覆冰、污秽条件下复合绝缘子电场分布研究

复杂环境中共存的覆冰、污秽等因素对电力系统安全运行构成极大威胁,对复杂环境中的复合绝缘子电场分布进行研究具有重要工程价值和意义。本文借助于有限元软件,以220 kV交流复合绝缘子为例,分别对覆冰、污秽状态下的绝缘子电场分布情况进行了仿真分析。仿真结果表明,随冰棱长度的增加,电场畸变越加严重,当冰棱桥接伞裙时,冰棱外沿表面最大电场强度增大两个数量级,已远远超过起晕场强;湿冰条件下电场变化趋势较之干冰条件时无明显变化,但畸变更加严重;污秽条件下,干燥带的存在使得伞群和护套交接处电场畸变严重,但畸变程度不足以引发局部放电。最后提出在污秽、覆冰共存区域,应采用单伞大爬距的绝缘子,以提高闪络电压。     

冰雪环境下复合绝缘子有限元分析

为了分析冰雪环境下复合绝缘子附近电场分布的变化情况,使用Ansys有限元软件对覆冰与覆雪同时存在的复合绝缘子进行了相关分析。通过对不同伞群伞径、伞间距、雪高度、冰棱长度等情况进行系统分析,得出覆冰和覆雪都会使得复合绝缘子的电场分布发生一定畸变,其中覆雪相对于覆冰来说对于复合绝缘子影响较弱。并且通过对不同伞群结构的复合绝缘子仿真分析得出,同样大伞间距时大小中小大的伞群结构对绝缘子覆冰、覆雪的电场畸变有很好的缓解作用,更加适用于常年处于冰雪天气下的地区。     

覆冰绝缘子伞群结构优化有限元分析

为了探究不同伞群结构下复合绝缘子覆冰情况时绝缘子附近电场的变化情况,使用ansys有限元软件对覆冰复合绝缘子进行了相关分析。通过对覆冰绝缘子不同伞群结构的电场进行系统分析,得出加大顶伞和大伞伞径会改善覆冰绝缘子整体伞群尤其是第一大伞的电场分布情况,但伞径并不是越大越好,随着伞径的增加空气间隙电位差会有所增大进而削弱增大伞径的改善能力,除此之外对不同的小伞伞径情况也做了相关分析,为常年处于冰雪天气下的绝缘子选型提供了一定的参考。     

四川西部电网覆冰特征及影响因素分析

四川西部多山,地形、气候复杂,电网覆冰呈现多样化的特点。针对这一现象,选取了大箐梁子、牦牛山、二郎山等典型覆冰地区,对电网的覆冰状况、类型进行了研究。结果发现,地形对覆冰类型具有较大的影响,牦牛山覆冰以雾凇为主,大箐梁子覆冰为硬雾凇和雨凇为主的混合凇,二郎山为软雾凇为主的混合凇。混合凇可完全覆盖绝缘子下表面棱缘,且混合凇覆冰绝缘子串往往存在冰棱。混合凇覆冰情况下,也发现类似雨凇带电覆冰时绝缘子串两侧存在空气间隙的情况。受电场影响,以软雾凇为主的混合凇覆冰绝缘子串两端覆冰明显多于中间,严重时可桥接绝缘子串全部伞棱,但其它覆冰形态未出现此类情况。研究还发现,覆冰期环境温湿度变化对线路覆冰量有直接影响。     

染污绝缘子盐分迁移对其覆冰状态及泄漏电流的影响

基于冰水相变过程中的盐分迁移原理,对不同电导率的覆冰水进行覆冰试验,在覆冰完成后表层冰融冰水电导率约为覆冰水电导率的2倍。而且随着覆冰水电导率的增大,表层融冰水电导率较覆冰水电导率提高的倍数越大。通过分析相同覆冰水不同盐密下的绝缘子带电覆冰,发现高盐密下绝缘子冰棱增长速度较慢,持续时间较长。为了对比不同盐密和不同电导率覆冰水对覆冰绝缘子串闪络特性的影响,提出等值含盐量的观点。通过500 kV交流绝缘子串进行带电覆冰试验,结果表明低盐密高电导率覆冰水的闪络电压较低,闪络前出现大泄漏电流的数量也较少。     

不同覆冰状态下35kV线路避雷器电场仿真研究

在实际运行中,避雷器表面覆冰会导致其绝缘强度降低,在外加电压作用下,有可能引起输电线路的外绝缘闪络,对输电线路的安全稳定运行构成威胁。因此,开展内间隙线路避雷器在覆冰状态下的电场分布研究,有着十分重要的意义。本文通过有限元计算方法,得到了清洁以及不同程度覆冰条件下35 kV内间隙避雷器的电场和电位分布,根据仿真结果分析了避雷器表面覆冰状态、伞裙结构、电极类型等因素对带间隙避雷器电场分布的影响。本文所做研究可以对线路避雷器绝缘结构设计提供参考。     

