污秽覆冰绝缘子动态闪络特性分析

为研究在污秽与覆冰共存条件下的绝缘子动态闪络特性,基于FXBW4-10/100悬式复合绝缘子,通过覆冰水电导率方法模拟了覆冰绝缘子污秽,记录了局部电弧起弧位置和局部电弧形成至发展为沿面闪络的过程,得到了不同污秽程度下覆冰绝缘子的闪络电压变化规律。并建立了覆冰绝缘子动态闪络模型。结果表明:随着覆冰水电导率的增大,绝缘子闪络电压先下降后趋于稳定;闪络过程中,绝缘子上下钢脚处最先起弧;无冰区的存在严重畸变了绝缘子沿面电位分布,无冰区长度越短,畸变越明显。     

不同覆冰长度下110kV复合绝缘子的电位分布

覆冰在绝缘子中多有发生,研究不同覆冰长度对绝缘子电位的影响,对绝缘子除冰工作有一定指导意义。以110 kV复合绝缘子为例在ANSYS中建立其仿真模型,基于有限元静电场模型分析了不同的覆冰长度对绝缘子表面电位分布的影响。结果表明：洁净FXBW-110/100型复合绝缘子表面电位分布是极其不均匀的,覆冰长度小于60 cm时对绝缘子表面电位影响不大,覆冰长度达到70 cm时覆冰末端点位分布畸变严重,覆冰长度达到80 cm时表面电位分布的不均匀性得到明显改变,绝缘子表面整体电位发生严重畸,绝缘性能严重下降。     

覆冰复合绝缘子的流体力学特性分析

以三大二小伞裙结构的复合绝缘子为仿真模型,研究复合绝缘子覆冰情况下的流体力学特性。结果表明,气流在绕过覆冰复合绝缘子芯棒和伞裙的过程中,绝缘子芯棒后面的流速很低,绝缘子背风面有轻微涡流产生,水滴随气流存在回流现象,芯棒处回流现象也更加明显,随着覆冰的发展,覆冰速度先增大后减小,覆冰厚度10mm时覆冰速度达到最小。     

XZP-210绝缘子冰闪特性与串长和布置方式的关系

为了给高海拔覆冰地区超特高压直流输电线路外绝缘设计提供技术参考,在人工气候室模拟高海拔大气条件进行了大量覆冰试验研究,根据试验研究结果,分析了XZP-210直流绝缘子串冰闪闪络电压与串长和布置方式的关系.结果表明,在污秽度和气压较低的条件下,覆冰绝缘子串的直流闪络电压与串长的线性关系较微弱,但随着海拔高度或污秽程度的增加,其闪络电压与串长基本呈线性关系.绝缘子串的布置方式对冰闪电压有明显影响:水平布置的覆冰绝缘子串具有最高的闪络电压,V型串次之,垂直串最低;不同布置方式下,气压对水平布置的覆冰绝缘子串的影响最为严重.     

输电线路覆冰闪络原因分析与解决方法探讨

线路覆冰已成为输电线路事故的主要原因之一。本文对覆冰形成、分类和除冰方式等方面进行说明,并讨论了计算线路覆冰数据变动的数据模型和绝缘子覆冰闪络的电路模型,对比了输电线路覆冰在线监测方法。     

基于流体力学原理的绝缘子覆雪三维数值模拟

输电线路覆冰积雪严重影响电网的安全稳定运行.目前的研究重点关注绝缘子覆雪放电发展过程及闪络特性.由于绝缘子结构复杂,对覆雪的增长过程缺乏系统的分析.本文基于计算流体力学原理,在不同的环境参数条件下,对XP-70绝缘子表面不同位置的雪晶颗粒碰撞特性进行了理论分析和仿真计算,在此基础上建立了绝缘子三维覆雪数值计算模型.研究表明,在气流绕流绝缘子过程中,存在降压增速和增压减速两个相反的过程;绝缘子迎风侧局部碰撞系数从前驻点处沿钢帽或伞裙向两侧逐渐减小,迎风侧伞裙边缘和钢帽处的局部碰撞系数远远大于其他位置,最大可达0.74.绝缘子表面的覆雪量随风速（v）、液态水含量（LWC）以及颗粒直径（MVD）等环境参数的增大而增大,覆雪量最大可达2.19 kg.经仿真和试验验证,局部碰撞系数最大的位置,覆雪最严重,而且试验和模型仿真结果的误差小于17%.     

