110kV玻璃绝缘子串交流覆冰的闪络特性

以往研究表明绝缘子在覆冰状况下,绝缘性能将大幅降低,在融冰期会因表面高电导率水膜的存在而在正常工作电压下发生覆冰闪络.为得到110 kV电压等级玻璃绝缘子串的交流覆冰闪络特性,清华大学电机工程与应用电子技术系采用均压升压法进行了一系列的覆冰闪络试验,通过研究覆冰水电导率的大小、冰凌的桥接程度、污秽的严重程度以及融冰水电...     

覆冰绝缘子串的交流闪络特性和放电过程

为了解长串绝缘子在高海拔下的冰闪特性,在气候室内对XP-70、XWP2-160绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子进行了人工覆冰电气试验研究。结果表明:气压对覆冰绝缘子串冰闪电压的影响与污秽绝缘子的相似,3种绝缘子的气压影响指数分别为0.64、0.55和0.69;在不同气压下冰闪电压与绝缘子串长均呈线性关系;绝缘子串覆冰以后的电压分布发生变化且受冰的状态的影响,这个变化是覆冰绝缘子串电气特性下降的主要原因;覆冰绝缘子串的局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污秽绝缘子长,且受冰层的融化和冰凌状态的影响;覆冰绝缘子的临界闪络电流大于污秽绝缘子,且与绝缘子串长和类型有关,其原因有待进一步研究。     

工作电压下110kV交流绝缘子串覆冰特性研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外已有许多关于绝缘子覆冰闪络导致电力系统故障的报道,对绝缘子覆冰过程及其特性开展深入研究具有重要意义。文中在人工气候室模拟自然覆冰条件,对7片XP-70、XWP-160瓷绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子在运行电压（相对地电压64kV）下和不带电情况下的覆冰特性进行了试验研究。分析了带电和不带电对绝缘子覆冰的影响和差异,结果表明：带电与不带电条件下绝缘子覆冰状况有差异,带电覆冰下绝缘子高压端不易被冰棱桥接,绝缘子带电时覆冰密度比不带电时覆冰密度小,且带电时绝缘子表面覆冰多呈松针状。绝缘子覆冰密度与电场强度、绝缘子材料、结构、形状、覆冰水电导率等有关。     

覆冰绝缘子长串交流闪络特性和放电过程研究

文中人工气候室模拟覆冰和低气压条件对XP-70、XWP2—160绝缘子（长）串和FXBW4-110／100合成绝缘子的交流闪络特性进行了试验研究,分析了覆冰绝缘子长串的电位分布和闪络前的泄漏电流;根据高速摄像机拍摄的照片,分析了覆冰绝缘子长串的闪络过程。结果表明,气压对覆冰绝缘子长串的闪络电压影响的特征指数与污秽绝缘子一致,覆冰是一种特殊的污秽形式;在试验研究的串长范围内,闪络电压与串长成线性关系;绝缘子串覆冰后电位分布的变化是覆冰绝缘子串闪络电压下降的主要原因,但其局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污闪过程长,且受冰层的融化和冰凌状态的影响严重。     

覆冰圆柱形绝缘子的交流闪络特性与放电过程

绝缘子覆冰闪络事故仍然严重威胁着电力系统的安全稳定运行,尽管国内外的电力科学研究者对此开展了大量广泛的研究工作,但是在覆冰闪络特性和机理方面依然未能达成统一认识。为对其进行深入探讨,在人工气候室内对圆柱形绝缘子物理模型进行了交流覆冰闪络试验,同时利用摄像仪记录了覆冰绝缘子的整个闪络过程,分析研究了局部电弧的起始位置和可...     

110kV复合绝缘子的覆冰操作冲击闪络特性

覆冰将导致绝缘子电气性能下降,但在操作冲击电压作用下的覆冰绝缘子电气特性研究很少。根据人工气候室内的模拟覆冰试验,研究了110kV复合绝缘子覆冰操作冲击特性。结果表明:覆冰将导致复合绝缘子的正、负操作冲击特性下降,且随着覆冰水电导率γ20、覆冰质量m的增加,50%放电电压U50下降。根据试验结果得到了U50与γ20、m的关系,即U50与γ20、m分别呈负指数幂函数关系。正极性覆冰操作冲击50%放电电压低于负极性覆冰操作冲击的,但随覆冰质量m的增加,极性效应减弱。     