输电线路覆冰研究综述

输电线路覆冰是一种严重的自然灾害,可引发输电线路过荷载、导线舞动、绝缘子串闪络等事故,严重危害电力系统的安全运行。总结和分析了国内外输电线路典型覆冰事故、覆冰的种类与性质、影响覆冰的因素、绝缘子冰闪特性的研究以及输电线路覆冰机理的研究。分析结果表明:绝缘子覆冰闪络问题日渐突出;影响绝缘子覆冰的因素很多,其中电场对绝缘子覆冰的影响不容忽视。     

棒形悬式复合绝缘子伞形结构对覆冰闪络特性的影响

研究了两种类型伞形结构(耐污型和防冰型)的棒形悬式复合绝缘子在相同的绝缘距离、硅橡胶外套材料、人工污秽和人工覆冰试验条件下对交流覆冰闪络电压特性的影响,同时介绍了复合绝缘子的人工覆冰闪络试验方法。覆冰闪络试验结果表明,防冰型复合绝缘子的伞形结构设计较合理,可以阻止或延长冰桥的形成,对于110 kV/100 kN棒形悬式复合绝缘在相同人工污秽(SDD/NSDD 0.25/1.5 mg/cm2)和人工覆冰(覆冰水折算到20℃时电导率为120μS/cm,覆冰密度0.84～0.89 g/cm3)试验条件下,防冰型的交流覆冰闪络电压比耐污型提高了17.0%～25.0%,具有一定的防覆冰闪络的效果;其次,防冰型复合绝缘子受覆冰重量的影响小于耐污型,即覆冰越严重,防冰型覆冰闪络电压下降的趋势小于耐污型。     

直流覆冰绝缘子电气特性及伞裙结构抗冰性能优化研究

根据绝缘子局部放电机理对动态直流局部电弧数学模型进行了改进,并基于此数学模型,计算了在不同电压下覆冰绝缘子表面局部电弧状态及其泄漏电流,电弧温度等参数.并结合实验,对覆冰绝缘子在不同等级电压作用下的电气特性进行了分析.在此基础上,对FXBW4110/100型绝缘子的伞裙结构进行改进,计算了其在改进后相同覆冰情况下的闪络...     

±800kV直流复合横担塔斜拉复合绝缘子均压环优化设计

输电线路复合横担铁塔能有效提高其风偏闪络、鸟粪闪络和覆冰闪络性能,降低杆塔高度和提高导线对地距离等优点,在特高压输电线路中得到了实际的运用。但根据现场运行经验,发现复合横担铁塔斜拉绝缘子的均压环固定螺栓有轻微电腐蚀,可能是由于该处电场强度较高,在一定的环境条件下易发生电晕放电。因此建立了±800 kV直流输电线路复合横担铁塔三维仿真模型,研究了双均压环结构下大均压环管径、环外径和抬高距对斜拉复合绝缘子、支柱复合绝缘子、均压环和固定螺栓表面的电场分布的影响。根据绝缘层和金具表面控制电场强度要求值对大均压环结构参数进行优化设计,然后按照优化方案对实际线路进行了改造,现场运行情况良好。本结果可供±800 kV直流输电线路复合横担塔斜拉绝缘子均压环的运行、维护和改造提供参考。     

高压线路用复合绝缘子硅橡胶伞裙护套性能优化

在复合绝缘子的伞裙配方方面采取提高硅橡胶含量,对配方中的所有无机物进行表面处理,采用高纯度原料,增加特殊的光稳剂等措施,并进行了"W"形五伞结构设计优化及采用防雨闪伞裙边结构。试验结果表明,"W"形五伞结构的复合绝缘子外绝缘既符合交直流高压输电的电场理论,又能满足高海拔、覆冰(雪)地区交直流输电工程的实际应用。     

污秽条件下复合绝缘子电场仿真研究

根据实际运行的复合绝缘子,在有限元软件中建立220 k V复合绝缘子几何模型,分析了不同天气条件下污秽绝缘子周围电场分布及干燥带的影响。计算结果表明,复合绝缘子表面均匀覆盖湿污时,其轴向电场畸变严重,易引起局部放电;当伞裙边缘有雨滴滴落时,伞间气隙减小使得雨滴下边缘更易起晕,绝缘子闪络概率增大;干燥带对污秽绝缘子轴向电场有明显畸变作用,干燥带表面场强显著增大,而干燥带两端的湿污层场强却呈现下降趋势;干燥带电阻率越大其表面场强越大;出现在护套表面的干燥带对电场分布的影响远大于伞裙表面;随着干燥带数目的增多,其轴向场强逐渐减小。     

