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...     

涂覆超疏水涂层绝缘子表面覆冰过程

超疏水性涂层表面水滴运动特性与冻结过程是影响其防覆冰性能的重要因素,同时也是研究应用超疏水性涂层进行绝缘子防覆冰的重要基础。在低温低气压试验室中进行了超疏水表面水滴运动与冻结过程以及涂覆疏水性涂层绝缘子覆冰特性试验,分析了超疏水性涂层表面水滴开始碰撞表面到表面完全被冰层覆盖的动态过程,研究了涂层表面水滴的运动特性和冻结过程及影响因素。试验结果表明:超疏水性涂层表面过冷却水滴的运动特性受接触角、接触角滞后、表面缺陷等因素的影响;水滴的运动特性越好,形成冰层进入覆冰稳定增长的所需时间越长;超疏水涂层能在一定程度上延缓绝缘子的覆冰,涂层的接触角越大、接触角滞后越小,水滴滚动特性越好,延缓覆冰时间相对越长。     

不同串型绝缘子覆冰直流闪络特性的研究

本项目对2005年2月安徽境内±500 kV龙政线4次冰闪跳闸事故进行分析,并对常用的XZP-300型等5种直流500 kV线路绝缘子的冰闪特性进行试验研究,得出不同材质绝缘子在串长、污秽以及覆冰厚度等不同条     

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。     

不同串型绝缘子覆冰 直流闪络特性的研究

本项目对2005年2月安徽境内±500kV龙政线4次冰闪跳闸事故进行分析,并对常用的XZP-300型等5种直流500kV线路绝缘子的冰闪特性进行试验研究,得出不同材质绝缘子在串长、污秽及覆冰厚度等不同条件下的冰闪特性,进行了不同串型、插花方式下以及喷涂PRTV绝缘子的覆冰闪络特性研究,模拟运行情况对迎风面覆冰与四周均匀覆冰进行了研究,为直流线路的防冰闪工作提供科学依据。     

覆冰绝缘子串的交流闪络特性和放电过程

为了解长串绝缘子在高海拔下的冰闪特性,在气候室内对XP-70、XWP2-160绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子进行了人工覆冰电气试验研究。结果表明:气压对覆冰绝缘子串冰闪电压的影响与污秽绝缘子的相似,3种绝缘子的气压影响指数分别为0.64、0.55和0.69;在不同气压下冰闪电压与绝缘子串长均呈线性关系;绝缘子串覆冰以后的电压分布发生变化且受冰的状态的影响,这个变化是覆冰绝缘子串电气特性下降的主要原因;覆冰绝缘子串的局部电弧发展成完全闪络所需的时间比污秽绝缘子长,且受冰层的融化和冰凌状态的影响;覆冰绝缘子的临界闪络电流大于污秽绝缘子,且与绝缘子串长和类型有关,其原因有待进一步研究。     

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。     

XP-160绝缘子串人工与自然覆冰交流闪络特性

绝缘子在覆冰环境下其电气性能会受到严重影响,国内外针对人工覆冰绝缘子闪络特性进行了大量研究,但对绝缘子自然覆冰以及其与人工覆冰比较的研究相对较少。为此以3片串XP–160绝缘子为例,分别在人工气候室和雪峰山自然覆冰试验基地开展绝缘子人工覆冰与自然覆冰交流闪络特性试验,分析覆冰质量m、覆盐密度(SDD)对闪络电压的影响;对绝缘子自然覆冰试验结果进行海拔校正,将校正后的自然覆冰结果与人工结果进行对比分析。结果表明:自然覆冰、人工覆冰绝缘子闪络电压均随着SDD、m的增加而降低,且雨淞条件下自然覆冰试验结果略高于人工覆冰试验结果;自然覆冰、人工覆冰绝缘子闪络电压与SDD均满足负幂函数关系、与覆冰质量均满足负指数关系,人工覆冰下绝缘子冰闪电压随SDD、覆冰质量的变化规律与自然覆冰下的相当,对于长串、其他覆冰类型、形态是否有相同结论需进一步验证与探讨。研究结果可为覆冰地区输电线路外绝缘选择与设计提供参考。     

