低气压下覆冰绝缘子的交、直流闪络特性和放电过程的比较

摘要

低气压、覆冰及污秽综合作用下绝缘子的电气性能将显著下降。开展低气压、覆冰及污秽共存环境下绝缘子的闪络特性及放电过程的研究，不仅具有学术意义，还将为“西电东送”以及电网建设中外绝缘的选择、防闪策略的制定以及保障电力系统的安全运行提供帮助，从而具有一定的工程应用价值。
　　本文在对国内外研究现状进行总结的基础上，选用3种不同材质和结构的绝缘子为研究对象，对XP-160绝缘子分别采用覆冰水电导率法和固体涂层法、对LXY4-160、FXBW4-110/100绝缘子采用覆冰水电导率法进行人工覆冰，采用50％闪络电压法，在大型多功能人工气候室开展了大量的人工覆冰闪络试验，研究了低气压下覆冰绝缘子交、直流闪络特性和放电过程的差异，并引用低气压下覆冰绝缘子放电的电路模型对7片串XP-160绝缘子的覆冰闪络电压进行计算，将计算结果和试验结果进行了对比分析，主要成果如下：
　　①两种染污方式下，对于文中采用的3种绝缘子，气压影响其50%覆冰闪络电压的特征指数n在交流电压下的值大于直流电压下的值，即气压对覆冰绝缘子交流闪络电压影响的程度大于直流。
　　②两种染污方式下，对于文中采用的3种绝缘子，污秽影响其50%覆冰闪络电压的特征指数a(固体涂层法)或b(覆冰水电导率法)在交流电压下的值比直流电压下大，即污秽对覆冰绝缘子50%交流闪络电压的影响程度大于直流。
　　③对于XP-160绝缘子，监测导体上的冰厚d=10mm，串长N≤14片时，其50%覆冰交、直流闪络电压与串长近似呈线性关系，有一定的非线性度。给出了3种绝缘子在低气压、覆冰及污秽综合作用下50%闪络电压的校正方法。
　　④交、直流电压下，覆冰XP-160绝缘子在闪络过程中均存在飘弧现象，并且直流电压下飘弧更严重。覆冰绝缘子自局部电弧产生至发展成完全闪络所需的时间Δt随气压的降低而减小。相同条件下，直流电压下Δt的值比交流电压下小。电弧半径随气压的降低而减小，并且不同染污方式下，覆冰绝缘子闪络过程中的电弧直径和颜色均有明显的差异。
　　⑤两种染污方式下，对于文中所采用的3种绝缘子，气压影响覆冰绝缘子临界闪络电流的特征指数m在交流电压下的值比直流电压下的值大，即气压对交流临界闪络电流的影响程度大于直流。对于XP-160、LXY4-160绝缘子，污秽影响临界闪络电流的特征指数e在交流电压下的值比直流电压下的大，而对于FXBW4-110/100绝缘子，e在交流电压下的值则比直流电压下小4.7%。
　　⑥7片串XP-160绝缘子在低气压下的覆冰闪络电压的计算结果与试验结果之间的偏差ΔU在1.4%~13.2%之间，由计算结果得到的n在交流电压下的值比直流电压下的值高58.1%；由计算结果得到的污秽影响覆冰闪络电压的特征指数b在交流电压下的值比直流电压下的值低10.9%。

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1 绪论

1.1 问题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 试验装置、试品及试验方法

2.1 绝缘子人工覆冰试验的装置

2.2 试品

2.3绝缘子人工覆冰试验方法

2.4 本章小结

3 低气压下覆冰绝缘子的交、直流闪络特性

3.1 气压对覆冰绝缘子串50%闪络电压的影响

3.2 污秽对覆冰绝缘子50%闪络电压的影响

3.3 瓷绝缘子交、直流50%覆冰闪络电压与串长的关系

3.4 低气压下覆冰绝缘子50%闪络电压的校正

3.5 本章小结

4 低气压下覆冰绝缘子的放电过程与放电模型

4.1 低气压下覆冰绝缘子的闪络过程

4.2 低气压下覆冰绝缘子的临界闪络电流

4.3 低气压下覆冰绝缘子的放电模型

4.4 本章小结

5 结 论

致谢

参考文献

附 录