35kV输电线路绝缘子串交流覆冰闪络特性试验方法的比较

绝缘子人工覆冰后的电气性能试验常采用50%耐受电压法、均匀升压法和U型曲线法。目前国内外很少研究试验方法对绝缘子交流覆冰闪络特性的影响差异。为此,在大型多功能人工气候室内以3片XWP2-160、LXHY3-160、FXBW-35/70型绝缘子串为试品,研究覆冰后电气试验方法对绝缘子闪络特性的影响。试验结果表明,电气试验方法对覆冰绝缘子的交流覆冰闪络电压有影响,采用不同电气试验方法得到的试验结果有差异。在相同覆冰程度和覆冰状态条件下,均匀升压法得到的试品平均闪络电压Uave比50%耐受电压法得到的50%耐受电压U50%高4.1%～6.0%,而U型曲线法得到的最低闪络电压Ufmin最小。     

覆冰绝缘子的交流放电机理研究

本文根据在重庆大学人工气候室中作的模拟研究的结果,对覆冰绝缘子的交流沿面放电过程进行了系统的描述,得出了绝缘子串的电压分布规律和泄漏电流的变化过程,并结合圆柱形绝缘子的覆冰放电现象和泄漏电流波形,对覆冰绝缘子的交流放电机理进行了探讨。     

玻璃绝缘子串自然覆冰(雪)交流闪络特性

高海拔、污秽及覆冰(雪)环境下绝缘子串电气性能会急剧下降,绝缘子串覆冰(雪)闪络特性是覆冰地区输电线路外绝缘选择的重要依据之一,而目前大多数研究是在人工模拟条件下进行的。为此,在重庆大学雪峰山自然覆冰试验站(海拔高度为1 400 m),采用固体涂层法对LXHY3-160型玻璃绝缘子进行了高海拔现场试验,试验方法采用均匀升压法。此外还分析了覆雪对绝缘子串电气特性的影响,结果表明:此次覆冰(雪)自然试验中,绝缘子上表面均覆了薄雪;绝缘子冻雨覆冰,主要分布在迎风面,覆冰密度为0.775 4 g/cm3;闪络时融冰水电导率较大,且闪络时融冰水电导率随串长增加而呈增长趋势;但冰全融化后,融冰水电导率基本一致,与串长无关。覆冰(雪)对绝缘子串闪络特性的影响规律与人工模拟所得基本一致:自然覆冰下绝缘子串闪络电压与绝缘子串长呈线性关系;绝缘子串覆冰质量与串长亦呈线性关系;自然覆雪绝缘子串闪络电压与串长呈线性关系。     

500 kV绝缘子串的人工雾淞覆冰和放电试验

叙述在试验室条件下产生检类型覆冰的方法和对５００ｋＶ线路悬式绝缘子串进行人工雾淞覆冰以及工频电压放电特性试验研究的情况。试验结果表明,与雨淞型覆冰绝缘子串相比较,两者在放电现象及绝缘抗电强度上有很大的差异。     

气压对直流正极性下冰柱-冰板间隙电晕放电的影响

为进一步了解低气压下覆冰对绝缘子的危害,该文选择冰柱-冰板间隙模型,借助数据采集卡、紫外线成像仪和自行设计的电流传感器等设备,在人工气候室内研究低气压下冰柱-冰板模型的电晕放电特性。文章分析了气压对冰柱-冰板间隙的起晕电压、平均放电量和冰柱尖端处的放电区域等方面的影响。结果表明：起晕电压随着气压的降低而降低,平均放电量和冰柱尖端处的放电区域均随着气压的降低而减小,同时,在较低气压下,起始放电更容易形成辉光放电,放电测量也更困难。     

瓦型导线和普通绞线雨凇覆冰特性对比分析

输电线路导线覆冰严重威胁电力系统的安全运行,对型线和普通绞线覆冰过程及其特性开展深入研究可为电网输电线路防覆冰技术和瓦型导线的推广应用提供参考。在人工气候室内模拟自然覆冰条件,对LGJ-185/10、LGJ-400/65型普通绞线和JNRLH60X/LBIA-185/30、Drake 1020型瓦型导线进行了试验研究,分析了2类导线覆冰异同。结果表明：在相同覆冰条件下,瓦型导线的覆冰厚度比相同直径的普通绞线大,冰棱长度则反之;直径较小的导线覆冰厚度要比直径较大的同种导线覆冰厚度增长更快,而冰棱增长则相对较慢;其他覆冰条件相同时温度越低或者风速越大,瓦型导线和普通绞线的覆冰厚度差异越明显。     

交流电场对220kV复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

为补充完善高电压等级复合绝缘子带电覆冰的研究,以复合绝缘子FXBW-220/100为试品,在大型人工气候实验室对其进行了带电与不带电人工覆冰试验。利用试验结果分析了电场对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响,并针对试验现象给出了合理的解释。结果表明:电场对覆冰绝缘子覆冰的影响主要为电场的极化作用和几种常规放电等带来的热效应;电场的强度、场线的均匀性对复合绝缘子覆冰也有重要影响。带电情况下绝缘子覆冰的其它结论包括:带均压环的绝缘子的高压端不易发生桥接;复合绝缘子大部分伞面覆冰冰层结构密实、光滑、透明;带电情况下雨凇冰棱密度小于不带电情况下雨凇冰棱密度,且随着外加电压的提高而减小;均压环冰棱密度随着外加电压的提高而增加;绝缘子覆冰质量随着外加电压的提高呈先上升后降低的趋势;绝缘子50%闪络电压随着外加电压的提高呈先降低后升高的趋势。     

