高壓套管外絕緣特性較一般絕緣子更為復雜,為研究垂直電場分量對套管結構設備外絕緣污閃特性影響機制,搭建了模擬試驗平臺。由印度尼西亞電網(wǎng)發(fā)生的一起變電站變壓器套管污閃事故起,首先詳細分析了事故發(fā)生的過程和原因,總結了其特有的污閃規(guī)律;其次,基于事故中實際套管試制了簡化模型,該模型具有強垂直電場分量特性,并驗證了簡化模型的關鍵參數(shù);接著基于實驗室試制的有無強垂直電場分量模型的污閃特性分別開展了人工污穢試驗,研究了不同等值鹽密和爬電距離條件下2種模型試品的閃絡電壓的特性差異;測量和分析了具有強垂直電場分量試品污閃過程中電壓電流的變化規(guī)律及其差異,最后,提出了符合強垂直電場結構特性的污閃–滑閃轉化模型,這一模型與實際工程中和實驗室試品試驗中獲得的結果均較相符。 

【文章來源】：高電壓技術. 2020,46(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

試驗平臺示意圖Fig.1Schematicstructureofexperimentalsetup

朱明曦，王黎明：具有強垂直電場分量結構的外絕緣污閃特性及機理研究3617導桿、中部絕緣層和外部法蘭設計。為與實際套管對應，將試品單位距離電容值C0作為試驗試品設計的重要參數(shù)。根據(jù)調研500kV套管的長度一般為6764mm，800kV套管長度一般為13511mm，計算可以得到實際套管的單位長度下電容值為0.57~0.86pF/cm。因此在設計簡化套管模型的時候主要參考這一數(shù)值。為了進行具有強垂直分量結構的沿面閃絡試驗，本節(jié)參考10kV套管的關鍵參數(shù)設計了一種簡化模型，如圖2所示。模型的結構主要有3層：最外層是鋁制法蘭，尺寸為外徑230mm，厚20mm；中間層為尼龍制絕緣層，外徑為120mm，絕緣層長度有2種，分別為320和520mm；最內層是銅制的空心導桿。為了對比有無強垂直分量試品沿面放電特性的差別，試制了1個實心支柱絕緣子試品：其特點在于中間沒有導桿，只有兩端有直徑為60mm的銅電極，其結構圖如圖2(b)所示，Dco為導桿直徑，Lin為絕緣長度，Lco為電極長度，Tfl為法蘭厚度，Din為絕緣層直徑。各不同尺寸的試品具體參數(shù)均在表2中列出。按照絕緣長度的設計，以及實際套管的電容參數(shù)為0.57~0.86pF/cm。對比了套管試品參數(shù)與實際套管參數(shù)。由于試品C無導桿電極，因此不考慮電容值，見表3。由表3可以看出，試品A與試品B單位長度電容值均在實際套管電容參數(shù)范圍內，計算結果表明，本文設計的具有強垂直分量試品在關鍵參數(shù)上和實際套管相符，因此具有實際的代表性。2污閃放電特性和鹽密關系在研究絕緣子污閃問題時，等值鹽密ρESDD(equivalentsaltdepositdensity，ESDD)是用?

3618高電壓技術2020,46(10)強垂直分量2種試品，雖然外形結構有差異，但形狀系數(shù)差別不大，污閃的電弧特性完全相同。同時表4中的R2是擬合的相關系數(shù)，表示擬合結果的相關性，A和C的實驗結果的擬合相關系數(shù)均不低于0.9，說明擬合結果良好。3污閃放電特性和爬電距離關系對于絕緣子，泄漏距離是除了等值鹽密之外影響閃絡電壓的另一個重要因素，通過設計形狀復雜的絕緣子來增大爬電距離l，是提高閃絡電壓的重要手段之一。為了研究具有強垂直分量結構閃絡電壓與距離的關系，選取了試品A和B2個試品進行對比。二者的爬電距離不同，分別為19和30cm，其余參數(shù)均相同。試驗結果如圖4所示，試驗結果表明：1）在表面鹽密較低(<0.05mg/cm2)時，爬電距離對污閃電壓的影響很大，例如，鹽密為0.02mg/cm2時，試品B的閃絡電壓比試品A的閃絡電壓高24.5%。2）但是當鹽密升高，到達0.1mg/cm2后，爬電距離對閃絡電壓幾乎不起所用，例如試品A和試品B在鹽密值為0.1~0.2mg/cm2區(qū)間，其閃絡電壓差別<10%，考慮到污閃電壓的隨機性后，可以認為二者幾乎沒有差別。根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW152—2006《電力系統(tǒng)污區(qū)分級與外絕緣選擇標準》[16]中對污區(qū)等級的劃分，在Ⅰ級污穢條件下，套管的沿面污閃電壓隨爬電距離的增大而增大，在工程運行范圍內，當污區(qū)等級為Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ級條件下，具有強垂直分量結構試品的沿面污閃電壓的大小與爬電距離沒有直接關系。4污閃放電電壓電流特性圖5表示了試品A在0.15mg/cm2等值鹽密條件下臨近發(fā)生污閃的電壓、電流測量結果，泄漏電流隨著表面狀態(tài)的變化而變化。以閃?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]環(huán)境條件對線路絕緣子覆冰形態(tài)和密度的影響規(guī)律[J]. 孫磊,賈志東,李亞偉,張星海,周朋.  高電壓技術. 2018(08)
[2]SF6氣體絕緣直流穿墻套管污穢閃絡特性[J]. 謝雄杰,劉琴,許佐明,徐濤,胡偉,鄧宏偉.  高電壓技術. 2018(06)
[3]人工積污試驗系統(tǒng)及絕緣子積污特性[J]. 萬小東,南敬,徐濤,劉琴.  高電壓技術. 2018(06)
[4]可溶物對絕緣子有效污穢度的影響[J]. 蔣興良,劉又超,劉要峰,張歡,李永福,張志勁.  高電壓技術. 2018(05)
[5]用有效鹽密作為表征污穢度的新方法[J]. 姜新建,董弘川,王黎明,梅紅偉,曹彬,孟曉波.  高電壓技術. 2017(12)
[6]局部表面電導率法測量絕緣子憎水性表面的污穢分布[J]. 關志成,郭晨鋆,王耿耿,梅紅偉,王黎明,項陽.  高電壓技術. 2014(04)
[7]高海拔地區(qū)±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)絕緣子帶電自然積污特性[J]. 律方成,秦春旭,郭文義,劉云鵬.  高電壓技術. 2013(03)
[8]不同傘形結構復合絕緣子的交流污閃有效爬電距離[J]. 舒立春,袁前飛,張志勁,蔣興良,胡琴,胡建林,孫才新.  電網(wǎng)技術. 2011(03)
[9]湖南電網(wǎng)2008年冰雪災害調研分析[J]. 張文亮,于永清,宿志一,范建斌,李鵬,袁大陸,武守遠,宋杲,鄧占鋒,趙東來,左松林,傅志揚,屈強.  電網(wǎng)技術. 2008(08)
[10]冰雪災害條件下我國電網(wǎng)安全運行面臨的問題[J]. 李成榕,呂玉珍,崔翔,杜小澤,程養(yǎng)春,王璋奇,艾欣,肖湘寧.  電網(wǎng)技術. 2008(04)



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