考虑污秽度及伞型结构影响的110kV支柱绝缘子交流闪络电压特性

支柱绝缘子覆冰后会使其电气绝缘性能显著下降,严重影响变电站的安全运行。为此,在人工气候室内开展了3种110kV支柱绝缘子在2种覆冰状态(L类、S类,圆柱形监测导体的冰厚分别为7mm、12mm)时交流覆冰闪络特性随染污盐密变化关系,及加装增爬型伞群后闪络电压的研究。结果表明:3种支柱绝缘子在S类覆冰状态时的最低冰闪电压间的差异很小,且防污型大伞径的支柱绝缘子的爬电距离不能充分利用;加装增爬型伞群后支柱绝缘子在相同覆冰状态和污秽的情况下50%闪络电压将明显提高。研究结果可为我国重覆冰地区采用增爬裙的支柱绝缘子提高变电站支柱绝缘配置和设计提供参考。

复合绝缘子伞型结构对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点以及安装环境导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。随着电压等级和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重。强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,降低绝缘子的运行寿命,对电力安全运行造成严重威胁。笔者通过对110 kV、220 kV的普通伞型与特殊伞型4种复合绝缘子的电场对比计算表明,绝缘子伞裙结构对其表面电场分布影响较小。

复合绝缘子表面水滴撞击特性的数值模拟与伞裙结构分析

现有复合绝缘子伞型结构易被冰凌桥接,且其冰闪特性并不优于瓷和玻璃绝缘子,为合理设计适用于覆冰地区的复合绝缘子伞型结构,该文根据流体力学的基本原理,建立了复合绝缘子外部三维流场数学模型和基于拉格朗日原理的水滴运动轨迹,分析了覆冰过程中复合绝缘子的水滴碰撞系数及其影响因素。结果表明:伞裙的水滴碰撞系数(E)随气流速度或水滴平均直径、下伞裙倾角和伞裙间距的增大而增大,随上伞裙倾角、伞裙直径及伞裙直径比的增大而减小,且伞径比的影响最明显,而伞裙间距的影响则可以忽略。根据计算结果并经试验验证,提出了优化应用于覆冰地区复合绝缘子伞裙结构的建议,即伞裙上倾角为15°、下倾角为0°,采用不等伞径的伞裙组合,相邻大伞之间可间插3个以上小伞,增大伞裙间的伞径比,相邻伞裙间距应大于30mm。

防覆冰电力机车车顶绝缘子伞裙的优化设计

每年的12月至次年2月是我国电力机车车顶绝缘子闪络事故的多发时间段,在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例。因此,研究电力机车车顶绝缘子的防覆冰技术和研制防覆冰车顶绝缘子具有重要的现实意义。为合理设计车顶绝缘子伞型结构,建立了车顶绝缘子外部三维两相粘性不可压湍流流场模型,通过数值模拟仿真的方法分析研究了电力机车车顶绝缘子的外部流场的空气动力特性和液体小颗粒与车顶绝缘子的撞击特性,并以空气中含有的液体小颗粒与绝缘子的碰撞率为依据,设计出了防覆冰车顶绝缘子的伞裙形状,并给出了伞裙的上倾角、下倾角、伞间距及伞裙组合的推荐值即伞裙上倾角8°、下倾角0°、伞间距>55mm以及一大一小的伞裙组合方式。

过冷水滴撞击复合绝缘子表面的数值模拟

为合理设计和选择适用于覆冰地区复合绝缘子伞型结构,建立了求解覆冰气象下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,得到覆冰过程中复合绝缘子外的水滴运动轨迹,分析了复合绝缘子的水滴碰撞系数等撞击特性和气体来流速度v、水滴平均有效直径MVD、绝缘子伞裙倾角和伞裙直径等对水滴撞击复合绝缘子特性的影响。结果表明:伞裙的水滴碰撞系数E随v或MVD的增大而增大,上倾角α=7～9°、下倾角β=0的伞裙和伞径为130～145mm的伞裙水滴E最小。根据计算结果,提出了应用于覆冰地区的复合绝缘子伞裙结构:大中小伞交错排列,大中伞间由两个小伞排列组成,α取5～9°,β取0,中伞伞径取130mm。