输电线路脱冰跳跃幅值影响因素分析

导线覆冰脱落会引起导线剧烈跳跃摆动,导致输电线路产生严重的机械、电气事故．为明确输电线路脱冰跳跃幅值特性,揭示各项参数及其交互作用对冰跳幅值的影响规律,采用数值模拟方法,建立导线一绝缘子串耦合模型,对冰跳幅值在不同影响因子作用下的变化特性进行研究．结果表明,导线跳跃幅值随着覆冰厚度、脱冰量、导线刚度的增加而增加,其增大的幅度不断上升;冰跳幅值随着连续档数的增加而趋于稳定;悬挂点高差、绝缘子串长度等因素对跳跃幅值影响较小;不同脱冰方式导线跳跃幅值相差较大;风荷载对导线横向摆动影响较大,对竖向跳跃影响较小;交互作用分析过程中,脱冰量对冰跳幅值影响最大,脱冰方式与脱冰量之间的交互作用对幅值影响最小．相关成果为覆冰线路设计及后续覆冰脱落分析研究提供参考借鉴．     

基于塔线体系的中冰区分裂导线断线响应分析

为了掌握中冰区分裂导线覆冰断线张力变化特性,考虑输电塔、导线、绝缘子串等构件的力学特点、设置导线阻尼和边界条件,建立了三档四分裂耐张段塔线体系有限元模型,分析了不同断线工况时导线断线张力变化规律,研究了覆冰厚度、断线根数、绝缘子串长度、档数、断线位置等因素对于导线断线张力的影响规律,探索了导线断线张力差动态峰值与静态稳定值的关系。结果表明:中冰区塔线体系数值建模方法可用于导线的断线张力计算;分裂导线断线时,导线不平衡张力差呈现振荡衰减趋势,覆冰厚度越大、分裂导线断线根数越多,导线的断线张力越大。绝缘子串长度越长,断线张力越小。线路档数对断线张力影响较小,断线位置由悬挂点向档中变化时,导线断线张力变小。多分裂导线全断时的张力差动态峰值和静态稳定值之间也呈现一定线性关系,两者的比例系数约为2.26。     

关于高寒、高污染地区铁路绝缘子等值盐密度安全范围的研究

对等值盐密安全范围的研究是确定绝缘子清扫、维护周期的重要工作。通过理论分析计算和ANSYS热仿真及实验验证,对高寒、高污染煤场铁路绝缘子污秽物成分、泄露电流、热流场、水收集、水蒸发等的分析计算,分析高寒、高污染煤场铁路绝缘子表面水平衡和热平衡,解释绝缘子在此环境下表面无覆冰现象的原因;同时还确定在特定环境下,满足绝缘子不覆冰且不出现污闪和冰闪的在线监测绝缘子等值盐密度安全范围。     

微气象区500 kV输电线路抗冰能力校核分析

针对覆冰后输电线路及杆塔的受力情况问题,采用传统导线受力计算模型对连续两次发生覆冰跳闸的500kV线路进行抗冰能力校核,研究了覆冰跳闸前后导线荷载、线间距离、不平衡张力以及脱冰跳跃幅值的变化情况。通过覆冰荷载模拟实验,结果表明:OPGW光缆覆冰过载能力低于地线5mm,且受导电率影响较大;不均匀覆冰后地线的不平衡张力易整体超标,而导线仅在耐张塔两侧超标,且主要受力杆件为耐张塔横担主材;在档距大于550m时,脱冰跳跃的相间净空距离即可引起导线间隙放电。     

染污绝缘子在交流电压下的污闪条件分析

沿染污绝缘表面的交流电弧在每周内强度交变，甚至当电流过零时发生熄灭和重燃。决定交流污闪条件的最重要的因素是交流电弧的恢复条件，而不是以往人们所认为的重燃条件。本文对交流电弧的恢复条件作了理论分析和试验验证，并提出了计算染污绝缘子交流污闪条件的数学模型，理论计算结果和试验结果是相符的。     

带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时的交流闪络特性研究

针对带电水蒸气清洗绝缘子污秽进行了试验研究,绘制了3种不同绝缘子随盐密变化的平均闪络电压、闪络电压梯度曲线和不同清洗方式下的闪络电压曲面,并进行了带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时闪络电压的拟合计算和影响因素分析.结果表明:在相同盐密下,FXBW4-35型绝缘子时的闪络电压和闪络梯度最高,XP-70型绝缘子次之,FC-70型绝缘子最低;幂函数可拟合带电水蒸气清洗污秽绝缘子时的闪络电压,但非最优拟合函数;采用自下而上清洗方式闪络电压最高;绝缘子污秽盐密低于4×10~(-4)g/cm~2无过电压出现情况下,带电水蒸气清洗可保证系统安全.     