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。     

复合与瓷和玻璃绝缘子直流覆冰闪络特性比较

污秽覆冰环境下绝缘子电气特性是覆冰地区输电线路外绝缘选择的基础,然而国内外针对不同材质绝缘子覆冰闪络特性的对比研究甚少。为此,在人工气候室内模拟覆冰气象条件,采用恒压升降法对3种不同材质绝缘子进行了大量覆冰直流闪络试验研究。分析试验结果得出了目前常用3种绝缘子在覆冰污秽条件下的直流闪络特性,结果表明:严重覆冰条件下,复合绝缘子电弧闪络梯度略高于瓷和玻璃绝缘子,且其污秽特征指数略小;覆冰水电导率和表面污秽对电弧闪络梯度的影响特征指数有明显差异。最后提出了绝缘子串覆冰水电导率及表面污秽共同作用时的直流电弧闪络梯度校正公式。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。     

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。     

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。     

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。     

山区超高压输电线路玻璃绝缘子串防覆冰闪络措施研究

秦岭山区由于其特殊的地理环境和气象条件屡屡出现山区内线路绝缘子覆冰闪络故障。由于绝缘子串覆冰后冰凌桥接伞裙,造成绝缘子串电压分布的畸变,致使绝缘子串闪络电压降低并引发冰闪。在绝缘子串中安装大盘径绝缘子可以阻断冰凌桥接通道,在一定程度上提高绝缘子串覆冰闪络电压,如安装数量和方式合理,可以保证绝缘子串的正常运行。     

覆冰XP-160型绝缘子串的操作冲击闪络特性

目前对操作冲击电压作用下的覆冰绝缘子电气特性的研究较少。文章在人工气候室内进行了模拟覆冰试验,研究了普通悬式覆冰瓷绝缘子的操作冲击特性。结果表明：覆冰将导致绝缘子的操作冲击特性下降,且随着覆冰量、覆冰水电导率的增加,50%放电电压下降且50%放电电压降低的百分比有明显的饱和趋势,击穿时间几乎发生在波尾和波峰附近。根据试验结果,文章还得到了50%放电电压与覆冰量、覆冰水电导率分别满足负指数幂函数关系的结论。     

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。     

自然环境绝缘子长串覆冰直流闪络特性

输电线路绝缘子的覆冰将严重影响其电气性能,危害输电线路的运行安全。直流输电具有线路造价低、运行损耗小、节省线路走廊、能非同期连接两个交流电网等优点,适用于大容量、远距离输电,促成了我国"西电东送"和"北电南送"的电能传输格局。该文在重庆大学雪峰山自然覆冰试验基地进行自然覆冰直流闪络试验。研究表明,长串绝缘子在自然覆冰情况下的直流冰闪电压随污冰参数(ISP)呈负幂函数变化。自然条件下,LXY-160型、XWP-210型和FXBW-220/100型等绝缘子的直流冰闪试验显示,干弧最小闪络电压梯度U'_(50)受绝缘子爬电距离和干弧距离共同影响,XWP-210绝缘子在覆冰污秽地区的外绝缘效果最好。此外,在重庆大学多功能人工气候室进行人工覆冰试验,将试验结果进行压强换算后,与自然覆冰结果进行了对比。自然覆冰比人工覆冰的直流冰闪电压更高,分散性更大。试验结果可为超高压直流输电线路外绝缘设计提供参考。     

覆冰绝缘子直流闪络特性研究现状

在总结大量文献研究成果基础上 ,从闪络特性和机理等方面分析了覆冰绝缘子直流闪络的各种影响因素。结果表明 :闪络电压与覆冰类型、覆冰水电导率、覆冰量及气压等有关 ;长串的直流闪络梯度较短串小 ,闪络频率与电压梯度成正比 ;闪络是由持续、高幅值的泄漏电流融化冰层所致。并提出了覆冰绝缘子闪络特性方面亟待研究的课题。     

覆冰绝缘子闪络动态特性数值模拟

依据冰闪电弧模型,以MATLAB为计算平台,揭示了直流电压下覆冰绝缘子放电电弧的动态特性.仿真结果表明:覆冰绝缘子的泄漏电流和电弧传播速度极性效应明显.在整个闪络过程90%时间内,局部电弧发展缓慢,最后闪络阶段发展速度剧增.仿真结果和人工覆冰绝缘子闪络实验数据基本吻合.