一起220 kV输电线路光缆复合地线放电事件的原因分析

分析一起220 kV线路光缆复合地线(OPGW)引下线对其龙门架构架击穿放电事件原因。采用Matlab的Sim Power Systems对OPGW引下线短路电流进行了仿真估算,经检查、分析发现,OPGW引下线与变电站接地网连接不良,且与龙门架构架之间的空气间隙不足,相邻线路发生单相接地故障时,短路电流通过OPGW引下线并产生较高电压,导致OPGW引下线对龙门架构架击穿放电。最后提出了OPGW引下线安装的工艺要求及注意事项。     

输电线路架空地线节能接地技术

架空地线与导线之间存在电磁感应,由此带来架空地线电能损耗问题。对架空地线节能接地技术进行系统研究,提出架空地线感应电压的控制原则,区分单回、多回线路提出架空地线节能接地方式以及地线分段节距计算公式。提出地线绝缘子及间隙选型要求,给出标准大气压以及不同海拔、温度、湿度条件下间隙距离参数,对冰区绝缘子还提出了覆冰绝缘配置和直流融冰技术要求。提出多种光纤复合地线（optical fiber composite overhead ground wire, OPGW）节能接续方案,并介绍了OPGW常用金具。提出的架空地线节能接地技术已在广东电网冰区、非冰区线路中实际应用。     

架空裸线安装绝缘护套后击穿方式变化

架空裸线安装绝缘护套可以有效降低异物入侵风险,研究安装绝缘护套后击穿方式的变化情况意义重大。为此,采用理论分析和实验验证的方法研究了接地体靠近绝缘护套时的击穿情况;同时探究了绝缘护套内部空气间隙对整个击穿过程的影响。研究结果表明:接地体靠近时,绝缘护套与架空裸线之间的空气间隙首先击穿,引发绝缘护套和接地体之间的空气间隙击穿;击穿后产生的放电电流注入绝缘护套成为内部空间电荷,引起绝缘护套内部电场畸变,同时产生大的热损伤,绝缘护套电气强度会由于空气击穿放电、热损伤以及边缘效应的共同作用而大大降低;在绝缘护套内壁涂覆半导电层后,内部空气间隙的影响被有效屏蔽,绝缘护套电气强度有了很大的提高。上述结果为提高架空裸线绝缘护套的电气强度提供了有效的解决方案。     

带并联间隙地线复合绝缘子直流覆冰闪络特性

架空地线融冰已成为一个亟需解决的问题,目前通常对架空地线进行改造加装带间隙的绝缘子并采用直流融冰,其融冰电压受到地线绝缘子放电电压的制约,进而也影响了地线融冰的长度。对耐张型和悬垂型两种地线绝缘子在严重覆冰条件下并联间隙大小与地线绝缘子直流冰闪电压间的关系进行了试验研究。结果表明:两种地线绝缘子表面清洁、未覆冰情况下,其直流50%放电电压U50%与并联间距d呈幂指数关系,随着并联间距d增大,U50%增大,且增速逐渐减小;覆冰条件下,耐张型并联间隙地线复合绝缘子并联间距的选择与覆冰厚度di相关,可以选为(10+2di)mm;悬垂型地线绝缘子在严重覆冰地区建议选择80~100mm的并联间距。在保证融冰期间地线与杆塔保持良好绝缘的条件下,应选择较小间距来提高其防雷性能。     

基于应变分析的光纤复合架空地线覆冰荷载监测北大核心

根据光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)的结构构成特征,提出了基于应变分析监测光纤复合架空地线覆冰荷载的方法。建立了光纤温度、应变与OPGW覆冰厚度的之间关系的理论模型。研究分析了OPGW的应力、温度与其内部光纤的温度、应变之间的关系;试制了基于布里渊光时域反射仪的覆冰监测系统,搭建了仿真实验平台,验证了本文覆冰监测理论模型的准确性和适用性。将该方法应用于实际线路,通过对比其他覆冰监测数据验证了基于应变分析的光纤OPGW覆冰荷载监测方法的可行性和实用性。     

