具有强垂直电场分量结构的外绝缘污闪特性及机理研究
发布时间：2021-08-19 17:13
高压套管外绝缘特性较一般绝缘子更为复杂,为研究垂直电场分量对套管结构设备外绝缘污闪特性影响机制,搭建了模拟试验平台。由印度尼西亚电网发生的一起变电站变压器套管污闪事故起,首先详细分析了事故发生的过程和原因,总结了其特有的污闪规律;其次,基于事故中实际套管试制了简化模型,该模型具有强垂直电场分量特性,并验证了简化模型的关键参数;接着基于实验室试制的有无强垂直电场分量模型的污闪特性分别开展了人工污秽试验,研究了不同等值盐密和爬电距离条件下2种模型试品的闪络电压的特性差异;测量和分析了具有强垂直电场分量试品污闪过程中电压电流的变化规律及其差异,最后,提出了符合强垂直电场结构特性的污闪–滑闪转化模型,这一模型与实际工程中和实验室试品试验中获得的结果均较相符。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验平台示意图Fig.1Schematicstructureofexperimentalsetup
朱明曦，王黎明：具有强垂直电场分量结构的外绝缘污闪特性及机理研究3617导杆、中部绝缘层和外部法兰设计。为与实际套管对应，将试品单位距离电容值C0作为试验试品设计的重要参数。根据调研500kV套管的长度一般为6764mm，800kV套管长度一般为13511mm，计算可以得到实际套管的单位长度下电容值为0.57~0.86pF/cm。因此在设计简化套管模型的时候主要参考这一数值。为了进行具有强垂直分量结构的沿面闪络试验，本节参考10kV套管的关键参数设计了一种简化模型，如图2所示。模型的结构主要有3层：最外层是铝制法兰，尺寸为外径230mm，厚20mm；中间层为尼龙制绝缘层，外径为120mm，绝缘层长度有2种，分别为320和520mm；最内层是铜制的空心导杆。为了对比有无强垂直分量试品沿面放电特性的差别，试制了1个实心支柱绝缘子试品：其特点在于中间没有导杆，只有两端有直径为60mm的铜电极，其结构图如图2(b)所示，Dco为导杆直径，Lin为绝缘长度，Lco为电极长度，Tfl为法兰厚度，Din为绝缘层直径。各不同尺寸的试品具体参数均在表2中列出。按照绝缘长度的设计，以及实际套管的电容参数为0.57~0.86pF/cm。对比了套管试品参数与实际套管参数。由于试品C无导杆电极，因此不考虑电容值，见表3。由表3可以看出，试品A与试品B单位长度电容值均在实际套管电容参数范围内，计算结果表明，本文设计的具有强垂直分量试品在关键参数上和实际套管相符，因此具有实际的代表性。2污闪放电特性和盐密关系在研究绝缘子污闪问题时，等值盐密ρESDD(equivalentsaltdepositdensity，ESDD)是用?
3618高电压技术2020,46(10)强垂直分量2种试品，虽然外形结构有差异，但形状系数差别不大，污闪的电弧特性完全相同。同时表4中的R2是拟合的相关系数，表示拟合结果的相关性，A和C的实验结果的拟合相关系数均不低于0.9，说明拟合结果良好。3污闪放电特性和爬电距离关系对于绝缘子，泄漏距离是除了等值盐密之外影响闪络电压的另一个重要因素，通过设计形状复杂的绝缘子来增大爬电距离l，是提高闪络电压的重要手段之一。为了研究具有强垂直分量结构闪络电压与距离的关系，选取了试品A和B2个试品进行对比。二者的爬电距离不同，分别为19和30cm，其余参数均相同。试验结果如图4所示，试验结果表明：1）在表面盐密较低(<0.05mg/cm2)时，爬电距离对污闪电压的影响很大，例如，盐密为0.02mg/cm2时，试品B的闪络电压比试品A的闪络电压高24.5%。2）但是当盐密升高，到达0.1mg/cm2后，爬电距离对闪络电压几乎不起所用，例如试品A和试品B在盐密值为0.1~0.2mg/cm2区间，其闪络电压差别<10%，考虑到污闪电压的随机性后，可以认为二者几乎没有差别。根据国家电网公司企业标准Q/GDW152—2006《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》[16]中对污区等级的划分，在Ⅰ级污秽条件下，套管的沿面污闪电压随爬电距离的增大而增大，在工程运行范围内，当污区等级为Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ级条件下，具有强垂直分量结构试品的沿面污闪电压的大小与爬电距离没有直接关系。4污闪放电电压电流特性图5表示了试品A在0.15mg/cm2等值盐密条件下临近发生污闪的电压、电流测量结果，泄漏电流随着表面状态的变化而变化。以闪?
