直流线路绝缘子冰闪特性研究

叙述了在人工气候室内对不同形式绝缘子进行的覆冰直流闪络特性研究,根据试验结果分析了不同直流绝缘子的闪络特性,并研究分析了人工污秽与自然污秽对冰闪电压的影响.结果表明,不同材质和型式的绝缘子对覆冰直流闪络电压影响不大,随着冰厚增加以及污秽增加,覆冰直流闪络电压都会下将,提出了绝缘子串直流U50%闪络电压与覆冰厚度及污秽的关系表达式,指出自然污秽下绝缘子的冰闪电压高于相同污秽状况下的人工污秽绝缘子.     

复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究

绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用。以FXBW-110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验。试验结果表明：复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大。     

XZP-300绝缘子串自然积污及其直流覆冰闪络特性

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外在人工气候室对输电线路覆冰的机理、绝缘子覆冰闪络特性开展了大量研究,但对现场运行电压下绝缘子覆冰前的自然积污及其覆冰闪络特性研究甚少,为此,对某电网500kV直流线路运行1a后XZP-300绝缘子的积污情况及其直流冰闪特性开展了试验研究,研究结果表明:带运行电压下XZP-300绝缘子表面的积污存在不均匀度,且下表面堆积的盐密、灰密比上表面严重;自然积污下绝缘子的覆冰闪络电压比人工染污下的覆冰闪络电压高;人工染污且污秽不均匀分布下的绝缘子覆冰闪络电压比污秽均匀分布下的高;绝缘子覆冰闪络电压存在极性效应,且正极性电压比负极性电压高。     

ZS-126/4型支柱绝缘子的交流覆冰闪络特性

为研究支柱绝缘子交流覆冰闪络特性,以110kV支柱绝缘子ZS-126/4为试品,在大型多功能人工气候实验室开展了试验研究。比较了固体涂层法(SLM)与覆冰水电导率法(IWCM)2种不同染污方式对其冰闪电压的影响,分析了覆冰水电导率、染污盐密、覆冰质量、覆冰密度对110kV支柱绝缘子ZS-126/4覆冰闪络特性的影响。研究结果表明,110kV支柱绝缘子ZS-126/4最低闪络电压与覆冰水电导率、染污盐密、覆冰质量、覆冰密度满足负幂指数函数关系,得到的拟合公式计算结果与试验结果的误差<10%。研究结果可为我国重覆冰地区变电站支柱绝缘配置和设计提供参考。     

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。     

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。     

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。     

不同型式绝缘子的覆冰直流闪络特性

为防止重大覆冰事故的发生,在人工气候室内模拟不同气象条件对5种不同型式绝缘子进行了覆冰直流闪络试验研究。分析试验结果得出目前常用5种绝缘子在不同冰厚和不同污秽下覆冰直流闪络特性的基本特点是:不同材质和型式的绝缘子对覆冰直流闪络电压影响不大,随着冰厚增加以及污秽增加,覆冰直流闪络电压都会下将。最后提出了绝缘子串直流50%闪络电压与覆冰厚度及污秽的关系表达式为U50%=DNkρSDDd-b。     

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。     

XZP-160直流绝缘子低气压下覆冰闪络特性

根据人工气候室内试验结果提出了覆冰绝缘子平均直流冰闪电压的试验方法 ,分析了高海拔对 XZP- 16 0直流绝缘子覆冰闪络电压的影响 ,阐述了在高海拔或低气压下直流绝缘子覆冰闪络电压与覆冰量的关系 ,提出了低气压下直流绝缘子覆冰闪络电压的校正公式     

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。     

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。     

LXY4-160型绝缘子串覆冰操作冲击闪络特性

为丰富目前较少的操作冲击电压作用下绝缘子冰闪特性研究,以7片串LXY4-160型绝缘子串为试品,在大型多功能人工气候室内研究了清洁干燥、淋雨、覆冰条件下玻璃绝缘子串的操作冲击闪络特性。结果表明,玻璃绝缘子串操作冲击冰闪电压比其清洁干闪和雨闪电压有明显下降;LXY4-160型玻璃绝缘子串操作冲击50%闪络电压U50随覆冰水电导率的增加而降低;正极性U50和负极性U50均随覆冰质量的增加而降低。根据试验结果,得出了覆冰质量、覆冰水电导率对覆冰绝缘子串操作冲击50%闪络电压影响的关系式,并综合考虑了覆冰质量和覆冰水电导率的共同影响,得出了其冰闪电压的计算公式。利用提出的计算公式所得计算结果与试验值的偏差在工程应用允许的误差范围内。     

