雨凇覆冰对输电线路分裂导线起晕电压的影响

雨凇覆冰后的输电线路导线表面电场会发生畸变从而降低起晕电压值,但目前国内外尚未深入分析雨凇覆冰对导线电晕特性的影响规律,且缩比导线模型所得结论与工程实际存在较大差异。为探求雨凇覆冰导线的电晕特性,在人工气候实验室内完成了3种分裂导线雨凇覆冰后的交流电晕试验,结合紫外成像与拟合法对导线雨凇覆冰后的电晕特性进行了测量,建立了有限元模型并分析了导线表面电场强度以弥补雨凇电晕研究的空缺。结果表明:雨凇覆冰会降低裸导线起晕电压值约50%;导线表面的起晕电压会在最初的15 min内下降较快,之后会随着雨凇覆冰程度的增加而继续下降,但其速度逐渐饱和;相同雨凇覆冰时间内分裂子导线越多则起晕电压值越高;覆冰水电导率的大小并不会直接改变或影响雨凇覆冰表面形态,但起晕电压值却会随着覆冰水电导率的增加而持续降低。所得结论可供雨凇覆冰地区架空输电线路的设计和选型参考。     

贵州导线覆冰的类型与分布特征

综合利用气象站导线积冰观测资料和电力部门线路覆冰调查资料,全面分析了贵州导线覆冰的类型和分布特征.贵州导线覆冰类型包括雨凇、雾凇、湿雪和多种混合冻结类型,混合冻结类型比例高于单一类型覆冰;雨凇和湿雪的混合冻结雪凝在全省较为普遍,出现比例不亚于雨凇;贵州冰冻灾害多年常态分布总体上呈西部多东部少、中部多南北少的特征,但各地覆冰类型随海拔高度与地形环境变化较大;由于贵州中、东部地区覆冰以危害极大的雨凇、雪凝为主,故极端情况下覆冰强度要大于西部冰冻高发区,这也是2008年特大冰灾中东部地区受灾更重的原因.     

雨凇覆冰对输电线路光滑铝导线起晕电压的影响

为探求雨凇覆冰形态对输电线路导线电晕起始特性的影响规律,在低温低气压人工气候试验室内完成了光滑铝导线的雨凇覆冰及覆冰后的交流电晕试验,并结合紫外成像仪技术和电流-电压(I-U)曲线拟合方法对雨凇形貌和导线起晕电压进行了测量和分析。试验结果表明:光滑导线上雨凇覆冰导致其起晕电压严重降低,且随着覆冰时间延长,导线起晕电压还将持续下降,但下降的速度呈逐渐减慢的趋势;雨凇覆冰形态并不随覆冰水电导率的不同而发生改变,但随着覆冰水电导率的增加,导线起晕电压会逐渐降低。所得结论可供雨凇频发地区的输电线路设计与选型参考。     

带电雨凇覆冰铝管起晕电压下降趋势研究

雨凇覆冰后的铝管表面会生长尖锐的冰柱从而影响导线电晕起始特性;目前国内外针对导线覆冰做了大量研究,但往往忽略运行导线带电覆冰的事实,且尚未深入研究带电覆冰后的导线起晕电压跌落规律。因此,在低温低气压试验室进行了铝管带电雨凇覆冰后的交流电晕试验,利用紫外成像技术及曲线拟合法测量分析了不同雨凇形态下对应的起晕电压值,并根据不同雨凇冰柱形态建立有限元模型分析铝管电场的畸变规律。结果表明：雨凇覆冰会严重降低导线起晕电压;不同电场雨凇覆冰后的铝管起晕电压也不同;覆冰时间的增加会导致起晕电压出现连续降低,但降低速度逐渐减慢;较高的覆冰水电导率不会改变雨凇覆冰形态,但会导致起晕电压逐渐降低;雨凇冰柱越长越尖则引起越严重的电场畸变,起晕电压也越低。所得结论可为雨凇频发地区输电线路的设计提供理论依据。     

输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型

为了揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆冰机理,通过对已有文献系统分析,指出导线覆冰是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果.在国内外已有的覆冰模型基础上,针对雨凇覆冰过程,通过引入碰撞系数、冻结系数和收集系数给出了导线均匀覆冰和非均匀覆冰的覆冰质量和覆冰厚度预测模型,研究了在不同过冷却水滴中值体积直径、风速以及导线直...     

