雨水路径和电极结构对导线杆塔空气间隙工频闪络电压影响研究

对不同雨水运动路径和电板结构对导线一杆塔空气间隙工频闪络电压影响进行试验研究,得到其放电特性曲线。分析了间隙的放电规律和特点,确定了不同雨水运动路径和电极结构下的放电间隙距离,为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导。     

风对空气间隙工频闪络电压影响的试验研究

输电线路的风偏放电一直是影响线路安全运行的主要问题之一。本文对不同电极结构下,不同风速、风向对空气间隙工频闪络特性的影响进行试验研究,得出不同风速、风向下导线-杆塔空气间隙工频闪络特性的变化规律。     

降雨对空气间隙工频闪络电压影响的试验研究

研究雨天气候下导线-塔杆气隙击穿特性对于提高高压输电线路运行可靠性、预防击穿事故具有重要的意义。笔者通过人工模拟试验,研究了实际气隙和塔杆结构条件下,不同降雨强度、雨水电阻率、雨水运动路径等因素对气隙工频击穿特性的影响,得出不同雨强、雨水电阻率和雨水运动路径下导线-杆塔空气间隙工频击穿特性的变化规律。有关结论可为现场防风偏放电和输电线路设计提供依据。     

风雨对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响

针对近年来频繁发生的风偏事故,分析认为强风及暴雨是使导线—杆塔空气间隙工频放电电压降低的一个重要原因。采用1:1模拟杆塔-导线结构,首次系统地试验研究了雨水、大风及风雨组合对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响。结果表明降雨、风速、风向、风雨组合都会影响到空气间隙的工频放电特性,在一定条件下会使其放电电压明显降低。研究结果可为恶劣气象条件下输电线路最小间隙距离设计提供技术依据,降低输电线路风偏放电故障及事故率,提高输电线路的安全运行水平。     

雨水电阻率对工频闪络电压影响试验研究

采用1：1的模拟间隙结构对风偏间隙进行不同雨水电阻率、不同问隙结构的工频闪络试验,得到其放电特性曲线。分析间隙的放电规律和特点,确定不同雨水电阻率下的放电间隙距离。为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导进而为确定设计参数及防治对策。     

雨水条件下空气间隙操作冲击闪络试验研究

选择有代表性的间隙和工况进行雨水条件下导线一杆塔操作冲击闪络试验,得出了空气间隙的冲击闪络特性的变化规律。为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导。     

±800kV同塔双回直流线路杆塔空气间隙的放电特性影响因素研究

±800 kV同塔双回线路电压等级较高,且杆塔形状和杆塔尺寸较±500、±660 kV直流输电线路杆塔都有很大差别,因此其空气间隙的放电特性有不同特点。为选择合适的±800 kV同塔双回直流线路空气间隙距离值,对影响±800 kV同塔双回输电线路杆塔上、下层空气间隙冲击放电特性的因素进行了真型尺寸模拟试验研究。研究了下层塔身宽度对杆塔下层间隙操作冲击放电特性的影响,均压环尺寸对直流V串塔头空气间隙放电特性的影响,直流运行电压对塔头间隙冲击放电特性的影响,±800 kV同塔双回输电线路杆塔下横担对上层间隙操作冲击放电特性的影响,并校核了下横担到上导线距离减小后杆塔的耐雷性能。研究结果表明:原有的塔身宽度对间隙操作冲击放电影响的修正公式已不适用于±800 kV同塔双回直流线路塔头;均压环尺寸大小与放电电压正相关;导线直流电场对间隙的放电路径有明显影响,但对放电电压影响不大;杆塔上导线到下横担的间隙距离可适当减小,但间隙距离减小后,杆塔的反击耐雷性能及绕击耐雷性能都略有降低。该研究结果可用于指导±800 kV同塔双回输电工程的设计。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

强降雨条件下空气间隙长波前操作冲击放电特性

超、特高压输电线路风偏设计中,空气间隙的操作冲击放电特性是操作过电压等值风速选取的重要依据,现有研究主要集中在标准操作冲击电压的放电特性,强降雨条件下长波前空气间隙操作放电特性研究涉及较少。为此,在实验室模拟强降雨环境,对3种间隙长度、4种降雨强度和4种雨水电导率下导线–杆塔和棒–板空气间隙的1 000μs长波前正极性操作冲击放电特性U50进行了试验研究,结果表明,在所试验的条件范围内,强降雨条件下棒–板空气间隙U50最大降低了11.2%,导线–杆塔空气间隙U50最大降低了7.45%;棒–板空气间隙U50因雨水电导率变化最大降低3.32%,导线–杆塔间隙最大降低1.94%。对棒–板和导线–板空气间隙存在悬浮雨滴的静电场仿真计算表明,降雨强度越大则雨滴尺寸越大,空气间隙电场畸变越严重,且雨滴使棒–板间隙的电场畸变程度大于导线–板间隙。     

耐热导线运行温度对带电作业安全距离的影响研究

为了研究耐热导线运行温度对输电线路带电作业安全距离的影响,采用试验研究方法,得到了耐热导线在180℃高温运行时,导线本体及其周围温度的分布情况,以及耐热导线在160℃和240℃高温运行时,模拟导线-杆塔之间1.01.5m空气间隙的操作冲击放电特性。通过理论计算分析耐热导线温度对模拟导线-杆塔空气间隙操作冲击放电的影响,所得结论与试验结果一致性较好。研究结果表明,耐热导线在240℃的运行温度下,对其周围空气温度的影响范围不超过10cm,对1.01.5m的空气间隙操作冲击放电电压产生的影响在2%左右。实际开展输电线路带电作业时,可忽略耐热导线运行温度对带电作业安全距离的影响。     