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境条件对线路绝缘子覆冰形态和密度的影响规律[J]. 孙磊,贾志东,李亚伟,张星海,周朋. 高电压技术. 2018(08)
[2]SF6气体绝缘直流穿墙套管污秽闪络特性[J]. 谢雄杰,刘琴,许佐明,徐涛,胡伟,邓宏伟. 高电压技术. 2018(06)
[3]人工积污试验系统及绝缘子积污特性[J]. 万小东,南敬,徐涛,刘琴. 高电压技术. 2018(06)
[4]可溶物对绝缘子有效污秽度的影响[J]. 蒋兴良,刘又超,刘要峰,张欢,李永福,张志劲. 高电压技术. 2018(05)
[5]用有效盐密作为表征污秽度的新方法[J]. 姜新建,董弘川,王黎明,梅红伟,曹彬,孟晓波. 高电压技术. 2017(12)
[6]局部表面电导率法测量绝缘子憎水性表面的污秽分布[J]. 关志成,郭晨鋆,王耿耿,梅红伟,王黎明,项阳. 高电压技术. 2014(04)
[7]高海拔地区±800kV特高压直流输电系统绝缘子带电自然积污特性[J]. 律方成,秦春旭,郭文义,刘云鹏. 高电压技术. 2013(03)
[8]不同伞形结构复合绝缘子的交流污闪有效爬电距离[J]. 舒立春,袁前飞,张志劲,蒋兴良,胡琴,胡建林,孙才新. 电网技术. 2011(03)
[9]湖南电网2008年冰雪灾害调研分析[J]. 张文亮,于永清,宿志一,范建斌,李鹏,袁大陆,武守远,宋杲,邓占锋,赵东来,左松林,傅志扬,屈强. 电网技术. 2008(08)
[10]冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题[J]. 李成榕,吕玉珍,崔翔,杜小泽,程养春,王璋奇,艾欣,肖湘宁. 电网技术. 2008(04)
本文编号：3351810
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验平台示意图Fig.1Schematicstructureofexperimentalsetup
朱明曦，王黎明：具有强垂直电场分量结构的外绝缘污闪特性及机理研究3617导杆、中部绝缘层和外部法兰设计。为与实际套管对应，将试品单位距离电容值C0作为试验试品设计的重要参数。根据调研500kV套管的长度一般为6764mm，800kV套管长度一般为13511mm，计算可以得到实际套管的单位长度下电容值为0.57~0.86pF/cm。因此在设计简化套管模型的时候主要参考这一数值。为了进行具有强垂直分量结构的沿面闪络试验，本节参考10kV套管的关键参数设计了一种简化模型，如图2所示。模型的结构主要有3层：最外层是铝制法兰，尺寸为外径230mm，厚20mm；中间层为尼龙制绝缘层，外径为120mm，绝缘层长度有2种，分别为320和520mm；最内层是铜制的空心导杆。为了对比有无强垂直分量试品沿面放电特性的差别，试制了1个实心支柱绝缘子试品：其特点在于中间没有导杆，只有两端有直径为60mm的铜电极，其结构图如图2(b)所示，Dco为导杆直径，Lin为绝缘长度，Lco为电极长度，Tfl为法兰厚度，Din为绝缘层直径。各不同尺寸的试品具体参数均在表2中列出。按照绝缘长度的设计，以及实际套管的电容参数为0.57~0.86pF/cm。对比了套管试品参数与实际套管参数。由于试品C无导杆电极，因此不考虑电容值，见表3。由表3可以看出，试品A与试品B单位长度电容值均在实际套管电容参数范围内，计算结果表明，本文设计的具有强垂直分量试品在关键参数上和实际套管相符，因此具有实际的代表性。2污闪放电特性和盐密关系在研究绝缘子污闪问题时，等值盐密ρESDD(equivalentsaltdepositdensity，ESDD)是用?
