特高压输电线路带电作业组合间隙的放电机理

带电作业已成为输配电线路检测、检修和改造的重要手段,作业人员进入等电位过程中组合间隙的放电特性一直是确定作业人员安全的关键依据。为确保带电作业的安全可靠,探讨了带电作业组合间隙的放电机理;在大量实验分析的基础上,结合输电线路真型塔组合间隙放电实验数据,通过电磁场仿真计算,分析了作业人员进入等电位过程中的电场和电位分布特性,以及作业组合间隙放电的特征;提出了适用于特高压输电线路带电作业组合间隙放电的Rizk修改模型。仿真和实验结果表明,组合间隙最低放电点的位置主要由作业人员对表面电场畸变和放电发展过程的影响决定。

带电作业组合间隙放电特性仿真分析方法

为实现对输电线路带电作业安全距离的仿真研究,以长间隙流注–先导的起始和发展机制为基础,结合带电作业组合间隙放电试验观测现象,建立了带电作业组合间隙放电发展物理模型。考虑作业人员和先导–流注放电产生的空间电荷的共同作用,采用模拟电荷法（CSM）建立了组合间隙中空间电场分布的计算模型,通过耦合流注–先导的发展和转化过程,实现了对组合间隙的击穿电压、先导–流注放电发展的空间位置和空间电荷等特征量的准确计算,通过与试验数据对比验证了该方法的有效性。对组合间隙放电特性的仿真研究表明,作业人员位置改变引起的空间电荷量和先导起始的变化对组合间隙放电发展具有双向作用,引起的最低放电位置在人员距导线0.4~0.45 m区域内,与试验数据具有较好的一致性。

航空电磁超材料沿面及组合间隙直流电压放电特性

电磁超材料具有优异电磁性能,符合未来航空飞行器天线罩的需求。针对谐振环型航空电磁超材料,研究电磁超材料平板沿面及组合间隙的直流放电情况。实验结果表明:谐振环型电磁超材料沿面放电形貌是沿超材料周期方向或与周期方向呈45°方向直线型放电;在偏离度φ为0°、15°、30°和45°时,谐振环型电磁超材料单位距离沿面闪络场强分别为1.46、1.57、1.74和1.76 kV/cm,偏离角φ为30°和45°时沿面单位距离的闪络场强较偏离角φ为0°和15°时更大;进一步研究了超材料的组合间隙直流放电情况,当间隙距离较小时(D=5cm),放电附着点落于针电极下方较大范围区域内,当间隙距离较大时(D=15 cm),电压达到击穿电压之前微结构单元之间会产生自放电现象,放电附着点落于针电极正下方很小范围区域内;加蒙皮能显著提高击穿电压;电磁超材料加装分流条会存在接闪失效的问题,缩短分流条间距会明显降低其组合间隙击穿电压,提高分流条的接闪效率。

750kV输电线路带电作业组合间隙的研究

文章通过试验得出了750kV输电线路直线塔边相、酒杯塔中相、耐张串的带电作业组合间隙的操作冲击放电特性,在此基础上进行带电作业危险率的计算分析,研究确定了750kV带电作业组合间隙。

1000kV交流输电线路带电作业组合间隙研究

1000kV特高压交流输电工程已开工建设,为保证其投运后线路带电作业能安全进行,需进行1000kV交流输电线路带电作业组合间隙研究。文章结合晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程的实际,计算分析了线路带电作业时的过电压水平;通过试验得出了1000kV交流输电线路直线塔边相、中相、耐张串带电作业组合间隙的操作冲击放电特性。并在此基础上进行了带电作业危险率的计算分析,研究确定了1000kV交流输电线路带电作业最小组合间隙。

航空电磁超材料沿面及组合间隙操作冲击电压放电特性

针对目前电磁超材料天线罩的雷电防护研究较少问题,设计定制十字交叉型电磁超材料,针对不同接地方式,并结合高速摄像机,开展电磁超材料不同极性沿面及组合间隙操作冲击放电试验。试验表明十字交叉型电磁超材料冲击击穿电压有明显的极性效应,负极性冲击击穿电压是正极性的1.60~1.85倍,并且正极性击穿发生在波前,而负极性击穿发生在波尾。进一步研究了电磁超材料沿面及组合间隙冲击沿面放电特性,结果表明:就放电路径特征而言,正负极性无明显差别,放电路径单次放电拐点一般不超过两处,放电击穿路径只有一条明亮的主通道;就放电强度而言,负极性放电强度明显大于正极性;在流注发展过程中电磁超材料平板表面形成的自放电通路对最终沿面放电路径起决定性作用。

