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。     

PRTV涂料对绝缘子串交流冰闪电压的影响

PRTV涂料具有良好的防污闪性能,但用于防覆冰闪络方面,国内外的相关研究还鲜有报道。根据人工气候室的试验结果,笔者分析了在覆冰期、融冰期覆冰水电导率和串长对涂有PRTV绝缘子串的覆冰闪络电压的影响。通过对涂有和未涂PRTV两种形式绝缘子串的覆冰闪络特性的分析,得出PRTV对于提高覆冰绝缘子闪络电压没有效果,涂PRTV的绝缘子串其冰闪电压约降低10%～15%;PRTV涂层的憎水性引起绝缘子表面覆冰状态发生变化,使得冰层与涂料表面粘附不紧密,内部存在许多微小气隙,容易产生局部放电和局部电弧,从而损坏PRTV涂层,导致绝缘子串泄漏电流增大。     

不同憎水性绝缘子串覆冰电场仿真分析

已有研究表明,通过涂覆憎水性材料可减少绝缘子覆冰量,并提高其覆冰闪络电压。目前使用较为广泛的为RTV涂料,但近年来,国内外一些研究人员研制出了仿荷叶超疏水涂料,其静态接触角超过160°,将其涂覆于绝缘子表面,取得了良好的防覆冰效果。根据普通玻璃绝缘子、涂覆RTV涂料绝缘子以及涂覆有超疏水涂料绝缘子的实际覆冰形态,建立了覆冰绝缘子串电场仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,在相同外施电压下,超疏水绝缘子串模型的最大表面电场与电场不均匀系数均低于RTV绝缘子串模型以及无涂层玻璃绝缘子串模型。研究成果对于防止绝缘子串覆冰闪络事故具有积极的指导意义。     

110kV覆冰绝缘子串交流闪络放电过程研究

受冰冻灾害天气的影响,广东北部的清远、韶关地区多条110kV以上线路受覆冰影响跳闸。为了进一步加深认识覆冰对绝缘子闪络问题,笔者对110kV玻璃绝缘子串覆冰闪络过程进行了细致的研究。考虑到粤北地区绝缘子覆冰的特点,在中国电力科学研究院的人工气候室中,采用绝缘子上下表面均匀覆冰的方式来模拟绝缘子覆冰形貌;并从覆冰绝缘子冰凌的长度、融冰水电导率以及污秽程度等方面研究了融冰期绝缘子覆冰闪络时的放电过程。试验结果表明绝缘子表面的融冰水电导率有明显的盐析效应,使覆冰过程中的融冰水电导率增大,降低闪络电压;无冰凌情况下绝缘子放电过程与污闪类似,有冰凌存在的情况下,放电路径沿未桥接冰凌发展;与没有污秽的情况相比,污秽的存在使闪络过程中放电更加严重。     

110kV玻璃绝缘子串交流覆冰的闪络特性

以往研究表明绝缘子在覆冰状况下,绝缘性能将大幅降低,在融冰期会因表面高电导率水膜的存在而在正常工作电压下发生覆冰闪络.为得到110 kV电压等级玻璃绝缘子串的交流覆冰闪络特性,清华大学电机工程与应用电子技术系采用均压升压法进行了一系列的覆冰闪络试验,通过研究覆冰水电导率的大小、冰凌的桥接程度、污秽的严重程度以及融冰水电...     

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。     

全尺寸超、特高压交流绝缘子串的覆冰闪络特性

线路绝缘子的覆冰闪络是影响线路安全稳定运行的重要问题。为此提出了基于恒压升降法获取交流绝缘子串覆冰闪络电压的程序和方法,通过此方法可得到绝缘子串的50%覆冰闪络电压。试验在中国电力科学研究院特高压直流试验基地污秽及环境试验室人工气候罐内(直径22m、高34m)进行,在全尺寸条件下,利用上述方法分别完成了交流500、750、1 000kV等级线路绝缘子串的覆冰闪络特性研究。提出了用统计覆冰桥接程度来评估带电绝缘子串覆冰严重度。结果表明:随覆冰时间的增长,在固定电压等级运行电压下覆冰的绝缘子串桥接程度首先急剧增加,之后达到一定的饱和值。在试验尺寸范围内,串长和闪络电压之间具有较弱非线性关系。结合泄漏电流典型特征分析,严重覆冰条件下绝缘子串闪络在带电融冰期可分为"调整阶段"和"危险阶段"2个阶段。     

绝缘子的超疏水涂层覆冰特性试验研究

采用超疏水涂层是提高输电线路绝缘子防冰能力的重要方法之一。为此,提出一种通过在低表面能疏水性材料表面化学沉积纳米粒子制备绝缘子超疏水涂层的方法。扫描电镜显示涂层表面有类荷叶的微纳二元复合粗糙结构,其水滴静态接触角达到(160±0.5)°。将分别涂敷有超疏水涂层、RTV涂层以及无涂层的玻璃板试品放入人工覆冰实验室进行覆冰试验,测试了3种覆冰试品的覆冰形貌、覆冰质量以及交流闪络电压。试验与分析结果表明,涂敷RTV涂层与无涂层的试品相比,超疏水涂层试品的试品覆冰形成显著较慢,覆冰质量较低,超疏水涂层防止了连续冰膜的形成,提高了试品的覆冰闪络电压。     

玻纤增强复合材料表层融冰电气特性研究

为研究玻纤增强树脂复合材料及涂覆不同疏水涂层样品覆冰融冰电气特性,在复合材料杆塔的材料表面覆冰情况下,进行相关涂料与冰面间融冰速度差异对比及样品融冰闪络试验。结果表明:相同规格的复合材料样品,涂覆超疏水涂层试样表层更容易脱冰,冰块会沿着表层整体滑脱;涂覆有涂料的复合材料棒的冰闪络电压均高于空白覆冰试样。     

