高壓套管外絕緣特性較一般絕緣子更為復(fù)雜,為研究垂直電場分量對(duì)套管結(jié)構(gòu)設(shè)備外絕緣污閃特性影響機(jī)制,搭建了模擬試驗(yàn)平臺(tái)。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(xì)分析了事故發(fā)生的過程和原因,總結(jié)了其特有的污閃規(guī)律;其次,基于事故中實(shí)際套管試制了簡化模型,該模型具有強(qiáng)垂直電場分量特性,并驗(yàn)證了簡化模型的關(guān)鍵參數(shù);接著基于實(shí)驗(yàn)室試制的有無強(qiáng)垂直電場分量模型的污閃特性分別開展了人工污穢試驗(yàn),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(luò)電壓的特性差異;測(cè)量和分析了具有強(qiáng)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(qiáng)垂直電場結(jié)構(gòu)特性的污閃–滑閃轉(zhuǎn)化模型,這一模型與實(shí)際工程中和實(shí)驗(yàn)室試品試驗(yàn)中獲得的結(jié)果均較相符。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020,46(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)平臺(tái)示意圖Fig.1Schematicstructureofexperimentalsetup

朱明曦，王黎明：具有強(qiáng)垂直電場分量結(jié)構(gòu)的外絕緣污閃特性及機(jī)理研究3617導(dǎo)桿、中部絕緣層和外部法蘭設(shè)計(jì)。為與實(shí)際套管對(duì)應(yīng)，將試品單位距離電容值C0作為試驗(yàn)試品設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。根據(jù)調(diào)研500kV套管的長度一般為6764mm，800kV套管長度一般為13511mm，計(jì)算可以得到實(shí)際套管的單位長度下電容值為0.57~0.86pF/cm。因此在設(shè)計(jì)簡化套管模型的時(shí)候主要參考這一數(shù)值。為了進(jìn)行具有強(qiáng)垂直分量結(jié)構(gòu)的沿面閃絡(luò)試驗(yàn)，本節(jié)參考10kV套管的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)了一種簡化模型，如圖2所示。模型的結(jié)構(gòu)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(nèi)層是銅制的空心導(dǎo)桿。為了對(duì)比有無強(qiáng)垂直分量試品沿面放電特性的差別，試制了1個(gè)實(shí)心支柱絕緣子試品：其特點(diǎn)在于中間沒有導(dǎo)桿，只有兩端有直徑為60mm的銅電極，其結(jié)構(gòu)圖如圖2(b)所示，Dco為導(dǎo)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(shè)計(jì)，以及實(shí)際套管的電容參數(shù)為0.57~0.86pF/cm。對(duì)比了套管試品參數(shù)與實(shí)際套管參數(shù)。由于試品C無導(dǎo)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(shí)際套管電容參數(shù)范圍內(nèi)，計(jì)算結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的具有強(qiáng)垂直分量試品在關(guān)鍵參數(shù)上和實(shí)際套管相符，因此具有實(shí)際的代表性。2污閃放電特性和鹽密關(guān)系在研究絕緣子污閃問題時(shí)，等值鹽密ρESDD(equivalentsaltdepositdensity，ESDD)是用?

3618高電壓技術(shù)2020,46(10)強(qiáng)垂直分量2種試品，雖然外形結(jié)構(gòu)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(shí)表4中的R2是擬合的相關(guān)系數(shù)，表示擬合結(jié)果的相關(guān)性，A和C的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合相關(guān)系數(shù)均不低于0.9，說明擬合結(jié)果良好。3污閃放電特性和爬電距離關(guān)系對(duì)于絕緣子，泄漏距離是除了等值鹽密之外影響閃絡(luò)電壓的另一個(gè)重要因素，通過設(shè)計(jì)形狀復(fù)雜的絕緣子來增大爬電距離l，是提高閃絡(luò)電壓的重要手段之一。為了研究具有強(qiáng)垂直分量結(jié)構(gòu)閃絡(luò)電壓與距離的關(guān)系，選取了試品A和B2個(gè)試品進(jìn)行對(duì)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(yàn)結(jié)果如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果表明：1）在表面鹽密較低(<0.05mg/cm2)時(shí)，爬電距離對(duì)污閃電壓的影響很大，例如，鹽密為0.02mg/cm2時(shí)，試品B的閃絡(luò)電壓比試品A的閃絡(luò)電壓高24.5%。2）但是當(dāng)鹽密升高，到達(dá)0.1mg/cm2后，爬電距離對(duì)閃絡(luò)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(luò)電壓差別<10%，考慮到污閃電壓的隨機(jī)性后，可以認(rèn)為二者幾乎沒有差別。根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW152—2006《電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》[16]中對(duì)污區(qū)等級(jí)的劃分，在Ⅰ級(jí)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(yùn)行范圍內(nèi)，當(dāng)污區(qū)等級(jí)為Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ級(jí)條件下，具有強(qiáng)垂直分量結(jié)構(gòu)試品的沿面污閃電壓的大小與爬電距離沒有直接關(guān)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(cè)量結(jié)果，泄漏電流隨著表面狀態(tài)的變化而變化。以閃?

【參考文獻(xiàn)】：
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