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。     

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,...     

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。     

特高压变电站支柱绝缘子重覆冰闪络仿真计算与试验分析

变电站支柱类绝缘子比线路绝缘子更容易覆冰,对输电线路影响更严重。为了获取特高压(UHV)变电站支柱类绝缘子覆冰后电气特性,建立了基于Obenaus概念的特高压支柱绝缘子重覆冰闪络物理模型,对比了固体涂层法和覆冰水电导率法试验得到的闪络电压结果。试验得出:覆冰水电导率和表面盐密对闪络电压的影响相互独立且均为负幂指数趋势;不同的污秽度与不同覆冰水电导率之间具有线性对应关系。建立了计算模型,将污秽和喷淋水电导率对覆冰闪络电压的综合影响等效为只有冰层没有污层的状态,降低了计算的难度。利用该模型计算了重覆冰条件下特高压支柱绝缘子的闪络电压,结果与试验验结果的误差<10%,验证了模型的准确性。     

一种覆冰污秽绝缘子闪络电压的理论计算模型

将覆冰视为一种特殊的污秽形式,其电阻可用冰体电阻与冰面水膜电阻的并联电阻来等效.将基于Obenaus概念和污秽均匀分布平板模型得出的闪络电压与电弧常数、泄漏距离及单位长度污层电阻的关系式用于覆冰污秽绝缘子,推导出了一个描述闪络电压与覆冰量、融冰水电导率、绝缘子泄漏距离等多个参数之间关系的理论计算模型.利用该模型分析计算了多组覆冰污秽绝缘子串(3片/串～21片/串)的交流闪络电压,计算值与试验值基本吻合.还利用该理论模型解释了经验公式,并较为准确地计算出了经验公式中的系数和指数的具体数值.     

覆冰污秽XP-70绝缘子(长)串最低交流闪络电压

试验研究了 3～ 2 1片XP - 70标准悬式绝缘子串在覆冰和污秽下的交流闪络特性 ,提出换算到 2 0℃时覆冰水电导率γ2 0 与每片绝缘子上平均覆冰量w的积σ0 可作为表征覆冰和污秽影响绝缘子串最低闪络电压Ufmin 的特征量。在绝缘子串 >2 / 3被冰棱桥接的严重覆冰条件下 ,XP-70绝缘子串的Ufmin 与绝缘子串长度 (或片数 )呈线性关系 ,与σ0 之间呈负指数幂函数关系 ,其特征指数为 0 32。     

500kV线路长串绝缘子的冰闪泄漏电流

为给我国污秽、覆冰地区架空输电线路外绝缘设计提供参考,在国网电力科学研究院环境气候试验室进行了污秽、覆冰条件下500kV典型线路绝缘子串冰闪试验。同时研制出一套泄漏电流测量系统,并对冰闪过程中泄漏电流谐波含量、幅值包络线的变化进行了研究。研究表明:冰闪过程中泄漏电流的变化发展与放电过程以及冰的融化状态紧密相关,泄漏电流的特征量能够明显体现出冰层的状态变化以及放电的发展,因此泄漏电流可以作为判断绝缘子覆冰、融冰期间闪络的一个监控条件。     

110kV覆冰绝缘子串交流闪络放电过程研究

受冰冻灾害天气的影响,广东北部的清远、韶关地区多条110kV以上线路受覆冰影响跳闸。为了进一步加深认识覆冰对绝缘子闪络问题,笔者对110kV玻璃绝缘子串覆冰闪络过程进行了细致的研究。考虑到粤北地区绝缘子覆冰的特点,在中国电力科学研究院的人工气候室中,采用绝缘子上下表面均匀覆冰的方式来模拟绝缘子覆冰形貌;并从覆冰绝缘子冰凌的长度、融冰水电导率以及污秽程度等方面研究了融冰期绝缘子覆冰闪络时的放电过程。试验结果表明绝缘子表面的融冰水电导率有明显的盐析效应,使覆冰过程中的融冰水电导率增大,降低闪络电压;无冰凌情况下绝缘子放电过程与污闪类似,有冰凌存在的情况下,放电路径沿未桥接冰凌发展;与没有污秽的情况相比,污秽的存在使闪络过程中放电更加严重。     

覆冰XP-160型绝缘子串的操作冲击闪络特性

目前对操作冲击电压作用下的覆冰绝缘子电气特性的研究较少。文章在人工气候室内进行了模拟覆冰试验,研究了普通悬式覆冰瓷绝缘子的操作冲击特性。结果表明：覆冰将导致绝缘子的操作冲击特性下降,且随着覆冰量、覆冰水电导率的增加,50%放电电压下降且50%放电电压降低的百分比有明显的饱和趋势,击穿时间几乎发生在波尾和波峰附近。根据试验结果,文章还得到了50%放电电压与覆冰量、覆冰水电导率分别满足负指数幂函数关系的结论。     

