覆冰絕緣子沿面電場特性和放電模型研究.pdf

1、我國地形地貌復雜，覆冰面廣，輸電線路絕緣子冰閃事故時有發(fā)生。隨著“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”電力發(fā)展戰(zhàn)略的實施和特高壓交直流輸電線路的開工建設，超特高壓輸電線路走廊必然要通過冰雪、高海拔、污穢等復雜的大氣環(huán)境地區(qū)。國內(nèi)外的運行統(tǒng)計和研究表明，由覆冰引起輸電線路絕緣子串的絕緣子特性下降是導致電網(wǎng)事故的重要原因之一。由于影響絕緣子覆冰的因素很多，其放電過程比污穢放電更為復雜，因此，國內(nèi)外對絕緣子覆冰放電機理的研究滯后于放電特性的試驗研究

2、，目前尚處于探討階段。 本論文在深入分析國內(nèi)外關于覆冰絕緣研究的基礎上，闡述了覆冰絕緣子沿面電場分布的數(shù)值計算原理，建立了絕緣子在不同覆冰狀態(tài)下的交直流沿面電場分布有限元計算模型，并利用漸近邊界條件和虛擬材料參數(shù)法對有限元電場數(shù)值計算中的開域問題和懸浮導體問題進行處理。在此基礎上，對空氣間隙、冰特性、傘裙結構影響覆冰絕緣子沿面電場特性機理進行了系統(tǒng)的研究，比較了覆冰合成絕緣子和覆冰瓷絕緣子串的沿面電場特性，并提出了基于覆冰沿面電

3、場特性的合成絕緣子傘裙結構優(yōu)化思想。 基于覆冰絕緣子的電場數(shù)值計算模型，本論文首次提出了覆冰絕緣子的交直流場路結合動態(tài)閃絡模型，該模型將覆冰絕緣子的閃絡過程分為高壓端或低壓端空氣間隙擊穿前電弧的起始、空氣間隙擊穿后電弧的發(fā)展和最終閃絡判定三個階段，對空氣間隙擊穿前和擊穿后的覆冰絕緣子分別建立了交直流沿面電場計算模型，結合覆冰絕緣子電弧的交直流E-I特性對絕緣子閃絡過程中泄漏電流的變化和最終閃絡電壓進行動態(tài)計算，通過人工覆冰試驗研