合成绝缘子电场的陡变与不明闪络原因的研究

论文摘要

因为合成绝缘子具有重量轻、耐污性能好、运行中免清扫的优良性能,所以在电力系统中已经得到了广泛应用。但是由于合成绝缘子的特殊性而引发的不明闪络事故又始终困扰着电力系统的技术工作者们,没有做到真正解释,没有有效对策杜绝不明闪络。针对这个现状,本文采用理论和实际相结合的方法对合成绝缘子的不明闪络形成的诱发因素即合成绝缘子两端电场的发生陡变和主要原因即潮湿空气电离进行了深入研究。采用DL-1型合成绝缘子带电检测仪对220kv、110kv运行线路上合成绝缘子沿面轴向电场进行了实际测量。对测量得到的数据分析发现:线路上运行的合成绝缘子两端电场存在陡变现象,电场陡变曲线呈现“浴盆”形状特点。采用表面电荷法对无均压环的合成绝缘子的电场陡变进行了计算,计算表明,合成绝缘子的电场在没有高压端导线和对地电容等因素的影响下,两端电场陡变依然严重,但是没有实测严重。在考虑合成绝缘子的形状参数和介质材料条件下的计算表明,合成绝缘子两端电场陡变与其外形结构和绝缘介质关系密切。从改变合成绝缘子的外形结构和绝缘材料入手,降低合成绝缘子两端电场陡变的陡度,削弱合成绝缘子两端电晕放电,使合成绝缘子两端电离子团减小,从而增强合成绝缘子中间部分间隙击穿强度。现场测量表明,合成绝缘子的运行环境对合成绝缘子两端电场陡变有很大影响。通过在合成绝缘子两端加装均压环,降低合成绝缘子两端电场陡变的陡度,将垂直吊串方式该为“V”型吊串方式,可以削弱合成绝缘子两端电晕放电,并可以避免电离子团垂直向上漂浮的造成连接电弧。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 合成绝缘子的沿革
• 1.2 国内外合成绝缘子的研发使用情况
• 1.3 合成绝缘子闪络故障
• 1.3.1 雷击闪络
• 1.3.2 鸟害闪络
• 1.3.3 污秽闪络
• 1.3.4 不明闪络
• 1.4 研究合成绝缘子不明闪络的意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 合成绝缘子电场陡变机理的研究
• 2.1 一次典型不明闪络的研究
• 2.2 合成绝缘子电场陡变的测量
• 2.3 运行合成绝缘子电场陡变测量设备
• 2.4 运行合成绝缘子电场陡变的测量
• 2.4.1 重复性试验
• 2.4.2 准确性试验
• 2.4.3 灵敏度试验
• 2.4.4 抗强场及抗电晕试验
• 2.4.5 使用温湿度范围检验
• 2.4.6 运行合成绝缘子电场的实际测量
• 3 合成绝缘子电场陡变的计算
• 3.1 合成绝缘子电场陡变的计算方法
• 3.1.1 模拟电荷法
• 3.1.2 表面电荷法
• 3.1.3 差分法
• 3.1.4 有限元法
• 3.2 表面电荷法计算原理
• 3.2.1 电极表面分割
• 3.2.2 介质分界面的计算
• 3.2.3 奇异点的处理
• 3.2.4 计算过程
• 4 合成绝缘子电场陡变的实际计算
• 4.1 表面电荷法计算流程
• 4.2 合成绝缘子电场突变理论计算结果
• 5 “浴盆型”电场陡变对合成绝缘子绝缘的影响
• 5.1 空气离子的产生及其物理性质
• 5.2 电晕放电产生导电离子的机理
• 5.3 电场陡变产生的电离子团对合成绝缘子有效绝缘距离的影响
• 5.3.1 潮湿空气中合成绝缘子端部电离的模型
• 5.3.2 潮气空气中合成绝缘子导电通道形成过程
• 5.4 改善“浴盆”形状电场陡变,减少合成绝缘子闪络的建议
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献