火焰条件下间隙的直流电压击穿特性研究

近年来,多条特高压直流线路建成投运,还有多条直流输电线路正在规划,山火严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行,研究火焰条件下间隙的直流电压击穿特性和放电机理具有重要意义,但国内外在山火条件下间隙直流电压击穿特性方面的研究较少。间隙在山火条件下击穿机理涉及火焰温度、电导率和灰烬等个因素,不同植被的燃烧特性决定了这3种因素触发放电的影响程度不同,因而击穿电压存在较大的差异。文中研究典型植被的火焰特性,利用模拟山火对不同影响因素条件下的导线?板间隙直流电压放电特性进行试验研究,分析了山火条件下间隙击穿机理。研究发现间隙在火焰中绝缘强度下降到纯空气的20%左右,直流电压下间隙的击穿存在明显的极性效应。     

火焰条件下间隙的直流电压击穿特性研究EI北大核心CSCD

近年来,多条特高压直流线路建成投运,还有多条直流输电线路正在规划,山火严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行,研究火焰条件下间隙的直流电压击穿特性和放电机理具有重要意义,但国内外在山火条件下间隙直流电压击穿特性方面的研究较少。间隙在山火条件下击穿机理涉及火焰温度、电导率和灰烬等个因素,不同植被的燃烧特性决定了这3种因素触发放电的影响程度不同,因而击穿电压存在较大的差异。文中研究典型植被的火焰特性,利用模拟山火对不同影响因素条件下的导线?板间隙直流电压放电特性进行试验研究,分析了山火条件下间隙击穿机理。研究发现间隙在火焰中绝缘强度下降到纯空气的20%左右,直流电压下间隙的击穿存在明显的极性效应。     

全火焰条件下植被燃烧特征量对导线?板间隙击穿特性的影响

近年来,输电线路走廊山火频发严重威胁电网的安全稳定运行。选取了山火条件下易引发线路跳闸的典型植被,对其燃烧特性和全火焰条件下导线-板间隙的交直流击穿特性开展了试验研究,并提取了热释放速率、火焰温度、高度和电导率等燃烧特征量,分析了燃烧特征量对全火焰条件下间隙击穿特性的影响机制。结果表明,不同植被类型火焰对间隙击穿特性的影响差异较大,尤其在杉树枝火焰下,导线-板间隙的工频击穿电压和直流正极性击穿电压分别下降为纯空气间隙的10%和6%左右;间隙击穿电压存在明显极性效应,直流正极性下间隙的击穿电压低于直流负极性;植被火焰的电导率是间隙绝缘强度下降的主要原因,其次为热释放速率和火焰高度,火焰温度的影响较小。     

典型植被火焰下导线–板间隙击穿特性及放电模型研究

针对山火引发输电线路跳闸事故频发的问题,选取了输电线路走廊易于引发线路跳闸的典型植被,利用模拟山火试验平台研究了导线–板间隙在典型植被火焰下的工频击穿特性,通过击穿电压与泄漏电流数据分析了不同植被火焰下间隙击穿特性的差异性,根据间隙的放电机制以及电弧路径发展的图像,建立了火焰条件下间隙放电模型,并对其有效性进行了验证。研究结果表明:植被火焰下间隙的绝缘强度明显下降,特别是在杉树枝火焰下,导线–板间隙的平均击穿电压梯度可降低为纯空气间隙的10%;植被在稳定燃烧阶段的泄漏电流最大,且正半波的泄漏电流值大于负半波,最大可达负半波的十倍左右;在灰烬颗粒影响下,秸秆、茅草等植被在火焰高度较低时,也会导致输电线路跳闸,研究成果可为输电线路在山火条件下的安全稳定运行措施提供参考。     

典型植被火条件下1.2～2.7 m导线板空气间隙击穿特性

山火严重威胁着电网的安全稳定运行,为揭示山火条件下架空输电线路的跳闸机理,利用山火模拟试验平台开展了1.2～2.7 m导线板间隙的工频击穿特性试验,研究了全桥接和不全桥接时导线分裂数、植被种类、燃烧强度和火焰高度对间隙击穿特性的影响.结果表明:最大火势时,燃烧强度对火焰区的击穿特性影响大于非火焰区;导线分裂数对短间隙下...     