架空输电线雨凇覆冰研究

输电线覆冰后在风载荷作用下舞动特性明显。在冻雨工况下,输电线会形成雨凇覆冰。而雨凇覆冰往往会造成严重电力事故,因此研究雨凇覆冰过程,对输电线安全运行有重要指导意义。首先分析了雨凇覆冰的形成过程及其影响因素,然后进行了雨凇覆冰的危害分析,其次总结了现有的雨凇覆冰预防措施,最后展望了雨凇覆冰的下一步研究方向。     

导线表面电场强度对导线覆冰的影响

为研究导线表面电场强度对导线覆冰的影响,在魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室(INGIVRE)的人工气候室内通过电晕笼进行导线带电覆冰试验。试验结果表明导线表面电场强度对导线覆冰质量、形状、冰凌间距、电晕损失以及泄漏电导和导线电容等产生影响。电场强度的增加使雾凇表面产生水膜、雨凇冰凌长度减少。当导线表面电场强度≤20 kV/cm时,导线表面覆冰质量随电场强度的增加而增加。电场强度进一步增加时,导线表面覆冰质量减少。当被导线捕获的水滴在重力作用下流到导线下表面后立即被冻结时,冰凌间距和场强无关。当降雨量较大时,冰凌间距随着场强的增加而减少。导线在雾凇和雨凇覆冰时,电晕损失和由电晕产生的电导随场强的增加而增加。雨凇覆冰时,由于冰凌长度的影响,导线表面电场强度为5 kV/cm时导线的单位长度电容反而比电场强度为25 kV/cm时大。     

绞线带电雨凇覆冰后的起晕电压下降趋势研究

雨凇会在导线表面生产出较长且尖锐的冰柱,从而影响导线的电晕起始特性;国内外研究机构已针对输电线路覆冰以及覆冰对导线电气特性的影响等问题做了大量且深入的研究,但大多忽略了运行导线发生带电覆冰的事实,且未针对带电覆冰后的起晕电压下降等问题进行深入研究;为研究不同电场带电覆冰形态对起晕电压的影响规律,在人工气候室针对四种绞线进行带电雨凇覆冰后的工频电晕试验,利用紫外光子数和拟合法测量了不同覆冰形态所对应的起晕电压值,并建立有限元电场分布模型以验证试验的正确性。结果表明:覆冰后的导线表面起晕电压会严重下降;不同场强覆冰后的起晕电压也不同;覆冰时间的增加会使起晕电压持续下降,但速度变慢且饱和;直径越粗的导线覆冰后的起晕电压越高;电导率不会改变雨凇覆冰形态,但较高的盐浓度会降低起晕电压值;雨凇冰棱越尖细则对电场的畸变作用越大,相应的起晕电压值也会越低。所得结论可为冰区的架空线路电晕放电特性研究提供一定的参考。     

交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。     

自然覆冰对导线表面起晕电压的影响研究

中国输电线路覆冰极为严重,覆冰会使导线表面的起晕电压降低,从而增加电晕放电的发生概率,对国民经济和生活产生较大影响。虽然国内外学者针对导线覆冰进行了大量研究,但绝大多数是在人工气候室内进行模拟覆冰,所得结论与工程实际存在较大差异。笔者利用湖南省雪峰山自然覆冰试验站,完成了LGJ-(70/40,185/25,240/30,400/35)4种不同直径绞线雨凇覆冰后的起晕电压测量试验。试验结果表明:利用紫外光子技术可以高效准确地测量覆冰导线的起晕电压值;覆冰时间的增加会使导线的起晕电压继续下跌,但速度逐渐变慢;相同覆冰时间内的不同绞线,直径越粗则起晕电压越高;覆冰水电导率的增加会促使起晕电压继续降低。结论可为研究自然覆冰对输电线路电晕特性的影响提供理论基础。     

达坂山导线覆冰与气象条件的关系

文章通过计算达坂山区导线覆冰的冰厚、覆冰密度、标准冰厚及其与气象要素相关的系数,分析了导线覆冰随方位、风向等的变化规律,以及达坂山区导线覆冰与气象条件的关系,并提出了合理的预防达坂山导线冰害的措施。     

南网输电线路导地线金具和绝缘子覆冰掉串原因分析及措施建议

在2008年初的电网冰灾事故中,导地线金具和绝缘子覆冰掉串是输电线路事故中常见的情况。文章对广东、贵州、云南和广西自治区四个省区的线路中导地线金具和绝缘子覆冰掉串情况进行了分类统计及原因分析,给出了导线绝缘子掉串的作用机理,为减少输电线路今后发生此类事故的概率提出了具体措施建议。     

粤北输电线路覆冰概况及原因分析

针对粤北韶关、清远地区处于南海副热带暖湿气流与北方强冷空气交汇形成的“南岭静止锋”覆盖区域凝结层过冷却水极不稳定、一旦遇到硬物（如绝缘子等）极易形成雾凇、雨凇或者混合淞的问题,对2008年以来粤北电网输电线路的气候特点、覆冰情况、覆冰形成机理及冰闪原因进行了详细的介绍和分析,目的在于提高粤北地区输变电线路的抗冰闪能力,保障电力系统的安全稳定运行。     

