低氣壓下復合絕緣子不同傘形結(jié)構(gòu)交流污閃特性及放電過程.pdf

1、自從復合絕緣子誕生以來,就因其重量輕、機械強度高、耐污閃性能好、運行維護方便等優(yōu)點在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著復合絕緣子長期掛網(wǎng)運行以及環(huán)境的逐步惡化,近年來國內(nèi)外關(guān)于復合絕緣子發(fā)生外絕緣污穢閃絡(luò)的事件日益增多。同時,我國即將建設(shè)的直流±800 kV、交流1000 kV的特高壓輸電線路有部分要經(jīng)過高海拔地區(qū),且將大量采用復合絕緣子。因此,開展高海拔、低氣壓條件不同傘形結(jié)構(gòu)的復合絕緣子交流污閃特性及污閃機理、模型的研究具有重要的學術(shù)意

2、義和工程應用價值。
　　 本文在大型多功能人工氣候室研究了低氣壓下不同傘形結(jié)構(gòu)復合絕緣子交流污閃特性,分析了傘形結(jié)構(gòu)對污閃特性的影響。同時,從理論上分析了污閃過程中電弧的發(fā)展路徑及實時受力,并將理論結(jié)果與試驗過程中采用高速攝像機記錄的放電過程進行了對比。在電弧發(fā)展路徑的基礎(chǔ)上,提出了基于電弧發(fā)展路徑的污閃放電模型。
　　 不同傘形結(jié)構(gòu)復合絕緣子污閃特性研究表明:污閃電壓的氣壓特征指數(shù)n隨著鹽/灰密的增大減小。在傘形結(jié)構(gòu)相

3、同時,氣壓特征指數(shù)n、爬電距離有效利用率k的氣壓特征指數(shù)m,電弧中間隙電弧的比例k1氣壓特征指數(shù)m1均隨著大傘邊緣到相鄰大傘的最短距離C、相鄰傘裙之間的平均距離h1、大傘間距與大傘伸出之比S/P增大而減?。浑S傘裙邊緣兩點之間爬電距離與直接空氣間隙距離之比中的最大值l/D、爬距與干弧距離之比L/h(或者稱為CF系數(shù))增大而增大。大小傘形的復合絕緣子在污穢、低氣壓下污閃梯度EL較高；在污穢地區(qū),當海拔高度不高于2500 m時(或氣壓不低于7

4、4.5 kPa時),CF系數(shù)為3.55的大小傘形復合絕緣子的污閃梯度EL最高,耐污性能最好；當海拔高于2500 m時,CF系數(shù)為3.27的大小傘形復合絕緣子的污閃梯度EL最高,耐污性能最好；傘形結(jié)構(gòu)不變時,較優(yōu)的CF系數(shù)大小有隨海拔高度升高、或氣壓降低減小的趨勢。
　　 污閃過程電弧路徑理論分析表明:電弧在發(fā)展過程中除了受到一個沿發(fā)展方向的靜電力,還存在一個垂直發(fā)展方向,指向絕緣子的靜電力；電弧發(fā)展過程中存在橋絡(luò)傘裙現(xiàn)象,電弧在

5、發(fā)展過程中是否會飄離絕緣子表面與臨界傘裙傾角θc及復合絕緣子傘裙傾角θ有關(guān)；基于臨界傘裙傾角θc計算得到的電弧路徑與高速攝像機記錄的電弧路徑基本吻合；電弧路徑存在一個極限最短狀態(tài),污穢越嚴重、氣壓越低,越容易達到這個極限狀態(tài)。
　　 污閃過程電弧實時受力分析表明:染污較輕時,起始階段驅(qū)動電弧的主要是沿發(fā)展方向的靜電力,熱浮力在這個階段起次要作用,這時電弧速率較??；染污較重時,由于橋絡(luò)現(xiàn)象嚴重,電弧起始階段驅(qū)動其向前發(fā)展的主要是熱

6、浮力,這時電弧速率也較??；電弧發(fā)展的后期階段,不管染污程度如何,驅(qū)動電弧向前發(fā)展、完成閃絡(luò)的主要作用力是熱浮力,這個階段電弧速率較大。不同污穢度下,電弧的驅(qū)動力有較大差異,可從電弧發(fā)展速率上得到驗證。
　　 基于多電弧串聯(lián)的有憎水性污閃模型的計算結(jié)果表明,污閃電壓與表征憎水性等級的常數(shù)β呈負冪指數(shù)關(guān)系,指數(shù)與鹽密影響特征指數(shù)相同,表明模型可以用來計算不同憎水性的復合絕緣子。有憎水性污閃模型的計算結(jié)果與有憎水性復合絕緣子試驗結(jié)果吻