550kV直流带电作业组合间隙的试验研究

通过比例为１：１的模拟直线塔，对５００ｋＶ直流带电作业组合间隙作了各种条件下的试验。结果表明，带电作业组合间隙的安全度是可靠的。

1 000 kV交流输电线路带电作业组合间隙研究

结合晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程的实际,通过计算分析研究了线路带电作业时的过电压水平:而后通过试验得出了1 000 kV交流输电线路直线塔边相、中相、耐张串的带电作业组合间隙的操作冲击放电特性;在此基础上进行带电作业危险率的计算分析,研究确定了1 000 kV交流输电线路带电作业最小组合间隙。

组合间隙对纤维/陶瓷复合板抗弹性能的影响

为了研究纤维 /陶瓷复合材料板与装甲钢背板的组合间隙对其抗弹性能的影响 ,进行了纤维 /陶瓷复合材料板抗穿甲弹性能试验 ,发现组合间隙对复合材料板抗穿甲弹侵彻能力存在一个快速转变区 ,同时分析了成因机制 .研究认为 ,组合间隙对纤维 /陶瓷复合材料板抗弹性能的负面影响是明显的 。

500kV线路耐张串组合间隙放电电压问题的分析与探讨

介绍了500kV单回线路以及500kV同塔双回线路耐张串组合间隙放电电压的试验结果。对2个试验结果不同之处进行了分析。并指出作业人员在500kV同塔双回线路耐张串的任何位置更换零值绝缘子是安全的,作业人员沿耐张串进入等电位,接触带电体也是安全的。

考虑组合间隙与体表场强的特高压直流线路进入等电位路径安全评估研究

为对特高压直流线路进入等电位路径进行安全评估,提出了一种综合考虑组合间隙与人员体表场强的评估方法。首先,依据±800 kV工程实际,将常见的进入等电位运动范围进行连续分块,用Comsol软件仿真分析了运动范围内组合间隙与体表场强的动态分布,表明作业人员沿60°路径进入等电位的平均组合间隙最大,而沿0°路径进入等电位的平均体表最大场强最低。其次,综合考虑组合间隙对放电的影响以及强电场对作业人员的影响,提出危险系数以表征路径安全性。最后,在不同海拔高度下对进入等电位的可能运动范围进行了安全评估。结果表明:各海拔高度下以45°路径进入等电位时危险系数均最低,建议带电作业时以45°路径进入等电位,所研究内容可为实际进入等电位的路径选择提供参考。

±500kV同塔双回输电线路带电作业最小组合间隙探究

为确保作业人员进入作业位置的通道的安全可靠性,对采用吊篮法进行±500 k V同塔双回直流输电线路带电作业时的进入方式和组合间隙进行探究。通过开展带电作业组合间隙试验,得到不同海拔高度和各种工况下的最小组合间隙。试验结果表明:采用吊篮法从导线内侧塔身处进入等电位的方式满足带电作业安全性要求;采用吊篮法进行带电作业,不同海拔高度和工况下的最小组合间隙不同,且随着海拔高度递增,相同工况下最小组合间隙值也相应递增。

基于视频的带电作业中组合间隙的智能检测

在带电作业实训项目中,作业人员进出电场需要保持正确的姿态,以保证自身的组合间隙小于最小组合间隙,避免引起安全事故,传统的带电作业培训中主要依靠现场教练的主观经验判断作业人员的实时组合间隙,判断的标准具有较强的主观性,从而导致一定的安全隐患。文中针对现有问题,创新性的提出了一种基于视频的智能检测算法,运用了自适应混合高斯背景建模、团块检测、前景融合等模式识别算法。该算法以500 k V输电线塔架为实验对象,实验表明该算法能够准确检测出作业人员的实时组合间隙,并在发生违规操作时,可及时准确的给予警示,有助于规范作业人员的操作,可有效提高带电作业的安全系数。

耐张绝缘子串作业对良好绝缘子片数和组合间隙的考虑

沿220k V或500k V紧凑塔型耐张绝缘子串进入电场或在其上作业,对良好绝缘子片数和组合间隙长度不能同时满足要求。认为只要满足良好绝缘子片数就行了,组合间隙长度的要求作为参考。500k V(除紧凑塔型外)及以上电压等级线路不存在这个问题,两者都能满足要求。

