伞裙结构对330kV复合绝缘子交流覆冰特性影响

通过在人工气候室对设计的5种不同伞形结构的330 kV复合绝缘子进行大量的人工覆冰闪络试验,研究了伞形结构对复合绝缘子覆冰状态及50％覆冰闪络电压的影响.试验结果表明,相同覆冰程度下,不同伞型结构复合绝缘子的覆冰状态有明显的差异,优化复合绝缘子的伞形结构,合理布置大伞,可以使覆冰闪络电压提高50％.研制了330 kV防冰闪复合绝缘子,并在电力系统中大量使用,运行效果良好.     

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。     

高压输电线路绝缘子的覆冰及对电气强度的影响

本文介绍了覆冰地区线路绝缘子的覆冰情况，以及进行绝缘子的人工覆冰和放电试验的结果。对线路绝缘子的覆冰类型，成因，冰闪过程，以及线路悬式绝缘子串的工频和操作冲击放电电压特性等，提出了一些新看法。     

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。     

融冰期110kV覆冰复合绝缘子电场仿真研究

绝缘子的融冰闪络一直是影响电力系统安全运行的一个重要问题,目前国内外对于绝缘子的融冰闪络机理方面的研究还处在一个不断发展的阶段。笔者运用ANSYS12.0有限元仿真软件,建立110 kV覆冰复合绝缘子二维轴对称模型,对绝缘子融冰水膜电导率、水膜厚度以及水膜存在水滴3个因素对电场分布的影响进行仿真分析。结果表明:水膜电导率对于电场分布的影响会随着覆冰长度的增加而增大;水膜厚度的增加会进一步缩短空气间隙,导致冰棱尖端场强增大;水膜末端存在水滴对绝缘子沿面电场分布畸变的影响更大。     

覆冰.低气压下染污绝缘子的交流闪络特性

对特殊环境中两种悬式绝缘子的交流闪络特性进行了实验室研究，探讨了覆冰量，气压和覆冰水电导对绝缘子串最低闪络电压的影响。     

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。     

工作电压下110kV交流绝缘子串覆冰特性研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外已有许多关于绝缘子覆冰闪络导致电力系统故障的报道，对绝缘子覆冰过程及其特性开展深入研究具有重要意义。文中在人工气候室模拟自然覆冰条件，对7片XP-70、XWP-160瓷绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子在运行电压（相对地电压64kV）下和不带电情况下的覆冰特性进行了试验研究。分析了带电和不带电对绝缘子覆冰的影响和差异，结果表明：带电与不带电条件下绝缘子覆冰状况有差异，带电覆冰下绝缘子高压端不易被冰棱桥接，绝缘子带电时覆冰密度比不带电时覆冰密度小，且带电时绝缘子表面覆冰多呈松针状。绝缘子覆冰密度与电场强度、绝缘子材料、结构、形状、覆冰水电导率等有关。     

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。     

110kV防冰闪型复合绝缘子的冰闪特性

绝缘子覆冰闪络一直是覆冰地区输电线路发生故障的主要原因之一。为此,研究了110kV复合绝缘子的覆冰电气特性。针对所研制的110kV的防冰闪型绝缘子进行污秽模拟及覆冰过程试验,根据最低闪络电压法及U型曲线法进行覆冰电气试验。结果表明:在相同条件下,防冰闪型复合绝缘子的覆冰工频闪络电压比普通型复合绝缘子复合绝缘子约高10%～20%;覆冰越严重,防冰闪复合绝缘子的工频闪络电压比普通型复合绝缘子提高的幅度越大;覆冰越严重,防冰闪复合绝缘子的工频闪络电压比普通型复合绝缘子下降的趋势越缓。因此,优化复合绝缘子的伞形结构可改善其冰闪特性。     

110kV复合绝缘子串交流冰闪特性的比较

覆冰地区现有的复合绝缘子的伞形结构较易被冰凌桥接,使其电气绝缘性能下降,在运行电压下发生冰闪导致停电,严重时将威胁电网的安全运行。基于多功能人工气候室内4种结构的110 kV复合绝缘子串的覆冰特征,比较研究了它们的覆冰特性、冰闪特性和闪络过程的影响。结果表明:相同覆冰条件下,110 kV防冰闪型复合绝缘子的特征指数a(表征污秽程度ESDD对冰闪电压Uf影响的特征指数)小于普通型复合绝缘子串,其冰闪电压比普通型绝缘子提高的百分比随着染污盐密的增加而增大,即污秽程度越重,防冰型复合绝缘子的冰闪电压比普通型复合绝缘子提高的幅度就越大。因此,合理的复合绝缘子的结构可提高其冰闪特性,该文的研究结果可为我国覆冰地区输电线路复合绝缘子的选择和设计提供参考。     

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...     

500kv覆冰绝缘子串的工频和操作冲击电压特性试验

为了给重冰地区的500kV输电线路的绝缘设计提供依据,在武汉水利电力学院高压实验室建立了大型人工覆冰装置,对500kV线路绝缘子进行了一系列人工覆冰和放电试验。结果表明,覆冰绝缘子串的电气强度与覆冰受污染的程度有极大关系。当覆冰融化水的电导率(γ)较大时,27片XP—21或28片XP—16的500kV绝缘子串无论工频还是操作冲击闪络电压都有很大的降低,在额定耐受试验电压下已有可能发生闪络,但当覆冰是清洁的,其γ<75μS/cm时,则仍有足够的抗电强度。试验还确定了覆冰类型、电压极性、串长等因素对放电电压的影响。得出了长串的工频耐受电压梯度低于短串的结论。这就解释了为什么冰闪事故大多发生在超高压线路而在较低电压线路中很少发生的现象。文中还对覆冰绝缘子长串的放电规律和闪络机理进行了分析,提出了新的观点。     

超高压交流线路长串绝缘子的冰闪特性

在覆冰、污秽、积雪、高海拔等因素综合作用下,输电线路绝缘子的绝缘性能将显著降低,因此研究其闪络特性对线路外绝缘配合具有重要意义。在带电覆冰下对超高压线路长串瓷和复合绝缘子进行了冰闪试验研究,考虑了覆冰前染污和均压环(含模拟导线)对冰闪电压的影响。研究表明:在ρSDD=0.1和0.05mg/cm2时,28片XWP2-160绝缘子串的冰闪电压较500kV线路额定运行电压分别约低20.5%和13.1%,在ρSDD=0.025mg/cm2时,约高2.3%;而在ρSDD=0.1和0.05mg/cm2时,FXBW4-500/160绝缘子的冰闪电压较500kV线路额定运行电压分别约低18.7%和12.0%,在ρSDD=0.025mg/cm2时,约高4.3%;在ρSDD和ρNSDD分别为0.1和0.5mg/cm2的重覆冰情况下,不带均压环的冰闪电压比带均压环时约高11.6%。研究结果可给我国线路绝缘子冰闪特性研究和重冰区超高压线路外绝缘配合提供参考。     

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。     

输电导线覆冰与绝缘子串覆冰的关系分析

绝缘子串发生覆冰桥接闪络是影响架空输电线路安全运行的主要因素之一。根据不带电绝缘子串及同期导线覆冰的观测数据,分析了玻璃、陶瓷及复合绝缘子串的覆冰质量与导线覆冰质量的关系,研究了绝缘子串发生桥接与导线标准冰厚的关系。