硅橡胶合成绝缘子染污放电机理的研究

传统的瓷和玻璃绝缘子表面呈亲水性,耐污闪性能较差;硅橡胶合成绝缘子表面呈憎水性,且其憎水性能够迁移至绝缘子表面污层,因而具有优良的耐污闪性能,尽管目前对瓷和玻璃绝缘子的污闪机理已作了较深入的研究,但对合成绝缘子污闪机理的研究尚比较缺乏。该文详细分析了合成绝缘子的染污放电过程,提出了闪络通道由多条短电弧与狭窄水带串联而成的合成绝缘子直流污闪模型。模型表明,众多短电弧的阴阳极压降及水带的高阻值是其具有高污闪电压的原因,同时模型清楚地反映了合成绝缘子临闪电流低、临闪电压高的特点。     

盐密变化对不同材质绝缘子闪络特性的影响

为了研究不同材质绝缘子随盐密变化的闪络特性,以XP-160、LXZP-210、FXBW-10/70绝缘子为研究对象在人工雾室中开展了污秽试验,分析了这三种材质绝缘子的闪络电压、闪络电压梯度随盐密变化的规律以及不同盐密下串长与闪络电压的关系;以此为基础,得到了不同盐密下绝缘子闪络电压与饱和盐密下绝缘子闪络电压之间的具体关系,并给出了利用不同盐密下监测得到的闪络电压估算饱和盐密情况下绝缘子闪络电压值的表达式。试验结果表明:复合绝缘子受污秽的影响程度小于玻璃、瓷绝缘子,且其闪络电压梯度较高;不同材质的绝缘子串长与闪络电压大致成线性关系;不同盐密下的闪络电压与饱和盐密下的闪络电压呈线性关系,不同材质绝缘子的估算系数大致相同。     

不同型式绝缘子长串的直流污闪特性比较

超、特高压直流输电的发展需要对长串直流绝缘子污闪特性研究.在人工气候室内对5种型式瓷和玻璃绝缘子进行直流人工污秽试验,分析了试品的50%闪络电压U50与串长、盐密的关系及闪络电压梯度和有效爬电系数.根据5～23片绝缘子串得到试验结果,50%污闪电压与串长呈线性关系.试验结果表明:不同型式绝缘子的污秽闪络性能不同,污秽程度影响特征指数a与型式、结构和材质有关,其值在0.3～0.36间.在同一污秽度下,相同结构的玻璃绝缘子污秽性能优于瓷绝缘子;玻璃绝缘子具有比瓷绝缘子更高的沿面闪络梯度和有效爬电系数.     

低气压条件下绝缘子污闪特性的研究

污秽绝缘子的闪络电压Ｕ和大气压力户之间的关系为Ｕ＝Ｕ。（Ｐ／ｐ０）ｎ，Ｕ０是该污秽绝缘子在标准大气压户。下的闪络电压。作者用固体污层人工污秽试验方法研究了不同形状绝缘子在不同污秽度下以及在不同大气压力下的污闪电压，并研究了在交流和直流电压分别作用下的污闪电压差别。试验结果表明，上述公式中的指数ｎ在交流电压下的数值大于直流电压。对于形状简单的绝缘子ｎ值不受污秽程度影响，对于形状复杂的绝缘子ｎ值受污秽程度的影响。ｎ值变化的原因在于绝缘子伞裙间的电弧桥络现象。     

复合支柱绝缘子在高海拔区直流污闪与污雨闪性能

为了系统研究复合支柱绝缘子在高海拔条件下的直流污闪和污雨闪性能,在海拔1.97 km的地区,对5种不同伞形参数的复合支柱绝缘子进行了人工污秽直流污闪和淋雨试验。试验结果表明:同等污秽条件下,污雨闪电压明显高于污闪电压。在一定范围内,伞形参数对电压的影响呈现出规律性:伞伸出增大,两种电压均增大;伞间距增大,污闪电压随之增大而污雨闪电压则先升后降;芯棒直径的增加会造成两种电压的降低。因此,高海拔地区直流变电站外绝缘设计可仅依据污闪特性进行配置,同时,合理地优化伞裙参数可提高污闪性能25%以上。     

基于多层次Fuzzy因素的绝缘子污闪发展趋势综合评判

提出了多级模糊综合评价的方法,用于解决绝缘子污闪发展趋势的问题.所用参量为在线监测装置监测的泄漏电流、环境温度和湿度等参量,通过一级、二级Fuzzy综合判断,得出绝缘子污闪发展短期的大致走向.     

合成绝缘子直流污闪极性效应的研究

传统的瓷和玻璃绝缘子的副极性污闪电压低于正极性电压,该现象被称作极性效应。硅橡胶合成绝缘子正被日益广泛地用于电力系统外绝缘领域,但迄今为止,对合成绝缘子直流污闪是否存在极性效应这一问题未作详细研究。该文分析了瓷绝缘子的直流污闪极性效应,认为绝缘子串上的众多金具是造成极性效应的主要原因;而合成绝缘子只有上、下两个金具,但形成的电弧数量较多,因此形成的均为无金属电极的非极性电弧,从而使合成绝缘子的直流污闪不具有极性效应。