低气压下空气间隙电弧对覆冰绝缘子串直流闪络的影响

覆冰绝缘子串在直流闪络过程特别是低气压条件下中易产生空气间隙电弧形成"飘弧"现象,飘弧易桥接覆冰绝缘子串,且空气间隙电弧和冰面电弧具有不同的伏安特性,而传统的覆冰绝缘子串直流闪络模型由冰面电弧和剩余冰层电阻构成,没有考虑空气间隙电弧,在低气压下计算结果与实际情况相差较大。为了解此一现象,首先从理论上分析了飘弧对低气压下覆冰绝缘子串直流闪络电压的影响,建立了考虑和忽略空气间隙电弧的覆冰绝缘子串直流闪络模型,根据理论模型计算了相应的闪络电压,并与试验结果进行了比较分析。试验与理论计算结果表明,飘弧现象随着气压的降低和绝缘子串覆冰及污秽的程度增加而增加,低气压下进行绝缘子串直流闪络建模、预测和特性试验时应考虑空气间隙电弧及其飘弧的影响。     

基于改进时变电弧方程的直流覆冰闪络动态电路模型研究

覆冰闪络的动态电路模型可用于模拟冰闪发展的动态变化过程,有助于深入探究覆冰绝缘子闪络发展的机理。针对现有动态模型中的时变电弧方程仅表征电弧在空气间隙发展的不足,充分考虑冰层表面对电弧发展的影响,对时变电弧方程进行改进,使其能够更加准确地描述实际冰闪电弧的动态变化。在此基础上,建立直流覆冰闪络的动态电路模型,将模型仿真结果与已有模型进行对比,同时在人工气候室内对等效玻璃平板进行覆冰闪络的试验验证。结果表明:建立的动态电路模型所预测的闪络电压值更接近试验值,两者最大相对误差为6.6%;预测泄漏电流与实测泄漏电流的动态变化规律具有较好的一致性。     

覆冰绝缘子交直流闪络场路模型的研究

该文建立了覆冰绝缘子的交直流闪络场路模型,该模型将覆冰绝缘子的闪络分为空气间隙击穿前电弧的起始、空气间隙击穿后电弧在冰表面的发展和临界闪络判定3个阶段。通过对空气间隙击穿前后覆冰绝缘子电场分布的计算,并结合覆冰绝缘子闪络电路模型中电弧的E-I特性和U-I特性,求取覆冰绝缘子的临界闪络电压和电流,进而求取闪络过程中的U-I特性和I-t特性,并可以避免用电路模型采用简化公式计算覆冰各参量所产生的误差。通过与其他理论模型计算结果和真实覆冰绝缘子的试验结果的比较,对该文所建立模型进行了验证。     

低气压下XZP/XZWP4-160直流绝缘子覆冰闪络特性研究

西电东送超高压直流输电面临绝缘子严重覆冰的威胁。该文在人工气候室内对覆冰XZP／XZWP4-160绝缘子的闪络特性及放电发展过程进行了试验研究。根据试验结果，讨论了覆冰绝缘子直流闪络电弧的发展过程，提出了覆冰绝缘子直流电弧发展速度与影响因素的关系，并分析了覆冰直流绝缘子覆冰闪络时形成二条不同路径的原因，此外，论文讨论了覆冰直流绝缘子闪络电压与极性的关系，并提出随着气压的降低，覆冰绝缘子正负极性闪络电压绝对值的差异逐渐减小。     

覆冰绝缘子闪络动态特性数值模拟

依据冰闪电弧模型,以MATLAB为计算平台,揭示了直流电压下覆冰绝缘子放电电弧的动态特性.仿真结果表明:覆冰绝缘子的泄漏电流和电弧传播速度极性效应明显.在整个闪络过程90%时间内,局部电弧发展缓慢,最后闪络阶段发展速度剧增.仿真结果和人工覆冰绝缘子闪络实验数据基本吻合.     