空气间隙放电对于直流输电线路耐雷性能的影响

同塔双回直流输电线路具有节约输电走廊的优点,其空气间隙通常较小,会先于绝缘子闪络,因此同塔双回直流输电线路的耐雷性能较易受到空气间隙放电的影响。通过仿真计算,比较各种线路形式下空气间隙闪络前后输电线路雷电反击、绕击的耐雷性能,结果表明:考虑空气间隙闪络后,线路的绕击/反击耐雷水平均出现一定程度下降,雷击闪络率也随之增加。因此在对直流输电线路耐雷性能进行评估时,必须要考虑空气间隙闪络影响。     

基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法

现有输电线路风偏预警一般是采用在线监测装置实现,且没有对风偏后空气间隙的闪络风险进行有效评估,导致工程上适用性不强、预警效果不理想等问题。利用传统的风偏研究成果,提出了一种基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法。首先,采用反距离加权的插值算法进行格点预报风速映射处理,并依据风向与线路走向的夹角完成垂直于线路风速分量的计算。然后,以典型的酒杯塔为例,运用刚体直棒法计算线路与杆塔的最小空气间隙。最后,对间隙击穿电压进行空气密度、湿度、降水量的修正,得到预报天气条件下的闪络电压值,并与系统运行电压进行对比完成风偏闪络预警。该方法可为安装在线装置困难而又处于强风区的重要输电线路提供一种可行、有效的风偏闪络风险管控手段,对电网防风减灾工作具有重要的实用意义。     

浅析输电线路降低雷害跳闸率的措施

输电线路塔头绝缘配合设计通常按能耐受系统最大工作电压及操作过电压和以工频泄漏比距选定,以雷电冲放特性校验其耐雷水平,从而基本固定了塔头间距(即绝缘子片数),使线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10∶1～12∶1,造成输电线路的故障率占全部输变电设备故障的80%左右,同时也钳制了目前环境污染严重情况下配置外绝缘增加结构高度的可能。文章提出外绝缘配置按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0.7左右配合比设计塔头绝缘配合,以V串替代I串方式,形成紧凑化线路,既节约了线路走廊资源,又增加了绝缘子串沿面闪络电压值,可大幅度降低线路雷害沿绝缘子串闪络跳闸的次数。使外绝缘污秽等级提高到3.5cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了运行维护成本,运行检修单位实现了"减人增效"的目标。     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

不同海拔地区同塔双回±660kV直流线路杆塔空气间隙距离的选择

同塔双回±660kV直流输电工程直线塔布置型式在国内外尚属首次,其冲击放电特性与以往±500kV单回I串水平排列、±800kV单回V串水平排列时的冲击放电特性有很大差别。为解决我国宁东-山东同塔双回±660 kV直流工程杆塔空气间隙的选择和海拔修正问题,首先利用真型模拟塔头,对V型绝缘子串在不同夹角下的操作冲击和雷电冲击放电特性进行了试验研究,然后分别在低海拔地区(北京)和高海拔地区(西宁),对±660kV同塔双回直线塔头进行了冲击放电特性试验,得到了海拔2000m及以下地区的海拔校正系数。最后,结合宁东-山东直流输电工程的实际情况,在1.8pu操作过电压下,对于海拔1000m及以下地区,±660kV同塔双回塔头的上层空气间隙距离建议为4.8m,下层空气间隙距离建议为4.9m;当海拔为2000m时,这2个距离分别建议为5.4m和5.5m。     

500kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

与单回500 kV输电线路相比,同塔双回500 kV输电线路杆塔高度增加,引雷面积增大,将直接影响到线路的耐雷水平。文章依据先导发展闪络判据,模拟电弧的非线性特性,建立了绝缘闪络模型。利用电磁暂态仿真软件（ATP-EMTP）,搭建了500 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能仿真电路,分析了杆塔高度、冲击接地电阻和工频电压等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：杆塔高度增加后,线路反击耐雷水平显著降低;杆塔冲击接地电阻的增大,将导致线路跳闸率上升,在电阻较高的情况下尤为明显;同时工频电压对500 kV同塔双回输电线路耐雷性能影响尤为明显,因此,在500 kV同塔双回输电线路的设计中应充分考虑工频电压对线路耐雷性能的影响。     

长绝缘子串及长空气间隙的放电特性

本文主要为龙西线330千伏输电线路高海拨地区绝缘设计需要而进行的研究性试验,其主要内容为:在模拟铁塔下,取得XP—10型长绝缘子串(16—28片)的工频干态及淋雨时的平均放电电压值、操作冲击波干态及淋雨时的50％放电电压值及雷电冲击波时50％放电电压值,得出了回归方程并作出曲线;同时还取得了模拟实际线路长空气间隙(1—5米)的操作冲击波50％放电电压值。由试验结果得出了回归方程并作出曲线。文章对试验结果进行了分析,得到了一些实用的数据。为了确定试验结果的可靠程度,试验中还进行了对比验证,并与有关文献进行了对照。认为,在特定条件下及一定的允许误差范围内数据是可信的,可供现场设计应用。     

雷击高压直流线路杆塔仿真研究

雷击高压直流线路杆塔时,由于预先存在的直流工作电压对杆塔间隙的电气强度可能带来较大的影响,因此线路的耐雷性能与交流情况的不同.作者建立了雷击直流线路杆塔时的线路模型、杆塔模型、闪络判据等,采用仿真软件PSCAD/EMTDC对雷击直流线路杆塔的过电压和闪络进行了仿真分析,讨论了各种运行方式下直流工作电压对线路耐雷性能的影响.仿真分析结果表明: 500kV单极-金属回线运行与双极±500kV运行时,正极线的耐雷水平基本相同,负极线的耐雷水平远高于正极线;-500kV单极-金属回线运行时线路的耐雷水平最高.