火焰高度对输电线路间隙击穿特性的影响

山火可使架空输电线路间隙的绝缘强度显著下降,可能引发线路跳闸,导致线路出现停运的严重事故。近年来,山火频发给电网的安全稳定运行带来了巨大威胁。利用木垛火模拟山火,开展了火焰高度对模拟输电线路间隙击穿特性的影响研究。研究表明,火焰高度对间隙的击穿特性影响较大,火焰高度与击穿电压之间具有二次函数关系。研究成果可为输电线路防山火跳闸提供一定的指导。     

山火引发输电线路间隙放电机理与击穿特性综述

山火发生时火焰的高温、高电导率、多灰烬等使架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,可能引发线路跳闸,且重合闸不成功概率大,易导致线路停运的严重事故。近年来,山火频发给电网的安全稳定运行带来了严峻的挑战。为此,对山火引发输电线路间隙放电机理与击穿特性研究进行了综述,分析了国内外模拟输电线路山火试验平台搭建、试验方法、山火条件下输电线路间隙放电机理,间隙交直流电压击穿特性研究现状。分析表明山火模拟试验平台考虑的影响因素多较为单一;因模拟试验的尺度、植被类型、试验方法等的差异,试验结果差异性及分散性较大;火焰燃烧特性及产物对间隙放电的影响机理研究考虑的影响因素较为单一。对指导山火情况下输电线路跳闸防护具有一定的局限性。建议系统开展山火条件下不同尺度、电极类型间隙交直流击穿特性研究,结合试验数据,开展电场、火焰温度、电导率、灰烬及颗粒等因素对间隙绝缘击穿特性影响的单一和综合作用机理研究。     

火焰中颗粒对间隙放电特性的影响

森林火灾易导致输电线路间隙绝缘强度下降,造成间隙放电而发生跳闸故障,严重影响电网的安全稳定运行。间隙击穿受火焰温度、带电粒子、颗粒与灰烬等的影响。为此,通过模拟山火研究了导线-板间隙在典型植被火焰条件下的击穿特性和火焰中颗粒对间隙放电特性的影响。进行了颗粒对电场畸变仿真研究,详细分析了火焰条件下颗粒触发间隙放电的机理。结果表明:在火焰条件下的颗粒触发放电特性和空气条件下有明显的不同,灰烬在山火条件下触发间隙放电具有倍增效应,能导致间隙因绝缘强度发生剧烈下降而击穿,击穿电压最多将下降为原来的1/10。     

山火对10~35 kV输电线路安全运行影响试验研究

文中设计搭建了山火对10 kV、35 kV输电线路安全运行影响试验研究平台,燃烧松木、稻草和灌木模拟10 kV、35 kV输电线路下发生山火,研究了山火条件下输电线路三相电压、导线对地泄漏电流、零序电压变化特性;研究分析了火焰高度、火焰宽度对10 kV输电线路绝缘的影响。试验结果表明：山火能引起输电线路单相高阻接地和相间短路;造成单相高阻接地和相间短路是电压等级、对地距离、火焰高度、火焰宽度等多种因素共同作用的结果;火焰是否桥接空气间隙是影响空气绝缘的重要因素。研究了试验过程中出现的输电线路对火焰放电、受火焰影响的某相电压低于其他相电压等现象,得出了山火对10 kV、35 kV输电线路影响原因和规律。     

山火对空气间隙绝缘击穿特性影响试验研究

近年来,山火频发给电网安全稳定运行带来了巨大威胁.山火会导致架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,从而引发线路跳闸,造成线路出现停运等严重事故.文中设计了"棒-棒"电极空气间隙放电模型,开展了"棒-棒"模型的空气间隙绝缘击穿试验,研究了火焰、温度、烟雾对间隙绝缘的影响.试验研究表明,火焰高度和温度对间隙击穿特性影响较大,温...     

蒙特卡罗法计算线路雷击跳闸率随机过程研究

针对规程法分析输电线路防雷性能中过于简单化和EMTP计算复杂化问题,用较符合雷击实际过程的蒙特卡罗法计算输电线路雷击跳闸率。因雷击随机过程的选取直接影响计算速度和计算结果的确信度,故在研究了雷电流幅值、波头时间、雷击部位、工频电压瞬时值、风偏等随机过程对跳闸率计算的影响的基础上,综合考虑计算速度和计算结果确信度,确定雷电流幅值、雷击部位、反击时工频电压瞬时值为蒙特卡罗法中需要考虑的因素。经验证设计的蒙特卡罗法雷击跳闸率计算结果和实际运行线路雷击跳闸率统计结果相吻合。     

500kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

与单回500 kV输电线路相比,同塔双回500 kV输电线路杆塔高度增加,引雷面积增大,将直接影响到线路的耐雷水平。文章依据先导发展闪络判据,模拟电弧的非线性特性,建立了绝缘闪络模型。利用电磁暂态仿真软件（ATP-EMTP）,搭建了500 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能仿真电路,分析了杆塔高度、冲击接地电阻和工频电压等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：杆塔高度增加后,线路反击耐雷水平显著降低;杆塔冲击接地电阻的增大,将导致线路跳闸率上升,在电阻较高的情况下尤为明显;同时工频电压对500 kV同塔双回输电线路耐雷性能影响尤为明显,因此,在500 kV同塔双回输电线路的设计中应充分考虑工频电压对线路耐雷性能的影响。     

华东电网500 kV线路历年污闪事故分析及外绝缘配置优化研究

对华东电网500 kV线路发生的污闪事故分析表明,爬距不足和绝缘子伞型不合理是造成线路污闪的最主要原因。根据污闪事故分析,以及为确认线路的安全运行状况,对不同串型、不同形式500 kV线路绝缘子串进行了不同污秽度下的污秽试验,得到了不同试品的污耐压曲线,试验结果为500 kV线路的污秽外绝缘配置以及正确选型提供参考依据。在此基础上,通过总结华东电网超高压线路的运行经验,并结合试验研究和实际工程应用的基础,研究了各种绝缘子积污特性和爬距有效利用系数,对华东电网500 kV线路提出了合理的外绝缘配置。     

Bird streamer caused flashover in EHV transmission line

The bird-streamer caused failures have become one of the major causes of transmission line outages. It is more common and widespread than generally believed, and greatly threatens the reliability of transmission lines. The laboratory study of such failures mechanism is seldom reported especially for long gaps such as 500 kV insulators. Presented in this paper are the results of long air gaps bird streamer flashover experiments conducted on 500 kV and 220 kV transmission line insulators. The experimental results demonstrated that bird-streamer caused surface flashover can happen in 500 kV insulators, however space flashover, because the bird streamer will split into different jets under high electric field cannot short circuit the long air gaps. The high risk areas of flashover for 220 kV and 500 kV insulators were defined in this paper: an elliptical area for 220 kV I string insulator and a symmetrical area beside the central line for 500 kV V string insulator. The influence of some main factors on flashover processes is also elucidated, such as volume, conductivity and viscosity of the streamer, and the insulator type and configuration. The paper has significant value in understanding the bird caused failure mechanisms and designing remedies.     

同塔三回输电线路耐雷性能研究

在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明：对于500kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。     

不同电压等级架空输电线路雷电防护特征分析

对不同电压等级架空输电线路的雷电防护特征进行比较分析,可为提出输电线路的雷电防护策略提供参考。以我国110kV至 1 000kV交流输电线路以及±500kV至±800kV直流输电线路为分析对象,对其绕击特征和反击特征进行了分析,并提出了不同电压等级输电线路雷电防护重点。110kV和220kV交流输电线路应重点关注反击问题;500kV和750kV交流输电线路应重点关注在高接地电阻地区的反击问题和山区的绕击问题;1 000kV交流输电线路的反击闪络率极低,可考虑采用杆塔自然接地以降低建设成本,同时需关注山区的边相导线绕击问题;±500kV、±660kV和±800kV直流输电线路应主要关注在山区的绕击闪络问题。     

500 kV输电线路悬垂绝缘子串风偏闪络的研究

近年来,500 kV输电线路风偏闪络事故频繁发生,其频率已超过电力系统安全运行可接受的限度。按照标准设计的输电线路在实际运行中应该是安全的,但自从500 kV 输电线路第2代杆塔投入使用以来,风偏闪络事故的发生率逐年上升,这在理论上分析是不合理的。文章从500kV输电线路悬垂绝缘子串的风偏角计算模型入手,对风偏角计算 所采用的静态受力平衡算法存在的问题进行了详细分析,给出了一种最大风偏角的修正方法;在确定杆塔与导线之间最小空气间隙时,传统做法是通过复杂的几何作图来估算,文中通过在杆塔计算模型中引入笛卡儿二维坐标系使计算更为简洁方便,且提高了准确度;最后对目前风偏现象研究中存在的几个主要问题进行了详细分析。     

山火条件下架空输电线路闪络及监测技术的研究现状分析

简述了山火条件下对输电线路闪络机理展开研究的必要性。介绍了山火灾害影响因素,总结了山火条件下架空输电线路闪络机理的研究现状,包括对现有试验方法进行分析探讨,接着综述了目前应用于输电线路的山火监测方法及其存在的问题,提出激光雷达应用于输电线路山火监测的新思路,同时指出,卫星遥感技术和传统传感器终端监测方法相结合,能提高输电线路监测的可靠性和实时性。     

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）和改进的电气几何模型（EGM）计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。     

±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。