覆冰导线风动脱冰研究

用半椭圆雾凇覆冰模型对导线在风力作用下的机械脱冰机理进行了分析研究，获得了最大剪切及最大扭转角的计算方法和公式，其计算结果表明：最大剪切力出现在导线端部，最大扭转角出现在导线中部，在风力自重作用下，导线覆冰可被剪破，并由端部开始，逐渐向挡中发展。     

基于温度滞后相位的输电线路覆冰监测方法

为获得更加符合实际环境温度下的光纤复合相线温度变化特征、覆冰与否的判据及覆冰厚度预测方法,文中建立环境温度呈正弦函数变化情况下光纤复合相线覆冰的温度场三维模型,并采用有限元方法进行求解。文中分析导线覆冰段与未覆冰段温度变化的幅值和滞后相位特征;研究滞后相位与环境温度波动幅值、滞后相位与覆冰厚度的关系,发现环境温度波动幅值对滞后相位的影响可以忽略;提出基于滞后相位特征的线路覆冰判据,并给出基于滞后相位的覆冰厚度预测公式。文中建模分析获得4种非正弦函数形式的环境温度变化下光纤温度的变化情况,基于此分析覆冰厚度的预测公式误差,仿真结果证明所提出基于滞后相位的覆冰判据和覆冰厚度预测公式的有效性。     

基于碰撞特性的导线雾凇覆冰厚度预测模型研究

为了给输电线路抗冰设计中冰雪厚度的估算及覆冰机理的研究提供理论依据,笔者从流体力学和热力学角度出发,建立全面的表征导线捕获过冷却水滴及冰面热传递过程的雾凇覆冰厚度预测模型。仿真结果表明,水滴与导线碰撞时的碰撞系数以及覆冰密度是影响预模型测结果精确性的关键参数,随覆冰时间增加雾凇覆冰厚度增长率逐渐减小,碰撞系数逐渐减小,水滴碰撞导线速度和冰面温度也随之减小,导致雾凇冰密度也逐渐减小。仿真和实验结果均表明,随圆柱体初始直径的增加,冰厚呈幂函数降低,模型预测结果与试验及现场观测结论一致。     

绝缘子新型防冰涂料施工工艺及应用效果

输电线路覆冰闪络严重威胁电网安全,在特定气候条件下可能大范围、连续发生,南方电网继2008年冰灾后,2010-2011年再次发生大范围冰闪事故。研发了输电线路绝缘子主动式防冰涂料,设计了新型防冰涂料在绝缘子表面的喷涂方式,并通过人工气候室试验验证了防冰涂料具有显著的防冰效果,能够明显减少、延缓绝缘子冰层形成,减少线路冰闪事故。输电线路人工观冰和监测数据分析表明,新型防冰涂料具有实际的防冰效果,但施工工艺和输电线路现场特殊环境条件影响了新型涂料的防冰应用,需要进一步开展防冰涂料的应用研究,以达到实用化目标。     

绝缘子覆冰闪络的主要影响因素分析

根据覆冰闪络发展过程中泄漏电流的变化情况,阐述了绝缘子覆冰闪络的形成过程,并根据绝缘子覆冰闪络机理,从覆冰类型、覆冰量、污秽度、覆冰水电导率以及绝缘子串类型、海拔高度等主要影响因素对绝缘子覆冰闪络电压进行分析,认为雨凇、混合凇和硬雾凇是造成绝缘子覆冰闪络的主要原因.实验结果表明,覆冰水电导率对绝缘子冰闪电压的影响很大,...     

220 kV线路融冰方案的改进

2008年1月,湖南等南方省份发生了严重的冰雪灾害,220 kV线路覆冰严重。在此次冰雪灾害中,实施传统的高电压等级串多线路的220 kV线路融冰方案比较困难。文章对上述融冰方案在实际应用中遇到的问题进行了分析,针对这些问题提出了一种通过降低融冰电压等级对单一线路进行融冰的新的融冰方案。实际应用结果表明,采用新方案的融冰效果较好。     

交流电场对复合绝缘子覆雾凇过程影响研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行,而电场对输电线路绝缘子覆冰的影响不可忽视。以复合绝缘子FXBW-35/100为试品,在人工气候室内模拟自然覆冰条件,分析研究电场对复合绝缘子覆雾凇过程的影响。结果表明:电场对绝缘子覆雾凇的影响主要体现为对水滴的吸引作用和泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象的作用。电吸力的作用使得覆冰量与覆冰密度增加,泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象使得覆冰量与覆冰密度减小。随着外加电压的升高,绝缘子伞裙边缘、伞裙下表面以及芯棒背风面的雾凇明显增多,迎风面的雾凇全部出现下垂现象;带电覆雾凇时,雾凇密度较不带电时大;覆冰15 min时,冰重随电压的增长有一个先增加后减小的过程。