110 kV交流支柱绝缘子的人工覆雪闪络特性

覆雪条件下积污绝缘子的电气性能会明显下降,甚至造成闪络故障。为研究染污盐密、覆雪厚度及伞型结构对覆雪闪络电压的影响,设计了绝缘子人工覆雪试验方法,并对4种伞型结构的110 kV交流支柱绝缘子进行人工污秽覆雪闪络试验,分析观察了绝缘子的覆雪闪络过程。试验结果表明:在融雪过程中,单位时间融雪水电导率不断降低;在闪络过程中,电弧放电及闪络路径多沿雪融化或脱落的地方;覆雪闪络电压与染污盐密呈负幂函数关系,随着染污盐密的增加,覆雪闪络电压降低并趋于饱和;比较了覆雪厚度为5、10和15 mm的绝缘子闪络特性,厚度为10 mm时,覆雪闪络电压更低;研究发现伞间距大且表面有棱的支柱绝缘子覆雪闪络电压梯度更高,防雪闪效果更好。     

不同覆雪形态对悬式绝缘子直流负极性闪络特性的影响

在覆冰雪环境下,输电线路绝缘子绝缘特性下降是导致电网事故的重要原因之一,目前国内外学者对绝缘子覆冰开展了大量的研究,但对绝缘子覆雪的研究相对缺乏,而绝缘子覆雪对输电线路绝缘安全的影响不可忽视,因此开展对绝缘子覆雪特性的研究十分必要。绝缘子覆雪形态一般分为均匀与不均匀两种,该文在多功能人工气候室内模拟自然覆雪环境,比较悬式污秽玻璃绝缘子与瓷绝缘子两种积雪形态对其直流负极性闪络特性和闪络过程的影响。结果表明:在覆雪程度相同时,不均匀覆雪比均匀覆雪对绝缘子直流闪络影响更大,且随着绝缘子表面的污秽度增加,积雪形态对绝缘子的影响逐渐减小,在重度污秽情况下,覆雪形态对绝缘子闪络的影响趋近于无;绝缘子覆雪闪络过程前期类似污秽闪络,后期类似覆冰闪络,不均匀覆雪绝缘子闪络路径沿着背风面雪层发展。     

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。     

110 kV染污支柱绝缘子人工覆雪耐压试验研究

融雪期间染污覆雪支柱绝缘子的电气绝缘性能大大降低,可能威胁到变电站或换流站的安全运行。为此在人工气候室内对4种110 kV支柱绝缘子进行了预染污人工覆雪交流闪络试验研究,比较了不同伞型支柱绝缘子的覆雪情况,分析了覆雪前预染污程度对支柱绝缘子覆雪闪络电压的影响和染污支柱绝缘子的覆雪闪络路径,以及加装增爬裙对雪闪电压的影响。研究结果表明:支柱绝缘子的50%雪闪电压U50随覆雪前预染污污秽度的增加而降低,并呈负幂指数关系;污秽影响特征指数a受到伞型结构的影响;覆雪支柱绝缘子表面的局部电弧总是沿着绝缘子背风侧发展,并最终完成全面闪络;轻污秽条件下,加装增爬裙可将染污支柱绝缘子的覆雪闪络电压提高约60%;加装增爬裙支柱绝缘子的雪闪电压主要受爬电距离和污秽度的影响。     

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。     

变电站支柱绝缘子的覆雪闪络特性

降雪天气中绝缘子上的覆雪层在融雪过程湿润污层,造成其绝缘性能下降。为研究不同伞形支柱瓷绝缘子覆雪条件下的绝缘性能,首先开展覆雪支柱绝缘子的模型建立与电场仿真,随后开展了人工覆雪条件下不同伞形支柱绝缘子闪络试验。试品包含3种不同伞形结构的支柱绝缘子。试验结果表明:未融雪时的覆雪绝缘子绝缘性能下降不显著,在覆雪大部分融化、融化雪水在绝缘子伞裙表面溶解污秽形成水膜并沿伞裙边缘滴下时为绝缘性能下降最严重时刻;溶解了污秽的高电导率水膜是闪络电压降低的重要影响因素;雪闪电压与融雪时间呈现U形曲线关系,U形曲线的最低点可以表征该型支柱绝缘子在该污秽水平下的耐雪闪能力;支柱绝缘子的伞形结构也对其雪闪特性有影响。     

