况发生。因此,本文对盐城电网辖区内镍厂、化工厂绝缘子进行污秽取样,开展了污秽化学成分分析测试,包括阴阳离子含量、不溶物元素组成、主要化合物成分等;继而基于成分分析结果,开展了混合污秽下的污闪特性试验,得到了不同污染源典型污秽成分下复合绝缘子的闪络特性。研究结果表明：化工厂和镍厂附近绝缘子污秽成分有一定的差异,体现在镍厂污秽成分含硝酸盐较多,而化工厂附近含氯盐较多;对于一大两小型复合绝缘子,其在镍厂典型污秽下的闪络梯度要比化工厂低5%-10%;对于重工业粉尘地区的外绝缘配置,建议采用一大一小型绝缘子来提高电气强度。     

1 000 kV级交流输电线路用复合绝缘子可行性探讨

简要阐述了我国目前AC、DC复合绝缘子的发展现状,提出了1000kV级交流复合绝缘子向>400kN的高强度等级发展,进一步改进结构完善配方提高复合绝缘子的可靠性及复合绝缘子绝缘距离的确定方法,并结合我国运行经验和对防污闪技术的认识,建议在c、d、e级特别是在d、e级污秽等级优先选用复合绝缘子。     

运行中110kV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。     

110 kV复合I型绝缘子鸟粪闪络影响因素研究

鸟粪闪络是架空输电线路涉鸟故障的主要形式之一,严重影响电网的运行可靠性。为明确不同因素对110 kV复合I型绝缘子鸟粪闪络的影响情况,通过设计并搭建试验平台模拟鸟粪闪络试验,研究鸟粪粘度、电导率、有无均压环对鸟粪闪络的影响;通过电场仿真,研究鸟粪滴落路径对鸟粪闪络的影响。结果表明,在距离复合绝缘子大伞裙边沿15～21 cm情况下,鸟粪粘度越大,闪络概率越高,粘度相同,鸟粪电导率越大,闪络概率越高;复合绝缘子安装均压环比不安装时更易发生闪络;鸟粪平面与导线平面越靠近,临界闪络距离越大且不呈线性关系。     

Flashover mechanism of silicone rubber insulators used for outdoorinsulation-I

Experimental results show that the contamination performance of silicone rubber composite insulators is better than porcelain insulators. This is attributed to the hydrophobicity of the silicone rubber. This suggests that the flashover mechanism of these insulators is different. This paper experimentally investigates contamination build-up, diffusion of low molecular weight (LMW) polymer chains, surface wetting, electrical field caused interaction between droplets, generation of conductive regions and filaments, field intensification caused spot discharge and the ultimate flashover of silicone rubber along wetted filaments. The studies resulted in a new flashover mechanism, which provides a better understanding of the superior performance of silicone rubber outdoor insulators. The results will be useful for the development of improved laboratory test procedures and to evaluate composite insulators' performance in contaminated conditions. The part of the paper describes an overview of the flashover mechanism and the diffusion of LMW polymer chains and wetting of the silicone rubber surface in detail     

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。