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不同型式绝缘子交流污闪特性及其有效爬电系数的研究

冉启鹏  
【摘要】: 人工污秽绝缘子的交流闪络电压、沿爬电距离的污闪电压梯度、有效爬电系数及放电发展过程中电弧发展的路径均与其材质和型式有关。国内外虽对交流污闪特性研究较多,但对不同型式绝缘子的有效爬电系数及电弧发展路径研究不多。本文在总结国内外现有研究成果的基础上,在重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室的人工雾室内对五种典型结构的瓷和玻璃绝缘子的交流污闪特性进行了试验研究,并对试验结果进行了分析。 本文的主要试验研究工作是:①不同型式染污绝缘子的交流闪络特性;②不同型式染污绝缘子沿爬电距离的闪络电压梯度;③不同型式绝缘子的有效爬电系数;④利用高速摄像机分析污秽绝缘子串的闪络过程。 通过试验研究及理论分析,本文得出的主要结论有:①人工污秽试验条件下,绝缘子串的平均闪络电压值Uf随着等值附盐密度(ρESDD)的增加而降低,但不同型式的绝缘子串,降低的趋势有差异,其闪络电压值也有较大差异。②绝缘子有效爬电系数K与ρESDD有关,随着ρESDD的增加,K也发生变化,其变化规律与绝缘子型式及材质有关:玻璃绝缘子的有效爬电系数高于瓷绝缘子,且玻璃绝缘子的K值随ρESDD的增加而增大;而对于瓷绝缘子,K随ρESDD的增加而降低。这是因为在放电发展过程中,局部电弧的发展路径主要取决于绝缘子的形状:LXY4-160型和LXHY3-160型绝缘子下表面的垂直棱有效抑制了局部电弧的发展,增加了其沿爬电距离的闪络电压梯度,导致其有效爬电系数增加;而对于XWP2-160型和XWP4-160型绝缘子,由于局部电弧在发展过程中桥接了伞间间隙和部分片间间隙,使得其有效爬距大大减小,有效爬电系数降低。③染污绝缘子串电弧的形成和发展要经过几个阶段:刷状放电、明亮电弧的形成、主电弧的形成、主电弧通道的延伸、局部电弧跃变(闪络)。不同型式的绝缘子串,在电弧发展的同一阶段所需的时间和电弧发展的速率不同;在不同的阶段上,同一绝缘子串电弧发展的时间和速率也不相同,从出现局部电弧到电弧发生跃变前,约为几米/s~十几米/s,而电弧在发生跃变时的速率可达几十米/s。


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