直流电场对复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

为研究直流电场对复合绝缘子覆冰的影响,在人工气候实验室中对FXBW-35/70型复合绝缘子进行了带电人工模拟覆冰试验。分别进行了不带电以及正负10 kV、20 kV、30 kV的直流电压试验,对比了不同电压等级下的绝缘子覆冰和闪络特征,分析了直流电场下不同极性对覆冰的影响,并进行了解释。试验结果表明:直流电场强度对复合绝缘子覆冰和闪络特性会产生影响,随着试验电压等级的升高,绝缘子伞面冰层的粗糙程度会增大,冰凌的向内弯曲度会增大,密度降低,覆冰质量呈先增大后减少的变化趋势,覆冰绝缘子的50%闪络电压呈先降低后上升的趋势;直流电场的不同极性也会对复合绝缘子覆冰产生影响,相同电压等级下,正极性电压作用下的冰凌平均密度大于负极性,负极性电压作用下的绝缘子50%闪络电压低于正极性。     

低气压下三种覆冰支柱绝缘子直流闪络特性研究

根据人工气候试验室内三种支柱绝缘子的人工覆冰直流闪络试验结果，分析了低气压下覆冰对支柱绝缘子直流闪络特性的影响。结果表明：不同伞裙结构对重冰条件下的三种支柱绝缘子的直流闪络电压影响不明显，但对临界闪络电流的影响较大；低气压下，三种支柱绝缘子的闪络电压和临界闪络电流下降明显；三种绝缘子覆冰闪络的极性效应不明显。     

特高压变电站支柱绝缘子重覆冰闪络仿真计算与试验分析

变电站支柱类绝缘子比线路绝缘子更容易覆冰,对输电线路影响更严重。为了获取特高压(UHV)变电站支柱类绝缘子覆冰后电气特性,建立了基于Obenaus概念的特高压支柱绝缘子重覆冰闪络物理模型,对比了固体涂层法和覆冰水电导率法试验得到的闪络电压结果。试验得出:覆冰水电导率和表面盐密对闪络电压的影响相互独立且均为负幂指数趋势;不同的污秽度与不同覆冰水电导率之间具有线性对应关系。建立了计算模型,将污秽和喷淋水电导率对覆冰闪络电压的综合影响等效为只有冰层没有污层的状态,降低了计算的难度。利用该模型计算了重覆冰条件下特高压支柱绝缘子的闪络电压,结果与试验验结果的误差<10%,验证了模型的准确性。     

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。     

电压类型对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响

近年来,国内外学者对交流带电覆冰做了较多的研究,但就直流电压下带电覆冰特性及其闪络特性的影响研究较少。本文在人工气候室模拟自然覆冰条件,对35k V复合绝缘子进行了不带电及10k V、20k V、30k V交流、正极性直流、负极性直流电压作用下的雨凇覆冰试验,对比了不同电压类型下,绝缘子的覆冰及其闪络特性的差异,分析了电压类型对其影响的机理,并提出了合理的解释。试验结果表明:不同类型电压作用下,绝缘子的覆冰及其闪络特性存在较大的差异,负极性直流电压作用下的伞裙冰棱内部气泡较交流、正极性直流要大;交、直流电压作用下,绝缘子冰棱密度均随电压升高呈持续下降趋势;外施电压升高到一定程度时,负极性直流电压作用下的绝缘子冰重随电压升高而下降速度最快;负极性直流电压作用下的覆冰绝缘子的直流冰闪电压最低。     

高海拔、污秽、覆冰环境下超高压线路绝缘子交直流放电特性闪络电压校正研究

根据在人工气候室内对交流160kN级染污瓷质、玻璃及35KV合成绝缘子以及一种形式的直流绝缘子大量的试验研究结果，得出了绝缘子在高海拔，污秽及覆冰条件下不同绝缘子的闪络特性，并分别分析了无覆冰时不同气压，污秽对绝缘子交，直流闪络电压的影响和高海拔污秽地区绝缘子覆冰量的变化对交直流闪络电压的影响；提出了不同海拔高度、污秽程度及覆冰量条件下试验中的各种绝缘子的交、直流闪络电压的初步校正公式及相应的特征指数，本文试验研究结果认为；绝缘子闪络电压随海拔升高，污秽加重和覆冰增加而呈幂函数或指数函数降低，而表征其下降速度的特征指数则与绝缘子型式，电压类别、污秽程度及覆冰量有一定关系。     

冰柱直流放电特性及路径

冰的电气特性影响输电线路覆冰绝缘子闪络电压。该文选择冰柱为试品,在人工气候室内研究了冰柱直流放电路径和表面闪络特性,从而探讨覆冰绝缘子闪络的一般规律。试验和分析结果表明：电极布置方式不同,沿冰柱放电的路径发生变化。覆冰水电导率和气压是影响冰柱和覆冰绝缘子闪络电压的2个重要参数,随着覆冰水电导率的增加或气压的降低,冰闪电压下降。根据试验结果,文中给出了冰柱闪络电压与覆冰水电导率和气压的关系。冰柱闪络电压的极性效应明显,正极性闪络电压低于负极性的。临界闪络电流随着气压的降低明显减小。