盘型悬式绝缘子串自然覆冰直流放电发展路径特点及影响因素分析

绝缘子覆冰严重影响输电线路的安全运行,研究覆冰绝缘子放电发展路径有助于完善绝缘子覆冰放电理论.鉴于现有研究缺乏对盘型悬式绝缘子自然覆冰放电路径的系统分析,该文在现场进行绝缘子覆冰直流闪络试验,得到盘型悬式绝缘子雨凇覆冰和混合凇覆冰直流放电过程及放电路径的特点.研究结果表明:盘型悬式绝缘子雨凇覆冰闪络时,电弧总体从两端向中部发展;而混合凇覆冰放电过程中会出现多次电弧变暗或"熄弧"现象,且闪络路径分散性较大,电弧总是分段存在的,电弧的位置和数量具有随机性.此外,覆冰形态和自然风对盘型悬式绝缘子闪络放电路径有很大的影响,对于雨凇覆冰,覆冰程度越重,冰棱长度越长,电弧越易桥接;电弧会在风力的作用下产生漂移和变形而集中在覆冰绝缘子的背风面.     

直流冰面局部电弧运动特性

随着我国特高压输电线路的不断建设，覆冰地区绝缘子冰闪问题日益突出。然而目前针对冰面电弧运动特性的研究较少，导致覆冰绝缘子长串闪络机理不明确。为了弥补现有研究的不足，在多功能人工气候室利用冰柱进行局部电弧试验，采用超高速摄像机拍摄了直流冰面电弧产生、发展过程。结果发现，相比于负极性局部电弧，正极性局部电弧产生所需电压较低、时间长；冰面电弧弧足与冰面间存在多条长度、直径各不相同的放电分支，由弧足中心向周围扩散；直流冰面电弧发展过程中存在弧柱-弧柱放电和弧柱-冰面放电两种放电形式，二者的放电方向相反。     

棒形悬式瓷绝缘子的覆冰交流闪络特性研究

绝缘子覆冰闪络事故严重危害着输电线路的运行安全。为了研究影响棒形悬式瓷绝缘子覆冰交流闪络特性的因素,文中在人工气候室内对棒形悬式瓷绝缘子进行了带电和不带电的人工覆冰试验以及交流闪络试验,研究了表面覆冰程度、盐密污秽度和覆冰水电导率对绝缘子闪络特性的影响,试验中使用高速摄影机对放电电弧的发展过程进行检测,并用示波器记录泄露电流和闪络电压。结果表明:带电覆冰和不带电覆冰导致绝缘子表面覆冰程度不同,对其冰闪特性具有显著的影响:局部放电的初始位置和电弧的发展过程具有不同的特点而且在电弧发展到完全贯穿绝缘子表面前,在相同的试验电压下带电覆冰绝缘子的泄露电流比不带电覆冰绝缘子的泄漏电流大;棒形悬式瓷绝缘子覆冰闪络电压随盐密污秽度和覆冰水电导率的增大而降低,且相同盐密污秽度下带电覆冰绝缘子的闪络电压高于不带电覆冰绝缘子的闪络电压。研究结果可为为输电线路绝缘子选型以及防冰减灾等,提供试验依据和技术参考。     

一种覆冰污秽绝缘子闪络电压的理论计算模型

将覆冰视为一种特殊的污秽形式,其电阻可用冰体电阻与冰面水膜电阻的并联电阻来等效.将基于Obenaus概念和污秽均匀分布平板模型得出的闪络电压与电弧常数、泄漏距离及单位长度污层电阻的关系式用于覆冰污秽绝缘子,推导出了一个描述闪络电压与覆冰量、融冰水电导率、绝缘子泄漏距离等多个参数之间关系的理论计算模型.利用该模型分析计算了多组覆冰污秽绝缘子串(3片/串～21片/串)的交流闪络电压,计算值与试验值基本吻合.还利用该理论模型解释了经验公式,并较为准确地计算出了经验公式中的系数和指数的具体数值.     