基于应变分析的光纤复合架空地线覆冰荷载监测

根据光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)的结构构成特征,提出了基于应变分析监测光纤复合架空地线覆冰荷载的方法。建立了光纤温度、应变与OPGW覆冰厚度的之间关系的理论模型。研究分析了OPGW的应力、温度与其内部光纤的温度、应变之间的关系;试制了基于布里渊光时域反射仪的覆冰监测系统,搭建了仿真实验平台,验证了本文覆冰监测理论模型的准确性和适用性。将该方法应用于实际线路,通过对比其他覆冰监测数据验证了基于应变分析的光纤OPGW覆冰荷载监测方法的可行性和实用性。     

光纤复合架空地线直流融冰绝缘化改造对地线绝缘子与并联放电间隙的电气要求

为满足光纤复合架空地线(OPGW)直流融冰的需要,同时解决环流损耗和易遭雷击断股等问题,须将OPGW接地方式由目前常用的逐塔接地改造为分段或全线绝缘、单点接地方式;OPGW经地线绝缘子及其并联放电间隙与杆塔相连。为此,提出了OPGW直流融冰绝缘化改造对并联放电间隙的电气要求,分别对正常运行时、地线直流融冰条件下和雷击情况下的并联放电间隙电气性能进行了详细的计算分析和试验研究。结果表明:并联放电间隙距离选择应满足感应电压和直流融冰电压的耐受要求,还应保证并联放电间隙在雷电过电压下可靠击穿;要满足工频感应电压的耐受要求,间隙距离可取20~100 mm;要满足直流融冰电压为-20 k V×(1±10%)的耐受要求,间隙距离应大于60 mm;考虑到间隙放电的分散性,间隙距离宜适当增大,推荐值为70~80 mm;70~80 mm间隙距离的雷电冲击放电电压一般不大于100 k V,线路遭受雷击时,地线绝缘子与并联放电间隙所承受的电压至少为885 k V,甚至高达数MV,并联放电间隙能可靠击穿,从而确保地线绝缘子的运行安全性。该研究结果可为OPGW直流融冰绝缘化改造提供理论支撑和数据支持。     

利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。     

500 kV输电线路绝缘架空地线并联间隙放电原因分析及防范措施

对蒙东地区500 kV输电线路绝缘架空地线并联间隙放电原因进行了分析,因在设计阶段理论计算得出耐张段小于1 km的线路感应电压最大值为388 V,未在该耐张段绝缘地线设计单点接地,而是全绝缘。但现场实际电压值远超过25 cm并联间隙所能承受的击穿电压值,造成了不间断放电。暴露出线路设计只考虑了单一线路理论计算,没有考虑同廊道多回线路复杂的电磁场环境对绝缘地线感应电压的影响等问题。为确保架空绝缘地线安全运行,提出对500 kV绝缘架空地线采取防范措施:开展同廊道、复杂运行环境绝缘架空电线不同接地形式下感应电压理论计算,以满足运行要求;开展并联间隙距离、绝缘子零值检测,红外测温,及时消除缺陷,防止绝缘地线间隙放电造成地线脱落等问题。     

绝缘地线间隙放电对线路零序阻抗的影响

２２０ＫＶ以上的架空地线,多采用分段绝缘方式运行,其地线绝缘子并联间隙在系统接地故障期间会击穿放电。间隙击穿放电后线路电磁耦合关系的骤变,会引上应线路零序阻抗击Ｚ０的大幅变化。本文从这恶性循环 和定量的两方面     

基于布里渊光时域反射技术的多参数输电线路覆冰预警

因恶劣天气影响造成的输电线路覆冰将严重威胁到电网的安全稳定运行,并造成巨大的经济损失,实现准确的覆冰预警是电力系统亟待解决的问题。针对这一实际问题,为实现实时监测输电线路运行状态、及时发现并处理线路覆冰,采用布里渊光时域反射仪对武川变-察右中旗变500kV输电线路光纤复合架空地线进行在线运行状态监测,并探究利用布里渊光时域反射技术对光纤进行应力和温度监测以实现输电线路覆冰预警的可行性。数据分析表明,布里渊光时域反射仪可以在一定误差范围内准确测量光纤复合架空地线各点的温度和应力相对大小。结合输电线路覆冰时的温度、积温时间和温度日较差等温度相关参数的特性,提出综合各温度相关参数判断输电线路覆冰的条件;将本装置应用于实际输电线路在线监测,找出了被测光纤复合架空地线在2016年11月间满足该条件的具体位置和对应时间。测量结果与天气预报温度数值和变化趋势相近,表明了试验方法的准确性。     

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.     