高寒区交流复合绝缘子积污特性

为了探索运行年限及伞型结构对高寒区复合绝缘子伞套表面积污状况的影响,文中采用等值盐密、灰密法对黑龙江地区24支复合绝缘子的积污特性展开测试,测试对象包括绝缘子大、小伞的上下表面和护套表面。结果表明,该地区绝缘子经过3年运行后,积污已经达到饱和状态。对比不同伞型结构绝缘子发现,一大两小结构的绝缘子积污最轻,一大一小结构次之,等径结构绝缘子积污最为严重。通过对每支绝缘子伞套表面不同部位盐密、灰密值进行分析发现,绝缘子伞面积污存在不均匀性,表现为:绝缘子伞裙上伞面的积污状况小于下表面;而在大伞小伞和护套之间,护套表面积污最重,小伞其次,大伞表面的积污最轻。

110 kV染污支柱绝缘子人工覆雪耐压试验研究

融雪期间染污覆雪支柱绝缘子的电气绝缘性能大大降低,可能威胁到变电站或换流站的安全运行。为此在人工气候室内对4种110 kV支柱绝缘子进行了预染污人工覆雪交流闪络试验研究,比较了不同伞型支柱绝缘子的覆雪情况,分析了覆雪前预染污程度对支柱绝缘子覆雪闪络电压的影响和染污支柱绝缘子的覆雪闪络路径,以及加装增爬裙对雪闪电压的影响。研究结果表明：支柱绝缘子的50%雪闪电压U50随覆雪前预染污污秽度的增加而降低,并呈负幂指数关系;污秽影响特征指数a受到伞型结构的影响;覆雪支柱绝缘子表面的局部电弧总是沿着绝缘子背风侧发展,并最终完成全面闪络;轻污秽条件下,加装增爬裙可将染污支柱绝缘子的覆雪闪络电压提高约60%;加装增爬裙支柱绝缘子的雪闪电压主要受爬电距离和污秽度的影响。

110 kV交流支柱绝缘子的人工覆雪闪络特性

覆雪条件下积污绝缘子的电气性能会明显下降,甚至造成闪络故障。为研究染污盐密、覆雪厚度及伞型结构对覆雪闪络电压的影响,设计了绝缘子人工覆雪试验方法,并对4种伞型结构的110kV交流支柱绝缘子进行人工污秽覆雪闪络试验,分析观察了绝缘子的覆雪闪络过程。试验结果表明:在融雪过程中,单位时间融雪水电导率不断降低;在闪络过程中,电弧放电及闪络路径多沿雪融化或脱落的地方;覆雪闪络电压与染污盐密呈负幂函数关系,随着染污盐密的增加,覆雪闪络电压降低并趋于饱和;比较了覆雪厚度为5、10和15mm的绝缘子闪络特性,厚度为10mm时,覆雪闪络电压更低;研究发现伞间距大且表面有棱的支柱绝缘子覆雪闪络电压梯度更高,防雪闪效果更好。

支柱复合绝缘子设计与制造技术现状分析

近些年随着中国特高压电网的大规模建设,支柱复合绝缘子对于电网安全、稳定且可靠的运行具有重要的意义。本文针对目前中国支柱复合绝缘子的制造工艺现状进行分析,主要包括芯体结构、芯体验证试验、端部法兰装配方式、伞型结构设计五个方面,并对支柱复合绝缘子技术发展方向提出建议。

美国亚太秩序观的新变化及其面临的挑战

随着所谓"亚太世纪"的出现,美国的全球利益和战略重点不断"东移",原有的以安全-贸易交易为主轴的"辐辏"结构面临着中国、印度崛起以及地区一体化迅速发展的挑战。为安抚亚太盟友,瓦解地区一体化形成排斥或削弱美国主导权的倾向,美国提出对亚洲的"再确认"战略,确立了基于共同战略、共同价值和共同利益的亚太三环外交体系,形成了以伞型结构为特征的新亚太秩序观。美国的新亚太秩序观既具有动态性、复合性、开放性,也面临着经济与安全、地区化与全球化、多边与双边等矛盾和挑战。