低氣壓下復(fù)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(fù)合絕緣子誕生以來,就因其重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、耐污閃性能好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著復(fù)合絕緣子長(zhǎng)期掛網(wǎng)運(yùn)行以及環(huán)境的逐步惡化,近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于復(fù)合絕緣子發(fā)生外絕緣污穢閃絡(luò)的事件日益增多。同時(shí),我國(guó)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(fù)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(fù)合絕緣子交流污閃特性及污閃機(jī)理、模型的研究具有重要的學(xué)術(shù)意

2、義和工程應(yīng)用價(jià)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(fù)合絕緣子交流污閃特性,分析了傘形結(jié)構(gòu)對(duì)污閃特性的影響。同時(shí),從理論上分析了污閃過程中電弧的發(fā)展路徑及實(shí)時(shí)受力,并將理論結(jié)果與試驗(yàn)過程中采用高速攝像機(jī)記錄的放電過程進(jìn)行了對(duì)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(fù)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(shí),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增大而減小；隨傘裙邊緣兩點(diǎn)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(fù)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(dāng)海拔高度不高于2500 m時(shí)(或氣壓不低于7

4、4.5 kPa時(shí)),CF系數(shù)為3.55的大小傘形復(fù)合絕緣子的污閃梯度EL最高,耐污性能最好；當(dāng)海拔高于2500 m時(shí),CF系數(shù)為3.27的大小傘形復(fù)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(shí),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(shì)。
　　 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(gè)沿發(fā)展方向的靜電力,還存在一個(gè)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(huì)飄離絕緣子表面與臨界傘裙傾角θc及復(fù)合絕緣子傘裙傾角θ有關(guān)；基于臨界傘裙傾角θc計(jì)算得到的電弧路徑與高速攝像機(jī)記錄的電弧路徑基本吻合；電弧路徑存在一個(gè)極限最短狀態(tài),污穢越嚴(yán)重、氣壓越低,越容易達(dá)到這個(gè)極限狀態(tài)。
　　 污閃過程電弧實(shí)時(shí)受力分析表明:染污較輕時(shí),起始階段驅(qū)動(dòng)電弧的主要是沿發(fā)展方向的靜電力,熱浮力在這個(gè)階段起次要作用,這時(shí)電弧速率較??；染污較重時(shí),由于橋絡(luò)現(xiàn)象嚴(yán)重,電弧起始階段驅(qū)動(dòng)其向前發(fā)展的主要是熱

6、浮力,這時(shí)電弧速率也較?。浑娀“l(fā)展的后期階段,不管染污程度如何,驅(qū)動(dòng)電弧向前發(fā)展、完成閃絡(luò)的主要作用力是熱浮力,這個(gè)階段電弧速率較大。不同污穢度下,電弧的驅(qū)動(dòng)力有較大差異,可從電弧發(fā)展速率上得到驗(yàn)證。
　　 基于多電弧串聯(lián)的有憎水性污閃模型的計(jì)算結(jié)果表明,污閃電壓與表征憎水性等級(jí)的常數(shù)β呈負(fù)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(jì)算不同憎水性的復(fù)合絕緣子。有憎水性污閃模型的計(jì)算結(jié)果與有憎水性復(fù)合絕緣子試驗(yàn)結(jié)果吻