染污绝缘子串直流污闪放电模型及验证

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要是以平板模型为基础.本文以7片串XP-160绝缘子为例,开展染污绝缘子串直流污闪放电模型研究.提出染污绝缘子串直流放电过程的电路模型是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型计算所得的临界污闪电压与实测值的误差在7%以内;得到泄漏电流大于200mA时,染污绝缘子串局部电弧的综合受力中热浮力起主导作用,解释了局部电弧发展中存在飘弧现象的原因.     

低气压覆冰条件下绝缘子的直流闪络特性

为了分析影响低气压覆冰条件下绝缘子直流闪络特性的因素,在人工气候室内模拟高海拔、覆冰条件,对FC160P/C170 DC玻璃绝缘子和10 kV直流合成绝缘子进行试验研究,得到了空气间隙的距离与闪络电压的关系,并分析了覆冰状况对覆冰表面闪络特性的影响。试验结果表明:覆冰闪络电压随着空气间隙的增长而升高;上空气间隙时的闪络电压高于下空气间隙时的闪络电压;合成绝缘子因伞间距离小,易被冰凌和电弧桥接,覆冰和气压对其影响比瓷和玻璃绝缘子严重;低气压下,覆冰绝缘子发生飘弧时,其闪络电压大大降低。     

基于紫外成像技术的110kV输电线路复合绝缘子融冰闪络预警方法及判据

为减少覆冰导致的输电线路绝缘子融冰闪络事故,对110kV输电线路覆冰复合绝缘子进行了融冰闪络试验研究。用紫外(UV)成像仪监测其融冰过程中的放电现象,并与泄漏电流在线监测装置记录的试验过程中的泄漏电流进行对比,发现融冰闪络过程中的泄漏电流与紫外图像存在对应关系。用紫外光子数作为检测绝缘子放电的特征量,提出了覆冰绝缘子放电过程紫外预警3区段法,即安全区、预警区及危险区。给出了110kV输电线路复合绝缘子融冰闪络预警方法及判据:当监测距离为6.5m时,若高压端有间歇性光子数突变现象,则视为进入预警区,在不同的增益情况下,根据放电情况判断是否给出预警。     

覆冰绝缘子串闪络过程试验分析

为了研究绝缘子冰闪放电机理,对污秽条件下覆冰瓷绝缘子串融冰期闪络过程进行了试验研究,分析了覆冰闪络过程中绝缘子串电弧发展、泄漏电流及其频谱特性的典型变化规律。结果表明:覆冰绝缘子串闪络过程可以分为初始阶段,间歇性局部电弧阶段,电弧发展阶段,临界闪络阶段和闪络阶段;各阶段放电现象明显,泄漏电流峰值具有明确的分界值;随着泄漏电流的增大,电流与电压的相位差减小,非线性程度降低;起始阶段泄漏电流峰值10mA,谐波含量最低;产生间歇性局部电弧时泄漏电流谐波含量最高;闪前泄漏电流波形平滑,谐波含量降低;覆冰绝缘子闪前电流随着表面附盐密度的增加而增大。     

复合与瓷和玻璃绝缘子直流覆冰闪络特性比较

污秽覆冰环境下绝缘子电气特性是覆冰地区输电线路外绝缘选择的基础,然而国内外针对不同材质绝缘子覆冰闪络特性的对比研究甚少。为此,在人工气候室内模拟覆冰气象条件,采用恒压升降法对3种不同材质绝缘子进行了大量覆冰直流闪络试验研究。分析试验结果得出了目前常用3种绝缘子在覆冰污秽条件下的直流闪络特性,结果表明:严重覆冰条件下,复合绝缘子电弧闪络梯度略高于瓷和玻璃绝缘子,且其污秽特征指数略小;覆冰水电导率和表面污秽对电弧闪络梯度的影响特征指数有明显差异。最后提出了绝缘子串覆冰水电导率及表面污秽共同作用时的直流电弧闪络梯度校正公式。研究结果可为覆冰地区输电线路外绝缘的选择和设计提供参考。     