线路绝缘子覆冰中盐分分布规律研究

绝缘子覆冰后电气性能大幅下降,在融冰期,由冰内盐分分布不均造成的冰面高电导率水膜显著提高闪络概率。以玻璃绝缘子为研究对象,通过覆冰试验,测量了不同覆冰条件下,融冰水电导率随融冰时间的变化趋势,根据测量结果选择合理的拟合方程,研究了绝缘子覆冰内的盐分迁移特性,定义了冰面含盐系数α和冰内盐分分布系数β对冰层盐分分布进行定量表征。研究结果表明,沿覆冰融化方向,雨凇覆冰内的含盐量按指数规律下降。冰面含盐系数α和冰内盐分分布系数β受温度、降水强度、风速、电压等覆冰环境因素的影响,不同因素的影响规律有所不同。本文研究成果可作为计算绝缘子覆冰闪络概率的参考。     

浅析电场对复合绝缘子覆冰与闪络特性的影响

本文以实验为基础,研究在不同强度电场条件下,输电线绝缘子覆冰特性和闪络特性,并找出电场对相关特性的影响作用和原因分析。     

不同伞裙结构的列车车顶绝缘子的电场分布及其优化

采用MAXWELL电场有限元分析软件,计算了不同伞裙结构的车顶绝缘子的电场分布,结果表明不同结构类型的车顶绝缘子的表面电场存在着畸变,尤其在金属附件与瓷体的连接处,伞裙与芯杆交接的处,电场畸变更为强烈。加大绝缘子两端的伞径,调整好伞间距,改进伞裙上下两面的倾角,均可在一定程度上优化绝缘子的电场分布,从而提高其防闪络的性能。     

美标(IEEE标准)绝缘子覆冰闪络试验

本文首次提出两种对绝缘子覆冰进行闪络试验的方法，这两种方法以ＩＥＣ５０７人工污秽试验方法为依据，采用短串绝缘子，研究风速，覆冰厚度，绝缘子干弧距离，覆冰电导等因素对绝缘子闪络性能的影响。采用最大耐受电压法及５０％闪络电压法进行评定。试验结果表明，绝缘...     

OPGW光纤传感监测系统的绝缘子覆冰闪络信号分析

输电线路绝缘子覆冰闪络已成为影响线路安全稳定运行的重要问题,目前国内外学者对此进行了大量理论和实验研究,但对现场覆冰闪络事故的数据分析还鲜见报道。基于北京某500k V线路绝缘子覆冰闪络事故,介绍了OPGW光纤传感闪络监测原理,分析了该事故闪络数据特征。验证了OPGW光纤传感监测覆冰闪络的可行性与有效性,分析结果表明冰闪信号工频特征十分明显,频率分布主要集中在0～500 Hz低频段,频谱峰值多是在工频或其谐波频率附近。     

输电线路覆冰的危害及防护

输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题。要减轻导线覆冰带来的危害,在新建线路时,首先要充分掌握该地区的冰雪情,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区;无法避开时,应在重冰区采取抗冰设计。为加强已有线路的抗冰害能力,应视具体情况区别对待,可增大爬电距离,改善绝缘子伞裙结构,在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫,这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。最后,简述了应用在输电线路中的除冰技术。     

覆冰绝缘子闪络机理的研究与发展

综述了国内外覆冰绝缘子闪络机理的研究现状,介绍了覆冰绝缘子的闪络静态、动态模型,归纳电弧重燃条件,梳理电弧速度模型及电弧发展判断标准,总结Farzaneh等人提出的闪络动态模型,并认为该模型计算结果与试验结果相比有一致性;覆冰绝缘子的最低闪络电压比湿闪电压大约低30%,绝缘子覆冰与污秽的区别主要表现在V-I特性曲线、电弧恢复条件、电弧发展路径等方面;试验标准的确定、覆冰绝缘子模型各种参数和标准的探索为今后研究重点。     

110 kV棒形悬式复合绝缘子绝缘包覆均压环设计与试验研究

复合绝缘子安装均压环后减少了高压端和低压端的电弧距离,易受鸟害的影响,发生鸟粪闪络事故.为减少鸟害故障的发生,采用绝缘包覆的方法对普通均压环进行绝缘化改造,首先建立了三维仿真模型,分析了复合绝缘子电场分布规律,然后设计并制作绝缘均压环,通过模拟现场运行条件,测量了复合绝缘子周围的电场分布以及均压环周围放电情况,最后模拟了鸟粪闪络模拟试验,测试了绝缘包覆均压环电气绝缘性能.研究结果表明:绝缘包覆均压环与普通均压环的均压效果基本一致,绝缘包覆层对复合绝缘子沿面电场分布影响较小,对均压环周围的电晕放电影响也微乎其微.在同等条件下,还一定程度上减小绝缘子表面的最大场强.人工模拟鸟粪闪络试验表明,绝缘包覆均压环可以显著提高复合绝缘子的鸟粪闪络电压,从而降低鸟粪闪络发生的概率.