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。     

不同覆冰类型绝缘子串的泄漏电流特征分析

对绝缘子泄漏电流的分析是进行覆冰闪络预警的一个重要方法,而绝缘子的泄漏电流特征除与绝缘子串本身特性有关之外,还受到覆冰类型的影响。对玻璃绝缘子进行人工覆冰试验,研究了雨凇、混合凇和雾凇条件下,绝缘子在覆冰期和融冰期的泄漏电流变化趋势,以及不同阶段冰层电阻变化规律;通过FFT分析,研究了泄漏电流的谐波组成和阻性容性分量在融覆冰不同阶段的分布规律,定义了用于定量评价绝缘子覆冰状态的融覆冰状态判定系数。研究结果表明,泄漏电流在覆冰期没有显著变化,在融冰前期迅速上升,中后期保持平稳或略有上升;覆冰期冰层电阻与覆冰类型关系不大,融冰期雾凇和混合凇电阻小于雨凇。覆冰绝缘子泄漏电流主要成分为基波分量,基波阻性分量和容性分量与全电流比值的相对大小关系不同时,绝缘子表面冰层状态不同,从而据此判定绝缘子所处的融覆冰状态,对覆冰闪络进行预警。     

不同覆冰类型绝缘子串的泄漏电流特征分析EI北大核心CSCD

对绝缘子泄漏电流的分析是进行覆冰闪络预警的一个重要方法,而绝缘子的泄漏电流特征除与绝缘子串本身特性有关之外,还受到覆冰类型的影响。对玻璃绝缘子进行人工覆冰试验,研究了雨凇、混合凇和雾凇条件下,绝缘子在覆冰期和融冰期的泄漏电流变化趋势,以及不同阶段冰层电阻变化规律;通过FFT分析,研究了泄漏电流的谐波组成和阻性容性分量在融覆冰不同阶段的分布规律,定义了用于定量评价绝缘子覆冰状态的融覆冰状态判定系数。研究结果表明,泄漏电流在覆冰期没有显著变化,在融冰前期迅速上升,中后期保持平稳或略有上升;覆冰期冰层电阻与覆冰类型关系不大,融冰期雾凇和混合凇电阻小于雨凇。覆冰绝缘子泄漏电流主要成分为基波分量,基波阻性分量和容性分量与全电流比值的相对大小关系不同时,绝缘子表面冰层状态不同,从而据此判定绝缘子所处的融覆冰状态,对覆冰闪络进行预警。     

不同形貌冰棱的融化过程及其对覆冰闪络特性的影响

覆冰过程中沿绝缘子串形成的未桥接冰棱和桥接冰柱是造成融冰期绝缘子串发生闪络的主要因素。为此,根据融冰物理过程,研究了冰棱相变过程中水滴喷射对未桥接冰棱闪络的影响。研究发现:水滴喷射过程缩短了冰板间距,改变了冰棱前端的电场分布,是诱发冰板间隙电弧的重要原因。未桥接冰棱受耐受电压值影响,其闪络过程存在沿冰面放电和冰内放电两种形式。桥接冰柱的初始电弧通常出现在冰柱内部气隙处,其融冰闪络路径沿冰柱内部形成贯穿通道。试验结果表明:桥接冰柱发生闪络需要更多的融冰能量来形成贯通通道,而完成击穿过程,因此桥接冰柱的闪络电压值较未桥接冰棱略高。110 kV全尺寸玻璃绝缘子覆冰闪络试验进一步证明,融冰时液滴喷射会形成沿冰棱和水滴路径的闪络通道。综合以上结论认为,融冰滴水是导致未桥接冰棱较桥接冰柱更易发生闪络的重要因素。     

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     

低气压下三种直流绝缘子覆冰闪络特性及其比较

根据人工气候室模拟覆冰条件所进行的直流闪络试验结果，分析了气压和覆冰水电导率对三种超高压直流绝缘子(XZP-160、LXZP．210、XZWP-160)覆冰负极性闪络电压的影响。试验结果表明：直流绝缘子覆冰负极性闪络电压与气压、覆冰水电导率等呈非线性关系；覆冰水电导率对负极性闪络电压的影响在覆冰期比在融冰期更严重；不同结构绝缘子的冰闪电压有着明显的差异，三伞型XZWP-160绝缘子受气压和污秽的影响比钟罩型XZP-160和LXZP-210绝缘子严重。由此，建议在高海拔覆冰地区要慎重选择直流绝缘子。同时对三种不同类型的绝缘子在覆冰期的闪络电压进行校正，这对我国西电东送工程中直流输电外绝缘的设计有着重要的参考价值。     

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。     

高压直流输电线路的覆冰闪络特性

基于人工覆冰试验,给出了长串直流绝缘子的覆冰闪络特性。研究结果表明,直流绝缘子串的覆冰闪络电压与串长呈非线性,根据试验结果提出了冰闪电压随串长变化的经验公式;并进行了不同类型绝缘子的直流冰闪电压对比试验,包括钟罩型、三伞型、双伞型和复合绝缘子,在严重覆冰条件下,不同伞型绝缘子的冰闪电压很接近。最后给出了覆冰区的绝缘子设计串长及防冰闪措施。     

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。     

线路绝缘子串防冰闪措施及机理分析

线路绝缘子发生覆冰闪络故障，对线路安全运行造成了威胁。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，则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和方法。     

输电线路防冰闪故障方法

1998年底阳泉地区发生线路绝缘子覆冰闪络故障，对线路安全运行造成了威胁。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和方法。