输电线路悬式复合绝缘子雨凇与轻雾凇覆冰形态和覆冰过程对比研究

覆冰形态是影响输电线路绝缘子闪络的重要因素之一。目前未见各类型覆冰形态差异及其原因的相关研究,绝缘子覆冰形态形成的微观物理过程研究较少。覆冰过程包括水滴撞击,捕获和冻结三个过程。对比研究了南方电网电线路灾害(覆冰)预警系统监测的悬式复合绝缘子雨凇、轻雾凇覆冰形态,通过Fluent仿真研究了两类覆冰形态的水滴与绝缘子撞击过程,计算了绝缘子伞裙上表面、伞裙边缘和杆径的水滴撞击数和撞击密度,通过微气象数据分析研究水滴冻结过程,从水滴撞击和冻结两个过程理论解释了雨凇和轻雾凇两类覆冰形态差异的原因。     

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。     

输电线路绝缘子覆冰厚度图像识别算法

针对当前绝缘子覆冰监测方法研究现状,提出对于复杂环境下的绝缘子覆冰识别。首先利用模板匹配在图像中实现绝缘子的定位检测,然后对图像进行预处理、图像分割、边缘提取等处理,提取出覆冰前后绝缘子边缘,根据区域像素初步判断有无覆冰,若有覆冰进一步再计算其覆冰厚度。最后利用提出的算法对模拟覆冰实验室和现场采集的输电线路图像进行分析,将算法计算结果与模拟覆冰实验室人工测量的绝缘子覆冰厚度值进行比较,误差小于1.5 mm。结果表明,算法能够识别绝缘子覆冰并计算其覆冰厚度,可以真实地反映现场绝缘子覆冰情况。     

绝缘子的覆冰及覆冰绝缘子的放电特性

介绍了覆冰对电力系统的危害及对绝缘子电气强度的影响。特别介绍了目前国内外对雨凇类覆冰绝缘子及其放电特性的研究状况，通过总结他们的研究成果，得出了几条重要结论。文中指出，影响覆冰绝缘子放电电压的主要因素是冰水电导率．当绝缘子被冰桥接且冰表面附有一层水膜时，绝缘子的放电电压最低。     

覆冰程度对瓷和玻璃绝缘子直流覆冰闪络特性的影响

在人工气候室内模拟覆冰气象条件,对2种同吨位的瓷绝缘子XZP-210和玻璃绝缘子LXZP-210进行了覆冰直流闪络实验研究。分析实验结果得出2种绝缘子在不同覆冰程度和不同污秽下覆冰直流闪络特性,即最低冰闪电压值Ufmin随覆冰厚度的增加而呈幂函数下降关系,与覆冰质量m呈负指数函数关系,与电导率γ20呈负幂函数关系;导出旋转监测铜管覆冰厚度d和绝缘子串覆冰质量m两种表征覆冰程度参量的等价性关系式d=De-gW;最后提出了绝缘子串直流最低冰闪电压Ufmin的一般式Ufmin=Eγ2-0md-be-fW。     

绝缘子的覆冰及覆冰绝缘子的放电特性

介绍了覆冰对电力系统的危害及对绝缘子电气强度的影响。特别介绍了目前国内外对雨凇类覆冰绝缘子及其放电特性的研究状况，通过总结他们的研究成果，得出了几条重要结论。文中指出，影响覆冰绝缘子放电电压的主要因素是冰水电导率。当绝缘子被冰桥接且冰表面附有一层水膜时，绝缘子的放电电压最低。     

绝缘子覆冰对电气强度的影响

本文介绍输电线路绝缘子覆冰的过程、类型、特点和带来的危害,以及覆冰绝缘子串的闪络过程和机理,并对影响覆冰绝缘子交流闪络电压的因素进行了分析,提出了应在我国开展覆冰绝缘研究工作的建议。     