覆冰绝缘子闪络过程泄漏电流监测设计与实现

覆冰绝缘子闪络过程中泄漏电流持续时间长 ,幅值变化大 ,用常规示波器很难测量 ,故据此特点设计了基于L ab View的覆冰绝缘子冰闪过程泄漏电流监测系统。通过设计制作前置处理电路及 L ab View编程来全过程监测覆冰污秽绝缘子闪络试验中及局部电弧发展变化过程中泄漏电流 ,并实现了波形显示、数据存储和分析、打印输出等功能     

XZP/XZWP4-160直流绝缘子覆冰闪络电弧特性的研究

在人工气候室内对覆冰XZP/XZWP4-160绝缘子的闪络特性及放电发展过程进行了试验研究。根据试验结果进行分析得出:弧根周围空气的热电离导致了电弧的发展,静电场力对电弧的发展起到了加速作用,电击穿仅发生在闪络最终的跳跃阶段;通过测量闪络过程中的放电电压、泄漏电流、闪络时间、覆冰水电导率、电弧长度及电弧半径等参数,得到电弧的发展速度及临界电弧长度均随覆冰水电导率的增加而减小,弧根电流密度随着气压的降低而增大;与正极性电弧相比,负极性电弧的发展速度快且弧根半径大。进一步分析覆冰绝缘子的闪络过程可知:覆冰绝缘子存在2个不同的闪络路径,即沿冰层外部和内部,这是由于电弧热作用蒸发的Na原子进入弧柱的方式不同造成的。     

污秽绝缘子闪络机理研究综述

文章综述了几十年来国内外对污秽绝缘子闪络机理的研究状况,包括电路模型、能量模型、动态模型、交流电弧重燃条件、电场模型以及低气压下的电弧特性等,并根据真型绝缘子串污闪放电过程的拍摄结果,提出了由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成的低气压下绝缘子长串直流放电数学模型,同时对未来绝缘子污秽闪络机理的研究方向进行了展望,指出真型绝缘子长串放电过程、绝缘子剩余污层电阻、低气压下局部电弧特性的测量等是今后研究的重点。     

超高压线路绝缘子冰闪过程的泄漏电流波形变化特性

输电线路绝缘子冰闪过程中泄漏电流的变化发展与放电过程以及冰的融化状态紧密相关,泄漏电流的特征量能够反映冰层的状态变化以及放电的发展。为了解超高压500kV线路绝缘子融冰闪络特性,在环境气候试验室开展了污秽、覆冰条件下的试验研究,同步测量了融冰闪络试验中闪络和耐受两种状态下的泄漏电流,并进行了特性分析。分析结果表明：冰闪...     

染污绝缘子串直流污闪放电的电路模型

绝缘子污秽闪络事故严重威胁电力系统的安全可靠运行,目前国内外对污闪机理的研究主要以平板模型为基础。以7片串XP–160绝缘子为例,开展染污绝缘子串直流污闪电路模型的研究。根据高速摄像机拍摄的结果得知,染污绝缘子串直流污闪放电过程中局部电弧存在飘弧现象,即局部电弧由沿面电弧和空气间隙电弧2部分组成;提出染污绝缘子串直流放电过程的电路模型由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型推导得到染污绝缘子串直流污闪电压的污秽影响特征指数在0.22~0.34之间,并从理论上解释了不同型式绝缘子污秽影响特征指数存在差异的原因。     

重冰区输电线路绝缘子选型问题

输电线路的绝缘配合主要是选择绝缘子型式、绝缘子串片数和空气间隙。根据重冰区输变电示范工程的需求,总结国内外研究现状和大量试验结果,比较了多种大吨位瓷绝缘子和玻璃绝缘子的覆冰闪络特性,利用所得结果选取了重冰区输电线路悬式绝缘子型号及串型。结果表明:XZP-300瓷绝缘子串覆冰闪络电压比XZP-210高,LXZP300玻璃绝缘子串覆冰闪络电压比LXZP-210高;间插布置绝缘子串和"V"型串绝缘子串冰凌桥接的速度变慢,饱和覆冰量大于常规悬垂串;重冰区线路可以采用考虑大吨位瓷绝缘子和玻璃绝缘子间插式的布置和"V"型绝缘子串相结合的方式,改善绝缘子串的防冰闪特性。