一种提高输电线路空气间隙绝缘强度方法的研究

作者:霍锋;李晓彬;张虎;徐涛;叶奇明;马业明;熊紫腾 刊名:电工电能新技术 上传者:樊丽妃

【摘要】为有效提高输电线路空气间隙绝缘强度,降低线路风偏闪络故障率,本文首先采用典型棒-板电极,开展了绝缘屏障条件下的间隙击穿试验,提出了加装绝缘屏障提高间隙击穿电压的基本方法,然后基于该方法,结合杆塔间隙试验数据,提出了特高压交流输电线路杆塔空气间隙的绝缘屏障参数。研究表明,在零电位电极处安装绝缘屏障,能够阻碍放电通道的形成,并增加间隙放电通道长度,可提高间隙的击穿电压;特高压杆塔应用绝缘屏障,可以提高杆塔间隙绝缘强度,减小塔头设计,是一种具有实用价值的输电线路优化设计和运维技术。

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第 34卷 第 12期 2015年 12月 电 工 电 能 新 技 术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vo1.34.No.12 Dee.2015 一 种提高输电线路空气 间隙绝缘强度方法的研究 霍 锋 ,李晓彬 ,张 虎 ,徐 涛 ,叶奇 明 ,马 业明 ,熊紫腾 (1.中国电力科学研究院,湖北 武汉 430074;2.武汉大学电气工程 学院,湖北 武汉 430072) 摘要 :为有效提 高输电线路 空气间隙绝缘 强度,降低线路风偏 闪络故 障率,本 文首先采用典型棒一 板 电极 ,开展 了绝缘屏 障条件 下 的间 隙击 穿试验 ,提 出了加 装 绝缘屏 障提 高间 隙击 穿电压 的基 本 方 法 ,然后 基 于该 方法 ,结合 杆塔 间隙试验 数据 ,提 出 了特 高压 交流输 电线路 杆 塔 空 气间 隙 的绝 缘屏 障参数。研究表明,在零电位电极处安装绝缘屏障,能够 阻碍放 电通道的形成 ,并增加 间隙放 电通 道长度 ,可提 高间隙的击穿电压;特 高压杆塔应用绝缘屏障,可以提 高杆塔 间隙绝缘 强度,减小塔头 设计,是一种具有 实用价值的输 电线路优化设计和运维技术。 关 键词 :输 电线路 ;空 气间 隙;绝缘 强度 ;绝缘 屏 障 ;风偏 闪络 中图分类号 :TM854 文献标识码 :A 文章编号 :1003.3076(20l5)12—0065—06 1 引言 2 试验装置和方 法 随着我国电力需求 的快速上升 ,电网规模迅速 扩大 ,为缓解线路走廊紧张的问题 4。,对优化 高压 输电线路外绝缘设计、减小杆塔体积 、压缩走廊宽度 提出了更高的要求 。 自 2004年 以来 ,国家 电 网公 司 系统 管 辖 的 220kV及以上电压等级输 电线路风偏故 障呈多发趋 势,主要分布在 江苏 、山东、山西、湖北、河北、河南、 安徽等省 份 。绝大 多数 风偏闪络是在 工作 电压 下发生的,重合闸成功率低 ,易导致线路停运 ,给 国 民经济造成 了重大损失 。如能针对输 电线路杆 塔间隙采用有效 的措施 ,提高间隙绝缘强度 ,可为防 止输电线路风偏 闪络事故发生提供思路 ,具有重要 的理论 和实 际 工程 意义 。 本 文 开展 了工 频 电压 下 棒.板 短 间 隙 的 放 电试 验 ,针对电极的表面结构分析间隙放电机理 ,总结影 响空气 电离的规律 ,采用在 电极表面附着绝缘材料 的方法,以提高间隙击穿 电压 ,并根据获得的试验数 据进行合理推算 ,可为高压线路 间隙提高绝缘强度 提供重要的方法参考。 2.1 试 验设 备和试 品 试验 在 间隙距 离 可 调 的放 电试 验 平 台上 进 行 , 平台加装 电极位置距地面高度 1.1m,如 图 1所示 ; 工频 试验 变压 器 参数 为 30kVA/100kV,电容 分 压 器 分压 比5000:1,试验电源设备如图 2所示。 n 一 图 1 空气间隙放 电试验平 台 Fig.1 Test platform of air gaps discharge 图 2 试验电源设备 Fig.2 Test power supply equipm ent 棒 电极 端部 为半 球 形 ,直 径 30mm;板 电极 采 用 不锈 钢 板 ,尺 寸分 别 为 40cm ×40cm ×0.2cm 和 30cm ×30cm ×0.2cm,表 面 平 整 ,边 缘 倒 角 ,如 图 3 所 示 。 根据气体放 电理论 ,高电压下

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