地表紫外輻射對外絕緣放電特性的影響研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來越多的輸電線路需要穿越紫外輻射強(qiáng)烈的高海拔地區(qū)。因此，揭示地表太陽紫外輻射對電力系統(tǒng)外絕緣放電特性的影響對于強(qiáng)紫外輻射地區(qū)輸電線路外絕緣設(shè)計(jì)和運(yùn)行安全有著重要的意義。有學(xué)者提出，這種強(qiáng)烈的紫外輻射可能會(huì)對輸電線路的電氣外絕緣放電特性產(chǎn)生影響，但尚未見到這方面的系統(tǒng)研究。本文在實(shí)驗(yàn)室研究了地表紫外輻射對“棒－板”空氣間隙和不同材質(zhì)絕緣子放電特性的影響，以期為強(qiáng)紫外輻射地區(qū)輸電線路外絕緣設(shè)計(jì)提供

2、試驗(yàn)基礎(chǔ)和理論支撐。
　　本文采用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法對這一問題進(jìn)行研究。首先，統(tǒng)計(jì)研究了國內(nèi)外地表太陽紫外輻射狀況，得到地表紫外輻射的強(qiáng)度及波段參數(shù)，提出試驗(yàn)室人工紫外模擬方法和紫外影響下外絕緣放電特性的試驗(yàn)方法。在試驗(yàn)研究階段，研究了紫外輻射對“棒－板”空氣間隙正/負(fù)極性操作沖擊放電電壓和伏秒特性的影響。為了探究紫外輻射對放電起始階段的影響，研究紫外輻射對“棒－板”空氣間隙工頻和正/負(fù)極性直流放電電壓和電暈放電的影響

3、。之后，研究了紫外輻射對絕緣子工頻、正/負(fù)極性直流和操作沖擊放電電壓和伏秒特性的影響。最后，從機(jī)理上對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。
　　本文的主要工作及取得的創(chuàng)新性成果如下：
　?、俳y(tǒng)計(jì)研究各地紫外輻射強(qiáng)度和波段范圍，得到地表紫外輻射隨海拔增長的變化規(guī)律。選擇合適的紫外光源，用以模擬地表紫外輻射。借鑒已有的外絕緣試驗(yàn)方法，提出紫外輻射對外絕緣放電影響的試驗(yàn)方法。
　?、谕ㄟ^大量試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室研究了紫外輻射對銅、鐵、鋁三種不

4、同材質(zhì)的“棒－板”空氣間隙操作沖擊放電電壓和伏秒特性的影響。結(jié)果表明，在紫外照射下，銅、鐵、鋁“棒－板”空氣間隙操作沖擊放電電壓變化幅度小于5％；對比有、無紫外照射的兩種情況下，銅、鐵、鋁“棒－板”空氣間隙操作沖擊伏秒特性點(diǎn)沒有發(fā)生明顯的位移。
　　③研究了不同氣壓下紫外輻射對銅、鐵、鋁三種不同材質(zhì)的“棒－板”空氣間隙工頻和正/負(fù)極性直流放電電壓的影響。結(jié)果表明，在紫外照射下，銅、鐵、鋁“棒－板”空氣間隙工頻和正/負(fù)極性直流放電電

5、壓表現(xiàn)出無明顯規(guī)律的波動(dòng)，變化幅度均小于8%。為了更進(jìn)一步探究紫外輻射對“棒－板”空氣間隙放電起始階段的影響，也研究了常壓下紫外輻射對銅、鐵、鋁“棒－板”空氣間隙電暈放電的影響。結(jié)果表明，在紫外照射下，銅、鐵、鋁“棒－板”空氣間隙的起暈電壓呈無規(guī)律的變化，最大變化幅度僅為1.4%；電暈放電的放電量、放電脈沖數(shù)和放電間隔時(shí)間也沒有呈現(xiàn)出明顯的變化。
　?、茉诓煌瑲鈮合拢芯苛俗贤廨椛鋵Υ?、玻璃和復(fù)合絕緣子的工頻、直流放電電壓的影響。

6、在常壓下，研究了紫外輻射對瓷、玻璃和復(fù)合絕緣子的操作沖擊放電特性的影響。結(jié)果表明，在紫外照射下，瓷、玻璃和復(fù)合絕緣子的工頻、直流和操作沖擊閃絡(luò)電壓變化幅度小于5%；絕緣子操作沖擊放電伏秒特性沒有出現(xiàn)規(guī)律性的不同。
　　⑤通過理論研究，從紫外輻射對空氣、金屬的電離作用和對放電過程的影響三個(gè)方面對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，地表紫外輻射對空氣和暴露在空氣中的銅、鐵、鋁和鋅沒有電離作用，無法從放電過程產(chǎn)生的粒子中電離出電子。放電過程中，