鸟粪滴落路径对110kV输电线路复合绝缘子闪络影响试验研究

近年来,蒙东地区110 k V输电线路常由于鸟害而发生跳闸故障,其中鸟粪闪络是引起鸟害跳闸故障的主要原因。为探究鸟粪滴落通道对闪络的影响,本文通过自主设计试验平台,模拟了110 kV线路复合绝缘子鸟闪试验,试验利用鸟粪模拟液研究了不同鸟粪滴落通道下鸟粪电导率、粘度、均压环、对鸟闪概率的影响,试验发现电导率越大、粘度越高,鸟闪概率越严重,加装均压环会加剧闪络概率;鸟粪通道与导线共面时闪络最严重,异面时闪络概率最小。目前防鸟罩、大盘径伞群等盘径设计多由异面闪络试验得出,其防护效果还有待进一步改善提高。     

±800kV直流复合横担塔斜拉复合绝缘子均压环优化设计

输电线路复合横担铁塔能有效提高其风偏闪络、鸟粪闪络和覆冰闪络性能,降低杆塔高度和提高导线对地距离等优点,在特高压输电线路中得到了实际的运用。但根据现场运行经验,发现复合横担铁塔斜拉绝缘子的均压环固定螺栓有轻微电腐蚀,可能是由于该处电场强度较高,在一定的环境条件下易发生电晕放电。因此建立了±800 kV直流输电线路复合横担铁塔三维仿真模型,研究了双均压环结构下大均压环管径、环外径和抬高距对斜拉复合绝缘子、支柱复合绝缘子、均压环和固定螺栓表面的电场分布的影响。根据绝缘层和金具表面控制电场强度要求值对大均压环结构参数进行优化设计,然后按照优化方案对实际线路进行了改造,现场运行情况良好。本结果可供±800 kV直流输电线路复合横担塔斜拉绝缘子均压环的运行、维护和改造提供参考。     

均压环对改善复合绝缘子的电场分布影响

新疆电网复合绝缘子每年都有污闪事故出现,其中主要原因是部分地区污染太重或气候太恶劣造成绝缘子表面在一定条件下达到了闪络电压,而绝缘子电压分布不均是闪络的直接原因。在这样的情况下,通过一定的实验数据说明了均压环的屏蔽深度、均压环的外径等参数对改善电场分布都有重要影响。提出在这些重污闪地区采用增加均压环来降低绝缘子对塔杆和对导线的电容,进而达到改善电场分布的目的。     

内电极和均压环配置法优化复合绝缘子的沿面电场和电位分布

对复合绝缘子的电场和电位分布进行了研究,提出了优化复合绝缘子电场和电位分布的内电极和均压环配置法。该方法是在复合绝缘子的玻璃纤维芯棒两端内嵌细金属内电极;导线侧配置内电极和均压环,而杆塔侧仅配置内电极。在复合绝缘子的导线侧,内电极、金具和均压环之间形成低电场区,降低了该部分绝缘承担的电位分布。在杆塔侧,内电极与杆塔侧金具等电位,内电极所伸入、涵盖的绝缘处于内电极与杆塔侧金具形成的轴向低电场区,降低了该部分绝缘承担的电位;而内电极尖端及以下形成较高电场,抬升了内电极尖端以下的部分绝缘所承担的电压。仿真和试验研究均表明,内电极和均压环配置法能有效地提高均压装置的均压、屏蔽和导弧效果,抑制绝缘子的电晕放电和电蚀损,并实现复合绝缘子的电场和电场分布较大程度的均匀化。而且该方法具有节省金属资源、减少现场安装工作量等优势。     

220kV线路雷击闪络限制器对复合绝缘子电场分布的影响研究

根据220 kV同塔双回输电线路线路实际结构,考虑铁塔、分裂导线、均压环、Zn O电阻片的介电性和导电性等因素的影响,采用时谐电场三维有限元计算方法,以对比的方式研究了220 kV架空输电线路雷击闪络限制器对复合绝缘子串、均压环电位及电场强度分布的影响;研究结果表明,闪络限制器提高了电位及电场强度沿复合绝缘子分布的均匀性,降低了复合绝缘子电场强度最大值;限制器使上均压环表面场强略有增加,使下均压环表面电场强度略有减小,但电场强度最大值远低于限制值。     

绝缘护套对鸟粪闪络防护效果的研究

通过鸟粪影响情况下,绝缘护套在220 kV线路上不同缠绕方式的耐受性试验和缠绕绝缘护套后临界危险区域划分试验,证明了绝缘护套在220 kV线路上能有效防止鸟粪通道跟均压环之间的放电,降低了鸟粪闪络的概率。由此提出,绝缘护套作为一种新型防鸟粪闪络装置,用于改善鸟粪闪络事故是比较有效可行的。     

加装瓷绝缘子元件对330kV耐张复合绝缘子串电场的影响分析

为提高330 kV耐张复合绝缘子串的绝缘水平,通过电场分析,对绝缘子串不安装均压环、单独安装均压环或均压屏蔽环、同时安装均压环和均压屏蔽环以及加装一片xp-100瓷绝缘子等五种情况下的电场分布做了仿真计算。结果说明,均压屏蔽环对于降低绝缘子串连接区、连接金具、均压环及导线上的电场强度有显著作用,但其自身的电场强度却无法降低。在绝缘子串下端加装一片盘型悬式瓷绝缘子可有效降低均压屏蔽环上的电场强度,有助于提高绝缘子串的绝缘水平。     

覆冰地区复合绝缘子电场分布研究

运行经验表明,复合绝缘子防冰闪能力较差,而绝缘子闪络与其空间电场分布密切相关。为了对覆冰地区复合绝缘子电位电场分布进行深入研究,借助于有限元软件,参考试验数据建立220 kV覆冰复合绝缘子模型,对不同覆冰情况下的电场分布进行仿真计算。结果表明,由于冰棱的存在,大伞间气隙处电场强度畸变严重,沿大伞冰棱表面的轴向路径最易发生闪络;绝缘子大伞间隙长度对冰闪电压有较大影响,通过改变绝缘子伞裙结构参数分析电场变化,并给出高压端大伞间隙推荐长度。     

均压环安装错误对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。某供电公司因为施工中的错误安装,导致110 kV的复合绝缘子均压环安装在端部护套上,运行中发生绝缘子均压环对端部金具的放电。笔者对这种错误安装均压环的110 kV复合绝缘子电场进行了计算,结果表明采用错误的安装方式时,电场畸变较为严重,其最大电场远远超过了硅橡胶表面能承受的最大场强,导致出现放电烧蚀现象,强电场加速了复合绝缘子有机硅橡胶的老化。     

500kV棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断的预防措施

对500kV复合绝缘子芯棒脆断事故的发生原因进行了分析,指出芯棒断裂是由于绝缘子电压分布严重不均及均压环设计、安装不规范引起导线端电场畸变所致。通过对原线路双联悬垂复合绝缘子下垂式线夹挂点进行"八"字形改造;利用下垂式线夹缩短的距离在导线侧增挂玻璃绝缘子;新建线路采用特制复合绝缘子与玻璃绝缘子组合方式,使复合绝缘子均压环,接头连接处远离高压端,改善了复合绝缘子的电场分布,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,避免了棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断,取得了良好的效果。