耐张绝缘子串作业对危险率和组合间隙的探讨

沿220 kV或500 kV紧凑塔型耐张绝缘子串进入电场或在其上作业,对带电作业危险率和组合间隙长度的双重要求不能同时满足。通过实践认为只要满足带电作业危险率就行,组合间隙长度的要求作为参考。另外,500 kV(除紧凑塔型外)及以上电压等级线路不存在这个问题,两者都能满足要求。

110 kV变电站带电作业安全距离和组合间隙试验研究

通过1:1模拟变电站带电作业典型间隙的操作冲击放电试验,得到变电站管型母线相间间隙的最小安全距离和组合间隙的放电特性,确定了在110 kV管型母线带电作业时组合间隙的最低放电点在距离管型母线0.2 m的位置,分析确定了110 kV变电站相地和相间带电作业过电压水平、110 kV变电站带电作业相地和相间最小安全距离和最小组合间隙。

典型工况下棒-悬浮棒-棒组合间隙操作冲击放电特性

在电力工程中,存在一类特殊空气间隙,其内部含有电位未知悬浮导体,间隙整体放电特征与单空气间隙有明显不同。笔者旨在研究含悬浮棒组合空气间隙放电特征,设计棒-悬浮棒-棒间隙操作冲击放电试验平台,改变悬浮棒长度与空间位置,观测不同工况下组合间隙放电电压与放电过程。试验发现,随棒长增加,组合间隙击穿电压呈现单调递减趋势,悬浮棒存在“临界长度”,当棒长小于“临界长度”时,组合间隙击穿电压大于无悬浮棒时的单一间隙击穿电压;含悬浮棒组合间隙放电过程与单空气间隙不同,在放电过程中存在悬浮棒迎面流注起始与单间隙多次预击穿的特殊现象。本文研究结果能够为含组合间隙的外绝缘设计提供参考,具有实际工程意义。

棒-板-棒组合间隙雷电冲击特性试验研究

在电力系统中,常存在一些由悬浮物体和空气间隙构成的组合间隙,其放电行为相较常见空气间隙更为复杂,放电特性规律难以总结。针对此,设计了一种含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,开展了棒-板-棒组合间隙在雷电冲击电压下放电特性的试验研究,并分析了电压极性、金属板尺寸和金属板位置对组合间隙的放电特性的影响。研究表明,金属板放置于间隙正中时,能够提升间隙的雷电冲击击穿电压。不过当金属板在棒电极附近时,击穿电压可能会低于棒-棒间隙,且不同电压极性下的情况存在差异。此外,金属屏障会增大间隙的放电时间分散性,并改变放电路径。

组合空气间隙交流击穿电压计算方法研究

典型空气间隙的击穿电压特性是外绝缘设计的重要依据,为研究电位悬浮体对空气间隙击穿电压的影响,文中以简化的组合间隙放电模型为研究对象,实验研究了悬浮导体长度和高压电极形状对组合空气间隙击穿电压的影响特性和变化曲线。基于实验数据和观测到的放电现象,文中在考虑子间隙的击穿顺序和流注通道压降的基础上,建立了组合间隙击穿电压的计算模型。利用该模型对含有电位悬浮导体的组合间隙击穿电压进行了计算,结果表明,文中提出的计算模型得到的击穿电压计算值和实验数据相比,相对误差小于5%,说明该方法对于计算含有电位悬浮导体的组合空气间隙击穿电压具有一定的适用性。

含有电位悬浮导体的组合空气间隙放电特性实验研究

为研究交流电压下含有电位悬浮导体的组合空气间隙放电特性,文中以棒—板组合空气间隙模型为研究对象,实验研究了悬浮导体的空间位置对组合间隙放电过程的影响。研究表明,悬浮导体位于高压电极或接地电极附近,短间隙在较低电压下首先被电弧短接,随着电压继续增加,整个间隙完成击穿;悬浮导体位于间隙中部,电压达到临界值时,多个间隙几乎同时击穿。电场仿真表明,悬浮导体引起的空间电场畸变是影响组合间隙放电过程的主要原因。在此基础上,通过实验进一步研究了悬浮导体长度、位置,高压电极和接地电极形状对击穿电压的影响。研究结果对深入理解含有电位悬浮导体的空气间隙放电机理以及击穿特性具有一定的参考价值。