不同配置形式倒T型布置绝缘子串直流冰闪特性研究

倒T型布置方式能有效提高绝缘子串在污秽覆冰条件下的闪络电压,降低跳闸事故率,但对其在直流电压下的冰闪特性却缺乏研究.该文在人工气候室内模拟自然覆冰环境,以LXP?70绝缘子为试验对象,以110kV电压等级绝缘子串长为基准,开展倒T型布置绝缘子串的直流冰闪试验,得到不同覆冰度和污秽度下不同配置形式倒T型绝缘子串的直流冰闪特性.试验结果表明,与普通悬式绝缘子串相比,倒T型布置的绝缘子串的直流冰闪电压提高了5.40％～12.54％;倒T型绝缘子串的直流冰闪电压与等值冰厚及覆冰水电导率均呈负幂函数关系;倒T型绝缘子串的配置方式对其直流冰闪电压有着显著的影响.此外,该文得出不同污冰参数(ISP)下不同配置形式倒T型绝缘子串直流冰闪电压相对于普通悬垂串的提高比例,并通过临界泄漏电流分析了倒T型布置可以提高绝缘子串直流冰闪电压的原因.该文结论为不同污秽、覆冰地区输电线路设计提供了参考.     

导线结冰热传导分析及防结冰电流

本文研究导线结冰热传导过程,并在分析和计算各项热流的基础上描述导线结冰的热力学过程和推导热平衡公式。     

中、轻冰区输电线路设计冰厚分析计算

中、轻冰区往往因缺乏覆冰资料,难以进行覆冰频率统计,给输电线路设计冰厚的合理取值带来困难。基于覆冰强度的概念,提出一种简单的覆冰重现期分析模型,试图解决历史覆冰重现期难以确定的问题。认为在同一气候区内相邻地区间冰厚随高程的变率是相近的,据此,导出安徽沿江江南地区设计冰厚的经验计算公式,并进行合理性检验。     

冰害、冰闪和舞动的防治措施

2005年2月,我国中南地区出现了严重冰害,造成多条输电线路发生倒杆、断线等重大事故,原因:(1)受西伯利亚强冷空气和西南暖湿气流的影响,鄂西北地区、荆门、宜昌市、秭归县等地出现了持续0℃以下低气温。(2)覆冰资料匮乏,对覆冰微地形气象现象认识不足。建议位于易覆冰或易舞动区的线路,按重冰设计,以增强线路抗覆冰灾害的能力。     

输电导线覆冰与绝缘子串覆冰的关系分析

绝缘子串发生覆冰桥接闪络是影响架空输电线路安全运行的主要因素之一。根据不带电绝缘子串及同期导线覆冰的观测数据,分析了玻璃、陶瓷及复合绝缘子串的覆冰质量与导线覆冰质量的关系,研究了绝缘子串发生桥接与导线标准冰厚的关系。     

Equivalency of Artificial and Natural Icing

Climate room is an important instrument to study the icing problems in power networks, and the accuracy of the data from the climate room is under debate. There are many climate rooms in the world, but...     

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

总结了目前国内外输电线路导线覆冰的研究现状。文中介绍了导线覆冰造成的危害、覆冰的性质与导线舞动的机理及国内外导线防、除冰的技术 ;详细阐述了导线覆冰形成的机理及模型研究     

导线覆冰参数的计算及应用现状

通过收集大量的国内外冰灾、输电线路设计以及研究成果资料,总结了与覆冰相关的主要影响因素,并给出了覆冰参数的换算关系或确定方法以及GPD概率分布模型,最后阐述了国内输电线路工程覆冰参数确定方法现状。     

二郎山地区导线覆冰强度与温度层结的关系

应用二郎山观冰站2006年~2011年连续5年的覆冰数据,结合NCEP再分析资料的等压面数据分析了二郎山地区典型覆冰过程的温度层结变化,在二郎山地区逐月的温度层结拟合图中发现了8次明显存在逆温或温度梯度差较小的覆冰过程,进而对这8次覆冰过程进行了逐日的温度层结变化分析,发现在二郎山地区的冬半年,当温度在垂直方向上存在逆温或温度梯度差较小时,极易在短时间内促发导线覆冰的生成和发展,且覆冰量级增长迅速。     

带电导线覆冰及电场对导线覆冰的影响

分析了电场极性、电场强度对导线覆冰的影响。试验结果表明,电场对导线覆冰产生的影响与电场强度有关,当电场强度＜５ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用加速导线覆冰;当电场强度＞１０ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用削弱了导线覆冰。     

输电导线的覆冰模拟系统

为了更好地开展输电导线覆冰及防冰研究工作,需研制输电导线覆冰模拟系统,故在分析了输电导线常见雨淞覆冰气候条件基础上优化设计了导线成冰小室、喷水装置及导线旋转系统等。利用Fluent流体仿真软件分析成冰小室中气流分布的情况表明,该成冰小室内部气流分布基本均匀,可有效模拟导线覆冰过程中周围气流场分布。实测成冰小室内部风速与仿真结果相符且喷水装置产生的水滴直径达到了自然界中毛毛雨的雨滴直径。对钢芯铝绞线覆冰实验显示,导线表面短时内即可形成均匀致密的雨淞层,说明该覆冰模拟系统可以有效模拟自然界中导线表面雨淞覆冰的形成过程。