覆冰220kV四伞裙复合绝缘子电场分布仿真分析

针对国内外缺乏对覆冰220kV四伞裙复合绝缘子电场分布研究的现状,利用Ansoftmaxwell有限元分析软件模拟分析了不同冰凌长度、均压环参数和位置对220kV四伞裙复合绝缘子电场分布的影响。结果表明：（1）湿冰状态下冰凌与伞裙间隙1 mm时,冰凌桥接复合绝缘子不会发生放电现象,非桥接且系统过电压时有放电危险;（2）均压环能够显著改善高压端与第一大伞间的电场分布;（3）均压环与金具连接点垂直距离为0 mm,外径306 mm、管径36 mm时高压端和高压端附近冰凌间隙最大场强达到较好配合。     

均压环安装位置对220kV复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

在人工气候室对不同位置安装均压环的220 kV复合绝缘子进行了人工带电覆冰试验,分析了均压环安装位置对绝缘子覆冰及电气特性的影响。结果表明:复合绝缘子本身电场分布极不均匀,使不同均压环安装位置对改善电场分布的效果不尽相同,从而对复合绝缘子覆冰有明显影响。高压端均压环使高压端伞裙覆冰比较均匀,冰棱生长较长,均压环冰棱呈向外弯曲生长,提高冰闪电压;低压端均压环使低压端伞裙相邻冰棱之间发生粘接,均压环冰棱基本呈垂直生长,降低冰闪电压;绝缘子和均压环表面覆冰密度大于冰棱冰密,安装均压环的高压端或低压端,其表面和冰棱冰密都大于不带均压环时;仅高压端带均压环时的绝缘子自身冰重大于仅低压端带均压环时。     

直流电压下冰棱尖端放电实验研究(英文)

由于冰凌尖端和覆冰绝缘子表面之间的放电情况与覆冰绝缘子闪络电压紧密相关而引起了高度的关注,在冰凌和冰板模型基础上,通过实验研究了直流情况下冰凌尖端电晕放电现象。研究结果发现:冰凌到覆冰绝缘子表面间距、环境温度、冰水电导率对起晕电压有一定的影响,其影响原因也被逐一分析;揭示了电晕放电发展过程,在不同电压极性下,电晕放电对冰凌尖端的影响不同;当环境温度为?5℃,不同电压极性下冰凌尖端起晕电压与普通电极情况不一致,这种情况希望得到更多的证实。研究结果将会提升对覆冰绝缘子放电的理解,并有助于防止闪络情况的发生。     

交流电场强度对导线雾凇覆冰特性的影响

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰过程中导线的电晕放电量。为了解释电场对覆冰的影响机制,对交流电晕下水珠的荷电和所受库仑力进行了计算。试验结果表明:试验条件下,覆冰量和覆冰密度随交流场强增加均有先增大后减小的趋势。计算结果表明;电场将对水滴施加电吸力,导致在电晕出现之前或电晕较弱时覆冰量、覆冰密度增加;电晕较强时,空间电荷浓度增加,水滴荷电后所受库仑力起排斥作用,这可能是强电场下导线覆冰量和覆冰密度降低的原因。     

光滑支柱绝缘子覆冰直流放电特性试验研究

在人工气候室模拟试验了覆冰光滑支柱绝缘子的直流放电特性。结果表明,有、无冰带其闪络电压UF差异较大,覆冰水电导率Γ和气压亦有较大影响,Γ越高UF越低;随着气压的下降,UF和临界闪络电流明显下降。     

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%。     

冰棒—冰板间隙负极性电晕起始放电特性

国内外研究结果表明,绝缘子覆冰过程的一个显著现象是:在带电情况下,其表面冰凌并未完全桥接,而是在伞裙间形成一定的冰棱空气间隙。为研究这种空气间隙对放电发展的影响,利用冰棒-冰板空气间隙放电模型在人工气候室内进行了负极性直流电晕放电试验,并分析了不同间隙距离、不同大气压、不同覆冰类型(包括冰的表面状态以及覆冰水电导率)情况下的电晕起始放电特性。研究结果表明:随着空气间隙长度的减小和气压的降低,负极性电晕起始电压也明显下降;湿冰时的电晕起始电压高于干冰时的电晕起始电压。这些研究结果为进一步深入开展覆冰电极系统的电晕放电机理和覆冰绝缘子闪络研究打下了基础。