海拔2500m以下污穢覆冰絕緣子直流閃絡特性及機理研究.pdf

1、覆冰、低氣壓和污穢共存的復雜環(huán)境對電力系統(tǒng)的安全運行造成極大的威脅。到目前為止，對復雜環(huán)境中直流輸電線路外絕緣特性的認識還遠遠不能滿足電力工業(yè)發(fā)展的要求。隨著水電資源的大規(guī)模開發(fā)，西部高寒、高濕及高海拔對輸電線路外絕緣電氣特性的影響將更加突出。因此，對復雜環(huán)境中絕緣子閃絡特性的研究具有非常重要的工程應用價值和學術意義。為此，在國內(nèi)外現(xiàn)有工作的基礎上，通過大量的試驗研究，本文主要研究了復雜環(huán)境中絕緣子的直流閃絡特性及閃絡機理。其結(jié)果有助于

2、進一步了解低氣壓下覆冰絕緣子的閃絡現(xiàn)象，并可為輸電線路的設計和安全運行提供理論依據(jù)。本文的主要工作和結(jié)論如下： 在人工氣候室內(nèi)，根據(jù)不同覆冰絕緣子正、負極性下的閃絡試驗結(jié)果，得出負極性電弧金屬陰極的強電子發(fā)射能力造成了單片瓷、玻璃絕緣子及被冰凌橋接的合成絕緣子有較低負極性冰閃電壓；正極性電弧金屬陽極側(cè)產(chǎn)生高電阻區(qū)所處位置的差異使得瓷和玻璃絕緣子串具有明顯的極性效應；覆冰較少時，合成絕緣子表面出現(xiàn)數(shù)量較多的非極性電弧使合成絕緣子無

3、極性效應。 利用覆冰期內(nèi)平均閃絡電壓的試驗方法，對不同材質(zhì)和結(jié)構的絕緣子在覆冰、低氣壓和污穢共存環(huán)境中的直流閃絡特性進行了研究。試驗結(jié)果表明，直流平均閃絡電壓隨著海拔的升高、覆冰量的增加以及污穢度的增加而降低，且其特征指數(shù)與絕緣子結(jié)構、覆冰量、覆冰狀態(tài)、污穢度等有關。 通過對攝像機、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及高壓試驗裝置記錄覆冰絕緣子表面閃絡電弧的發(fā)展過程的試驗結(jié)果進行理論分析得出：弧根周圍空氣的熱電離導致了電弧的發(fā)展，靜電場力對電

4、弧的發(fā)展起到了加速作用，電擊穿僅發(fā)生在閃絡最終的跳躍階段；通過測量閃絡過程中的放電電壓、泄漏電流、閃絡時間、覆冰水電導率、電弧長度及電弧半徑等參數(shù)，得到了不同階段電弧(電弧起弧階段、電弧發(fā)展階段及完全閃絡)的發(fā)展速度、臨界電弧長度均隨覆冰水電導率的增加而減小。進一步分析覆冰絕緣子的閃絡過程可知：覆冰絕緣子存在二個不同的閃絡路徑，即沿冰層外部和內(nèi)部，這是由于電弧熱作用蒸發(fā)的Na原子進入弧柱的方式不同造成的。 基于上面的試驗結(jié)果和理