自然覆冰环境下绝缘子长串交流闪络特性

摘要

绝缘子广泛应用于输电线路当中，是维持电力系统安全稳定运行的重要部件。而在覆冰条件下，绝缘子的电气强度会逐渐下降，容易引发较长时间的停电事故，威胁电力系统可持续运行，造成重大经济损失。目前，国内外学者对于覆冰绝缘子的闪络特性、影响因素及放电机理进行了大量研究，但是，大多数覆冰试验都是在人工气候室内完成。人工气候室模拟的环境条件和自然环境有较大区别，绝缘子在实际情况下的运行状况也有所不同。此外，国内外建立的绝缘子覆冰放电模型大多并未在长串绝缘子的试验中得到验证。因此本文的研究不仅可以对绝缘子覆冰放电的模型与机理有所补充，而且可以为交流输电线路外绝缘的配合和选择提供参考和依据。　　本文以不同型式和结构的五种绝缘子长串为研究对象，在雪峰山覆冰试验站对其开展了自然覆冰环境下的交流闪络试验，得到了绝缘子长串自然覆冰的规律和图谱，以及其在不同污秽度和覆冰程度下的交流闪络电压，并分析其放电路径、电场分布、泄漏电流变化过程，得到了以下结论：　　①低温、较大的风速、密集的降雨，会加速绝缘子自然覆冰的速率。绝缘子自然覆冰呈现迎背风、高低侧的区域性不均匀分布。绝缘子的种类、型式结构会影响覆冰的程度。　　②覆冰绝缘子长串的闪络电压受覆冰程度、污秽程度的影响，绝缘子长串冰闪电压随冰重、盐密呈负幂指数的下降；绝缘子的类型及伞裙结构会影响冰闪电压的结果，盐密对于玻璃绝缘子冰闪电压的影响指数为0.212~0.294，对于瓷绝缘子为0.184~0.322，对于复合绝缘子为0.189~0.263。　　③以污冰参数ISP来衡量冰重、盐密的共同作用可得，双伞型绝缘子随ISP下降的幅度最大，钟罩型绝缘子随ISP下降的幅度最小。13片串悬式绝缘子污闪电压受盐密的特征指数c在0.207~0.316之间，除冰重较轻情况外，绝缘子长串污闪电压均高于冰闪电压。　　④自然环境下覆冰绝缘子长串的闪络过程可分为产生电晕、局部电弧出现、电弧发展、完全闪络这四个阶段。在绝缘子长串的冰闪过程及污闪过程中，电弧熄灭重燃现象明显，飘弧现象严重。对LXY-210绝缘子的电场仿真分析中，施加起弧电压时，绝缘子串两端首先出现放电现象；施加闪络电压时，绝缘子串多处空气间隙被电弧击穿，与观察到的试验现象一致。

目录

1 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2.1 绝缘子冰闪特性及其影响因素研究

1.2.2 覆冰绝缘子放电模型

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本章小结

2 试品、试验装置以及试验方法

2.1 试品

2.2.1 试验地点

2.2.2 试验电源及接线

2.2.3 测量系统

2.3.1 绝缘子覆冰污秽模拟

2.3.2 绝缘子自然覆冰方法

2.3.3 覆冰绝缘子特征参数

2.3.4 覆冰绝缘子闪络特性试验方法

2.4 本章小结

3 自然环境下绝缘子长串覆冰交流闪络电压

3.1 引言

3.2 绝缘子长串自然覆冰特性

3.2.1 温度、风速、湿度对自然覆冰特性的影响

3.2.2 绝缘子长串自然覆冰图谱

3.3.1绝缘子长串交流覆冰闪络试验结果

3.3.2 覆冰程度对于绝缘子长串冰闪电压的影响

3.3.3覆冰前盐密对绝缘子长串冰闪电压的影响

3.3.4自然覆冰绝缘子长串的特征参数ISP计算

3.4.1 绝缘子串交流污闪试验结果

3.4.2 自然覆冰与污秽闪络结果比较

3.5本章小结

4 绝缘子长串自然覆冰的放电过程

4.1 引言

4.2 绝缘子长串交流冰闪的电弧发展现象

4.3 自然环境覆冰绝缘子长串放电特征

4.3.1不同型式绝缘子长串交流电弧长度随放电时间的变化

4.3.2绝缘子长串闪络过程泄漏电流变化

4.3.3不同覆冰程度下绝缘子长串冰闪过程的比较

4.3.4绝缘子长串冰闪与污闪放电过程的比较

4.4覆冰绝缘子长串电场计算模型

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 后续研究工作的展望

参考文献

附录

A 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目目录

C 学位论文数据集

致谢