3618高电压技术2020,46(10)强垂直分量2种试品，虽然外形结构有差异，但形状系数差别不大，污闪的电弧特性完全相同。同时表4中的R2是拟合的相关系数，表示拟合结果的相关性，A和C的实验结果的拟合相关系数均不低于0.9，说明拟合结果良好。3污闪放电特性和爬电距离关系对于绝缘子，泄漏距离是除了等值盐密之外影响闪络电压的另一个重要因素，通过设计形状复杂的绝缘子来增大爬电距离l，是提高闪络电压的重要手段之一。为了研究具有强垂直分量结构闪络电压与距离的关系，选取了试品A和B2个试品进行对比。二者的爬电距离不同，分别为19和30cm，其余参数均相同。试验结果如图4所示，试验结果表明：1）在表面盐密较低(<0.05mg/cm2)时，爬电距离对污闪电压的影响很大，例如，盐密为0.02mg/cm2时，试品B的闪络电压比试品A的闪络电压高24.5%。2）但是当盐密升高，到达0.1mg/cm2后，爬电距离对闪络电压几乎不起所用，例如试品A和试品B在盐密值为0.1~0.2mg/cm2区间，其闪络电压差别<10%，考虑到污闪电压的随机性后，可以认为二者几乎没有差别。根据国家电网公司企业标准Q/GDW152—2006《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》[16]中对污区等级的划分，在Ⅰ级污秽条件下，套管的沿面污闪电压随爬电距离的增大而增大，在工程运行范围内，当污区等级为Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ级条件下，具有强垂直分量结构试品的沿面污闪电压的大小与爬电距离没有直接关系。4污闪放电电压电流特性图5表示了试品A在0.15mg/cm2等值盐密条件下临近发生污闪的电压、电流测量结果，泄漏电流随着表面状态的变化而变化。以闪?
【参考文献】：
期刊论文
[1]环境条件对线路绝缘子覆冰形态和密度的影响规律[J]. 孙磊,贾志东,李亚伟,张星海,周朋. 高电压技术. 2018(08)
[2]SF6气体绝缘直流穿墙套管污秽闪络特性[J]. 谢雄杰,刘琴,许佐明,徐涛,胡伟,邓宏伟. 高电压技术. 2018(06)
[3]人工积污试验系统及绝缘子积污特性[J]. 万小东,南敬,徐涛,刘琴. 高电压技术. 2018(06)
[4]可溶物对绝缘子有效污秽度的影响[J]. 蒋兴良,刘又超,刘要峰,张欢,李永福,张志劲. 高电压技术. 2018(05)
[5]用有效盐密作为表征污秽度的新方法[J]. 姜新建,董弘川,王黎明,梅红伟,曹彬,孟晓波. 高电压技术. 2017(12)
[6]局部表面电导率法测量绝缘子憎水性表面的污秽分布[J]. 关志成,郭晨鋆,王耿耿,梅红伟,王黎明,项阳. 高电压技术. 2014(04)
[7]高海拔地区±800kV特高压直流输电系统绝缘子带电自然积污特性[J]. 律方成,秦春旭,郭文义,刘云鹏. 高电压技术. 2013(03)
[8]不同伞形结构复合绝缘子的交流污闪有效爬电距离[J]. 舒立春,袁前飞,张志劲,蒋兴良,胡琴,胡建林,孙才新. 电网技术. 2011(03)
[9]湖南电网2008年冰雪灾害调研分析[J]. 张文亮,于永清,宿志一,范建斌,李鹏,袁大陆,武守远,宋杲,邓占锋,赵东来,左松林,傅志扬,屈强. 电网技术. 2008(08)
[10]冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题[J]. 李成榕,吕玉珍,崔翔,杜小泽,程养春,王璋奇,艾欣,肖湘宁. 电网技术. 2008(04)
本文编号：3351810
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