输电线路地线直流融冰绝缘间隙的研究及应用

文章从空气间隙理论取值、放电间隙的高海拔修正、对间隙放电试验的分析、覆冰条件下直流放电间隙等多方面探讨了云南昭通电网采用直流融冰工程时地线绝缘间隙的选择,认为本工程中当融冰电压为20kV和35kV时,最后间隙取值为120mm和150mm是合理的。     

直流正极性下冰柱–冰板电极中电晕放电量的分析

为进一步了解覆冰绝缘子表面空气间隙的存在对输电线路的危害，在应用模/数转换器、紫外线成像仪、工控机和自行设计的电流传感器的基础上，研究了在不同施加电压、空气间隙长度、覆冰水电导率和冰类型的情况下电晕平均放电量的变化，并揭示了它们对电晕放电特性的影响。结果表明：直流正极性下的放电量分布满足正态分布，其值随着间隙长度的增加而减小；放电量与电极表面材料有着密切关系；覆冰水电导率对放电量的影响与冰的类型(干冰、湿冰)有很大关系。     

复合绝缘子覆冰操作冲击特性研究

覆冰后的绝缘子串电气强度明显下降,容易造成覆冰绝缘子串冰闪事故,对输电线路及电网的危害性极大。本文在国内外研究的基础上,对覆冰复合绝缘子的操作冲击特性进行了以下研究：研究在不同覆冰重量下,对覆冰复合绝缘子在操作冲击时U50%。放电电压的影响。研究在不同覆冰水电导率情况下,对覆冰复合绝缘子在操作冲击时U50%。放电电压的影响。综合分析了覆冰参数和覆冰状态对复合绝缘子U50%。放电电压的影响。     

覆冰棒板间隙直流电晕放电试验及测量

研究结果表明,在带电情况下覆冰绝缘子表面冰棱并未完全桥接,在覆冰绝缘子串两端的伞裙之间存在一定的空气间隙。为了研究这种空气间隙对放电发展的影响,提出了冰棒-冰板空气间隙模型。设计了紫外线成像仪CoroCAM IV+和基于虚拟仪器LabVIEW相结合的电晕测量系统。通过对冰棒-冰板空气间隙电晕放电脉冲的测量,证明该测试系统性能良好,能够满足试验测试要求。同时为下一步深入开展覆冰电极系统内空气间隙电晕放电的机理研究提供了试验平台。     

计及地线耦合的利用架空线路测量接地网接地阻抗的方法

在利用架空线路测量接地网接地阻抗时,未断开接地网与架空地线的连接构架会使通过接地网流入大地的电流小于实际注入电流,且经过地线的分流电流由于架空地线与相线间的电磁耦合效应会在线路中产生干扰电压。因此提出在测量接地网对地电压和实际注入电流时,同步测量地线电流以减小分流效应造成的误差;并通过多次测量的数据建立数学模型进行计算,以减小测量线路与地线的电磁耦合效应产生的感应电压对接地阻抗测量产生的影响。仿真结果表明,在电压极之前的杆塔与地线绝缘或者直接相连的杆塔数目较少的情况下,所提测量方法能有效减小用架空线路测量接地网接地阻抗时地线分流造成的接地阻抗测量误差。     

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。     

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...     

±800 kV特高压直流线路地线断线故障分析

提升抗冰能力对线路安全运行至关重要。对某±800 k V特高压直流线路地线断线故障现场的环境及录波进行了分析，开展了地线断口静态分析及扫描电镜试验、拉断力试验，并对导地线间距进行了仿真计算。试验和仿真计算表明：特高压直流导地线覆冰厚度差异较大，随着地线覆冰厚度的增加，导地线间间距逐渐减小，在大风作用下极易发生空气间隙不足放电。本次特高压线路故障原因为重覆冰引起导地线空气间隙距离不足，导致放电烧伤和拉断地线。微地形区线路覆冰情况可能超过设计值，应考虑现场实际覆冰厚度、导地线覆冰厚度差值、故障区段微气象和微地形等因素，确保线路设计运行有充足裕度。