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。     

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。     

基于RBF网络的覆冰绝缘子闪络电压预测模型

绝缘子覆冰是威胁电网安全的主要因素之一。在对LXZP-160绝缘子试验研究的基础上,提出了一种基于径向基神经网络(RBF)网络的覆冰绝缘子闪络电压的预测模型。预测模型以绝缘子串长、污秽度、气压、覆冰水电导率等因素为输入变量,以覆冰绝缘子的最低闪络电压为输出变量,网络隐含层单元个数和中心向量采用正交最小二乘法(OLS)算法确定,从隐层到输出层的权值采用伪逆法确定。预测的覆冰绝缘子闪络电压平均误差<1%,优于传统的BP网络,且与数据具有良好的一致性。试验和理论分析表明,该模型能反映覆冰绝缘子闪络电压与绝缘子串长、污秽度、气压、覆冰水电导率等因素间的非线性关系,这对于我国预防冰灾具有一定的参考价值。     

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。     

应用紫外光子量的带电绝缘子覆冰过程放电特性分析

绝缘子的覆冰及闪络特性是国际研究的热点问题。为此从理论上分析了绝缘子的带电覆冰机理,并在人工气候室内进行了试验,应用绝缘子覆冰及放电过程中紫外光子量的变化来分析覆冰绝缘子的安全运行状态。研究结果表明:根据紫外光子量的变化,带电绝缘子覆冰过程可分为3个阶段;绝缘子带电覆冰过程不仅与环境参数、绝缘子材料和型式有关,而且外加电压产生的各类放电现象对覆冰的形成有明显影响,其作用减少了覆冰质量和密度,提高了约10%的闪络电压;在覆冰期和融冰期,紫外光子量均能对绝缘子的实时状态做出有效的评估。     

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。     

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。     

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。     

污秽,覆冰,低气压综合作用下绝缘子闪络特性及校正

本文根据人工气候室内获得的大量试验结果,系统分析了覆冰量、气压值以及污秽度对绝缘子交、直流下最低闪络电压的影响;给出了悬式绝缘子在覆冰、气压、污秽综合作用下的交、直流闪络特性;讨论了绝缘子最低闪络电压的校正方法和校正公式;这些试验结果和校正公式可供高寒地区输电线路设计时参考.     

三伞玻璃型绝缘子泄漏电流特性研究

为了有效地预防污闪的发生,通过人工污秽试验方法,对三伞玻璃绝缘子在不同电压、不同污秽情况下进行交直流污闪特性试验,采集了污秽放电过程中大量的泄漏电流变化情况。根据电流脉冲特性将交流闪络过程分为四个阶段:安全阶段、过渡阶段、危险阶段和闪络阶段,并提出了通过临界闪络电流波形评估绝缘污秽状态以及预测绝缘子发生污闪的可能性。     

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.     

伞裙结构对110 kV复合绝缘子交流覆冰特性影响

输电线路覆冰引起的倒塔和绝缘子闪络事故严重威胁电力系统的安全运行,本文开展伞裙结构对110kV复合绝缘子交流覆冰特性影响的研究,建立110kV复合绝缘子覆冰及污秽共存状态下的电场计算模型,对其电场分布进行仿真计算,综合比较电场计算结果和覆冰闪络特性试验结果,提出能提高污秽覆冰复合绝缘子交流闪络电压的优化伞形结构,对覆冰区110kV输电线路复合绝缘子防冰闪改造有指导意义。     

复合绝缘子直流冰闪试验方法的比较

国内外的运行经验和研究表明,由覆冰引起的输电线路绝缘子串绝缘特性下降是导致电网事故的重要原因之一。绝缘子覆冰试验目前尚无统一的标准,研究绝缘子覆冰试验方法有重要的意义。因此以FXBW-±800/530型短样、FXBW-110/100型两种复合绝缘子为试品,在人工气候室研究了试验方法对覆冰复合绝缘子直流冰闪特性的影响,并比较分析了不同试验方法的差异。结果表明:试验方法对覆冰复合绝缘子的冰闪电压有明显的影响,采用不同的试验方法获得的试验结果有差异。复合绝缘子在相同覆冰水电导率、覆冰程度和覆冰状态以及相同的试验条件下,采用平均闪络法获得的平均闪络电压Uav最高,采用最恒压升降法获得的50%闪络电压U50%其次,采用U型曲线法获得的最低闪络电压Uf,min次之,采用最大耐受法获得的最大耐受电压Uws最低。不同的试验方法获得的试验结果存在内在联系,可以根据试验的具体情况,选择适当的试验方法。     

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。