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。     

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.     

覆冰圆柱形绝缘子的交流闪络特性与放电过程

绝缘子覆冰闪络事故仍然严重威胁着电力系统的安全稳定运行,尽管国内外的电力科学研究者对此开展了大量广泛的研究工作,但是在覆冰闪络特性和机理方面依然未能达成统一认识。为对其进行深入探讨,在人工气候室内对圆柱形绝缘子物理模型进行了交流覆冰闪络试验,同时利用摄像仪记录了覆冰绝缘子的整个闪络过程,分析研究了局部电弧的起始位置和可...     

覆冰绝缘子闪络模型研究综述

总结了覆冰绝缘子闪络模型的研究现状 ,介绍了目前以电路模型为主的研究 ,包括Obenaus概念模型、电场和热力学模型 ,认为今后研究工作的重点是在不同情况下考虑热传递和水蒸发的电弧发展动态模型的研究     

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。     

LXY4-160型绝缘子串覆冰操作冲击闪络特性

为丰富目前较少的操作冲击电压作用下绝缘子冰闪特性研究,以7片串LXY4-160型绝缘子串为试品,在大型多功能人工气候室内研究了清洁干燥、淋雨、覆冰条件下玻璃绝缘子串的操作冲击闪络特性。结果表明,玻璃绝缘子串操作冲击冰闪电压比其清洁干闪和雨闪电压有明显下降;LXY4-160型玻璃绝缘子串操作冲击50%闪络电压U50随覆冰水电导率的增加而降低;正极性U50和负极性U50均随覆冰质量的增加而降低。根据试验结果,得出了覆冰质量、覆冰水电导率对覆冰绝缘子串操作冲击50%闪络电压影响的关系式,并综合考虑了覆冰质量和覆冰水电导率的共同影响,得出了其冰闪电压的计算公式。利用提出的计算公式所得计算结果与试验值的偏差在工程应用允许的误差范围内。     

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。     

低气压下特高压直流污秽复合绝缘子覆冰闪络特性

复合绝缘子耐污性能好,我国在建的云广±800 kV直流特高压线路将采用复合绝缘子,但该线路面临覆冰和高海 拔的影响。该文在人工气候室模拟高海拔的低气压研究了2种不同伞型结构的染污复合绝缘子直流冰闪特性。结果表明：特高压直流复合绝缘子冰闪电压随冰厚和污秽程度增加均呈幂函数规律下降,2种绝缘子冰厚影响特征指数分别为0.246、0.212,污秽影响特征指数则分别为0.174 2、0.178 4。而冰闪电压与高海拔低气压之间满足幂函数关系,其气压影响特征指数与绝缘子型式、覆冰状态和覆冰量、污秽程度等有关。在中等覆冰条件下,五三型结构复合绝缘子具有较好的覆冰电气性能。在严重覆冰条件下,复合绝缘子伞裙结构对直流冰闪电压的影响不明显。     

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。     

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。     

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。     

ZS-126/4型支柱绝缘子的交流覆冰闪络特性

为研究支柱绝缘子交流覆冰闪络特性,以110kV支柱绝缘子ZS-126/4为试品,在大型多功能人工气候实验室开展了试验研究。比较了固体涂层法(SLM)与覆冰水电导率法(IWCM)2种不同染污方式对其冰闪电压的影响,分析了覆冰水电导率、染污盐密、覆冰质量、覆冰密度对110kV支柱绝缘子ZS-126/4覆冰闪络特性的影响。研究结果表明,110kV支柱绝缘子ZS-126/4最低闪络电压与覆冰水电导率、染污盐密、覆冰质量、覆冰密度满足负幂指数函数关系,得到的拟合公式计算结果与试验结果的误差<10%。研究结果可为我国重覆冰地区变电站支柱绝缘配置和设计提供参考。     

35kV变电站支柱绝缘子防污闪研究

变电站支柱绝缘子的合理选型可有效防止污闪。分析了配电网变电站支柱绝缘子污闪事故原因,提出了解决绝缘子污闪的方法是避免配电网变电站室内环境污湿和有效提高绝缘子的爬电比距。对7种支柱绝缘子进行了防污闪能力的选型研究,并根据研究结果选取了最优型号。     

750 kV变电站支持绝缘子在高海拔地区的污闪特性研究

在2种盐密、4种海拔高度（气压）下对3种不同伞形结构的750kV电站支持绝缘子进行了人工污秽试验，得出不同支持绝缘子污闪电压随海拔高度（气压）的变化规律。对于不同结构绝缘子，分别给出750kV变电站所需的最低绝缘高度。并对伞裙结构进行了选择。     

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。     

持久性就地成型防污闪复合涂料对绝缘子覆冰及交流冰闪电压的影响

持久性就地成型防污闪复合涂料(permanent-room-temperature-vulcanized anti-contamination flashover composite coating,PRTV)具有优异的防污性能,但对绝缘子是否具有延缓覆冰和提高冰闪电压的作用国内外鲜有报道。根据人工气候室的试验结果,分析了PRTV涂料对绝缘子串覆冰及其冰闪电压的影响。结果表明：PRTV涂料在覆冰初期具有延缓覆冰的作用,但在严重覆冰过程中则没有明显效果;与未涂覆PRTV的绝缘子串相比,涂覆PRTV涂料的绝缘子串其冰闪电压约降低7%~15%;涂覆PRTV涂料后绝缘子串冰闪电压降低的主要原因是PRTV涂层的憎水性引起覆冰状态的改变,使得冰层内部形成高场强的"空腔",更易产生局部放电并烧伤涂层。     

交流特高压支柱瓷绝缘子的自然积污特性研究

为研究特高压支柱瓷绝缘子的自然积污规律,重点对荆门特高压变电站运行的支柱瓷绝缘子进行了连续3 a的积污检测。测量了盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non soluble deposit density,NSDD)及污秽成分,对比分析了伞裙上表面与下表面、迎风面与背风面、平均直径、连续积污等对支柱绝缘子自然积污特性的影响规律。结果表明,1 a的积污期条件下(2010年4月至2011年4月):1)单个1000k V支柱瓷绝缘子整柱污秽分布较不均匀,高压端与其他部位的ESDD平均比值为3.4,NSDD平均比值为2.3。2)绝缘子伞裙上表面污秽度普遍高于下表面。上下表面ESDD不均匀积污比平均为1.8,上下表面NSDD不均匀积污比平均为1.6。3)绝缘子伞裙背风面污秽度普遍高于迎风面。ESDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.64,NSDD迎风面与背风面不均匀积污比平均为0.55。4)饱和ESDD与连续积污时间不成正比关系,而NSDD基本与连续积污时间成正比关系。5)ESDD和NSDD随平均直径的增大呈下降趋势。6)绝缘子表面污秽物中CaS O4含量平均为68%。研究结果可为我国特高压工程外绝缘设计、产品制造和运行检修提供参考。     

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。     

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。     

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。