覆冰程度对复合绝缘子直流覆冰闪络特性的影响

覆冰下绝缘子电气性能将降低,国内外采用绝缘子覆冰质量(m)、旋转导体覆冰厚度(D)或绝缘子表面覆冰厚度(d)等表征绝缘子的覆冰程度。为了解覆冰程度对绝缘子冰闪电压的影响,开展了不同覆冰程度下500kV复合绝缘子短样直流冰闪特性的试验研究,分析了绝缘子覆冰质量、旋转导体覆冰厚度和绝缘子表面覆冰厚度对复合绝缘子冰闪电压的影响。结果表明:盐密为0.05mg/cm2且单支绝缘子覆冰质量为5.0kg时复合绝缘子直流冰闪梯度约为77kV/m;m、D或d均可表征绝缘子的覆冰程度,且具有等价性关系,即d=1.06D0.78和m=3.52lnD-5.37。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。     

500 kV线路高寒山区绝缘子覆冰故障

分析了一起 5 0 0 k V线路重冰区段绝缘子串覆冰闪络跳闸故障 ,阐述了绝缘子串覆冰是导致处于微地形、微气象区输电线路闪络跳闸的主要原因 ,并提出了防故障措施。     

自然覆冰条件下的输电线路覆冰形状特征

覆冰导线的横截面形状在估算融冰时间或融冰电流中具有重要的影响。因此,调查覆冰导线的形状特征具有重大意义。在众多现场试验调查的基础之上,提出了一种椭圆形模型来描述覆冰导线的形状特征,把覆冰导线的形状分为三类,分别为同心圆、偏心圆和偏心椭圆,并分析了不同覆冰形状对输电线路融冰时间的影响。分析结果表明,覆冰导线的横截面形状满足一个假说,即冰的最大厚度在导线的迎风侧,而最小厚度在导线的背风侧;在其它融冰条件不变的情况下,导线覆冰偏心率越大、需要融化的冰层越薄,融冰时间越短;即覆冰形状越扁,最大融冰时间越小。     

环境参数对绝缘子表面覆冰增长的影响

覆冰严重威胁电力系统的安全运行,国内外对输电线路覆冰机理、增长过程和覆冰闪络特性开展了大量研究,但对绝缘子覆冰增长预测模型及相关试验研究甚少,因此开展了LXP-160玻璃绝缘子在不同覆冰环境参数下其表面覆冰增长的试验研究,分析了温度、水滴颗粒直径(MVD)、风速等对绝缘子表面覆冰增长的影响,得到了采用旋转监测导体覆冰厚度d1、绝缘子表面覆冰厚度d或绝缘子覆冰质量m来表征绝缘子的覆冰程度之间的等价性关系。结果表明:水滴颗粒直径、风速越大或温度越低,绝缘子表面覆冰增长越快,其冰棱越长且越粗;温度对绝缘子覆冰类型有影响,当风速小于0.5m/s、液态水质量浓度110g/m3,MVD为130μm,温度小于-8°C时,绝缘子表面覆冰类型为雨凇,温度为-11°C时,绝缘子表面覆冰类型为硬雾凇;d1、d和m之间关系为d=0.684d11.09和m=0.828lnd1-1.186。研究结果可为揭示绝缘子覆冰机理提供参考。     

覆冰对绝缘子串工频特性的影响

本文介绍了覆冰绝缘地区线路绝缘子串的覆冰情况。对绝缘子串覆冰后的工频特性、影响覆冰绝缘子串工频闪络特性的各种因素以及冰闪过程作了详细的讨论。     

气压、淋雨、污秽和覆冰对线路绝缘子直流放电电压的影响

根据在人工气候室中的一系列试验结果,得出了气压、淋雨、污秽和覆冰与线路绝缘子直流放电电压的相关关系。从而探讨了恶劣环境条件下直流线路绝缘子的选择原则。     

带电覆冰过程对盘形悬式绝缘子覆冰及电场特性的影响

运行条件下绝缘子表面的电场强度对覆冰过程有明显影响,但国内外对此研究不多。为此,采用有限元法和COMSOL软件对3种盘型悬式绝缘子在不同覆冰状态下的电场和电位分布进行了计算,并结合在人工气候室内的覆冰试验来研究交流电场强度对绝缘子覆冰过程的影响。结果表明:有限元法计算的覆冰绝缘子表面电场和电位分布与试验结果具有一致性,能很好地解释电场强度对绝缘子覆冰过程的影响;绝缘子表面电场和电位分布受到覆冰状态和绝缘子材料和型式的影响;覆冰过程中,电场畸变和局部电场强度的变化影响绝缘子覆冰增长速率、覆冰外观和分布、覆冰质量、覆冰密度和闪络电压;电场对玻璃绝缘子覆冰过程的影响要高于瓷绝缘子。     

绝缘子覆冰闪络研究进展

覆冰绝缘子的电气特性是绝缘子防冰闪措施研究的关键技术难题,国内外学者对此进行了大量试验、理论研究,取得了很多有价值的成果,但输电线路冰闪事故仍时常发生。因此,总结了国内外关于绝缘子覆冰闪络的研究进展,为国内外从事绝缘子防冰闪工作的研究人员提供参考。结合近80年国内外对绝缘子覆冰闪络及其防治方法的丰富科学研究经验,从覆冰绝缘子表面冰层的物理特性、覆冰绝缘子试验方法、覆冰闪络特性及其冰闪数学模型等方面系统地总结分析了覆冰绝缘子闪络的各种影响因素/机理。得出了覆冰类型、染污盐密、覆冰水电导率、覆冰程度、气压、电压类型等因素对绝缘子冰闪电压的影响规律。并提出了绝缘子覆冰闪络特性、机理及其冰闪数学预测模型等亟待研究的内容,对未来绝缘子覆冰闪络的研究提出了一些极具价值地建议和设想。     

输电线路绝缘子覆冰预测及防护方法综述

在寒冷地区,由大气结冰引起的绝缘子串覆冰频发,严重影响覆冰地区电力系统的安全。开展绝缘子覆冰及其预防技术研究对提高输电线路可靠运行有重要意义。首先分析绝缘子覆冰闪络的主要影响因素,并对覆冰绝缘子的形态特征进行深入研究,如覆冰类型、覆冰量、覆冰长度和桥接状态、绝缘子污染等。然后从预测、监测、预防3个角度出发,详细论述覆冰绝缘子覆冰的防护措施。对覆冰绝缘子的监测方法进行分析和比较,结果表明,图像监测技术在冰凌预测中具有明显的优势,并讨论了目前结冰的图像识别技术的研究进展和技术难点。最后,介绍绝缘子覆冰风险预测模型的研究前景,并阐述基于图像和机器学习算法的绝缘子结冰风险预测模型的研究前景,对今后减少绝缘子覆冰闪络事件的研究提出一些建议和展望。     

线路覆冰绝缘子串防冰闪措施及分析

线路绝缘子发生覆冰闪络故障 ,对线路安全运行造成威胁。绝缘子发生冰闪的主要原因是冰凌桥接绝缘子串裙边 ,而融冰水电导率高造成冰闪电压大为降低。阻隔导电率高的融冰水形成闪络通道的水帘 ,是提高覆冰绝缘子串冰闪电压的基本措施     

输电线路覆冰舞动灾害规律研究

输电线路舞动灾害是电网重大自然灾害之一,给电网安全稳定运行造成了巨大威胁。对近年来我国输电线路舞动事故进行了全面、系统的调研分析,从舞动发生的时间、地点,线路名称、电压等级及线路结构参数,舞动发生时的气象资料（气温、风速、覆冰等）及输电线路所处地形地貌信息,舞动持续时间、舞动对线路产生的破坏形式等方面研究了舞动灾害规律与特点,为进一步有针对性地采取防治方法、增强电网抵御自然灾害的能力提供了重要的研究基础。