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新型瓦型导线带电覆冰及其对交流电晕起始电压影响研究

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新型瓦型导线带电覆冰及其对交流电晕起始电压影响研究

作者：张满重庆大学

学位级别：硕士

新型瓦型导线(以下简称瓦型导线)因其重量轻、强度高、耐腐蚀、导电率高、载流量大等优越的性能越来越在输电线路的设计及运用中受高度重视并发挥作用，而给输电线路带来各种危害的电晕放电是线路设计和运行中需要重点考虑的问题。目前... 详细信息

新型瓦型导线(以下简称瓦型导线)因其重量轻、强度高、耐腐蚀、导电率高、载流量大等优越的性能越来越在输电线路的设计及运用中受高度重视并发挥作用，而给输电线路带来各种危害的电晕放电是线路设计和运行中需要重点考虑的问题。目前国内外针对导线覆冰后的起晕特性的研究甚少且并不深入，关于瓦型导线的覆冰起晕特性的研究几乎没有。而覆冰会引起瓦型导线表面粗糙度的改变，严重畸变导线表面电场从而影响导线起晕时的外施电压值（以下均称为导线起晕电压）。为探求覆冰状态下新型瓦型导线的起晕电压特性，弥补国内外这一研究的空白，本论文在低温低气压人工气候试验室内完成了对JRLX/T-150/28、JRLX/T-240/28、JRLX/T-310/40、JRLX/T-517/71四种瓦型碳纤维复合芯导线的带电雨凇、雾凇及混合淞覆冰后的交流电晕试验，采用紫外成像仪技术及曲线拟合法对光子数和起晕电压曲线进行测量分析并与传统导线进行对比。同时还分别研究了三种覆冰状态不同覆冰水电导率对起晕电压的影响规律，并根据不同覆冰形态及气体放电理论建立导线电晕起始放电有限元模型进行导线表面最大场强计算分析，将计算结果和试验规律进行比较，验证试验结果的正确性。试验结果表明：三种不同形式的覆冰均会导致瓦型导线起晕电压降低，雨凇的影响更为突出，雾凇和混合淞在覆冰初期的影响作用相差不大，15min覆冰时间下，雨凇覆冰起晕电压下降至导线未覆冰时的33%左右，雾凇覆冰下降约至50%，混合淞覆冰下降约至40%;直径越大瓦型导线起晕电压越高且瓦型导线起晕电压值比同直径传统导线高。相同覆冰时间，随着覆冰电场的升高，瓦型导线雨凇和混合凇覆冰后的起晕电压呈现减小后增大的趋势，雾凇覆冰后的起晕电压呈先增大后减小再增大的波动趋势。雨凇条件及混合淞条件下瓦型导线起晕电压随覆冰程度的增加持续下降，但速度逐渐减缓并趋于饱和，而雾凇条件下导线起晕电压存在极小值，越过极小值后，起晕电压缓慢上升并趋于饱和。不同覆冰水电导率对三种类型的瓦型导线覆冰形态基本无影响，但雨凇覆冰条件下瓦型导线起晕电压随覆冰水电导率增加而下降，雾凇及混合淞覆冰条件下，起晕电压几乎不变;仿真计算表明：覆冰会使带电导线表面场强出现严重畸变且最大电场强度剧增，促使低电压下发生电晕。仿真所得的瓦型导线带电覆冰表面场强变化趋势与试验结果相吻合。

关键词：瓦型导线带电覆冰起始电晕特性紫外成像仪电导率

交流工作电压下染污方式对220kV复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响

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中国电机工程学报 2015年第18期35卷 4817-4824页

作者：胡琴殷攀程吴彬舒立春蒋兴良梁健杨秀余杨爽输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 重庆市电力公司重庆市渝中区400015

为研究交流工作电压下染污方式对复合绝缘子覆冰及电气特性的影响规律,该文在人工气候室内分别对两种染污方式下的220 k V复合绝缘子进行了人工雨凇带电和不带电覆冰试验研究,分析了电场、染污方式和染污程度对220 k V复合绝缘子覆冰和... 详细信息

为研究交流工作电压下染污方式对复合绝缘子覆冰及电气特性的影响规律,该文在人工气候室内分别对两种染污方式下的220 k V复合绝缘子进行了人工雨凇带电和不带电覆冰试验研究,分析了电场、染污方式和染污程度对220 k V复合绝缘子覆冰和闪络特性的影响规律。结果表明:带电条件下染污方式和染污程度对绝缘子覆冰外观、覆冰重量、冰层电导率和水膜电导率均有明显的影响,覆冰闪络时电弧路径、颜色和直径也存在一定的差异,导致带电覆冰时覆冰水电导率法(icing-water-conductivity method,IWCM)下的闪络电压高于不带电时,而固体涂层法(solid-layer method,SLM)下则刚好相反;两种染污方式间的等价性关系与覆冰期是否带电有明显的关系,在相同的盐密(salt deposit density,SDD)下,带电覆冰时其等效的覆冰水电导率(γ20)高于不带电时。

关键词：染污方式复合绝缘子带电覆冰覆冰重量闪络电压等价性

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导线表面电场强度对导线覆冰的影响

高电压技术 2018年第3期44卷 1023-1033页

作者：尹芳辉蒋兴良 Masoud Farzaneh 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室加拿大希库蒂米G7H281

为研究导线表面电场强度对导线覆冰的影响,在魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室（INGIVRE）的人工气候室内通过电晕笼进行导线带电覆冰试验。试验结果表明导线表面电场强度对导线覆冰质量、形状、冰凌间距、电晕损失以及泄... 详细信息

为研究导线表面电场强度对导线覆冰的影响,在魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室（INGIVRE）的人工气候室内通过电晕笼进行导线带电覆冰试验。试验结果表明导线表面电场强度对导线覆冰质量、形状、冰凌间距、电晕损失以及泄漏电导和导线电容等产生影响。电场强度的增加使雾凇表面产生水膜、雨凇冰凌长度减少。当导线表面电场强度≤20 kV/cm时,导线表面覆冰质量随电场强度的增加而增加。电场强度进一步增加时,导线表面覆冰质量减少。当被导线捕获的水滴在重力作用下流到导线下表面后立即被冻结时,冰凌间距和场强无关。当降雨量较大时,冰凌间距随着场强的增加而减少。导线在雾凇和雨凇覆冰时,电晕损失和由电晕产生的电导随场强的增加而增加。雨凇覆冰时,由于冰凌长度的影响,导线表面电场强度为5 kV/cm时导线的单位长度电容反而比电场强度为25 kV/cm时大。

关键词：带电覆冰冰凌间距电晕笼电晕损失泄漏电导导线电容

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绞线带电雾凇覆冰后的电晕起始特性

高电压技术 2014年第6期40卷 1738-1747页

作者：陈吉蒋兴良舒立春张志劲王尧玄郭裕钧重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

为深入研究不同雾凇冰树枝形态对覆冰导线表面电场分布及其电晕起始特性的影响规律,在多功能人工气候实验室中,使用4种导线进行了不同电场下雾凇带电覆冰后的起晕电压试验。结合紫外成像仪和曲线拟合法对覆冰导线的起晕电压进行研究,根... 详细信息

为深入研究不同雾凇冰树枝形态对覆冰导线表面电场分布及其电晕起始特性的影响规律,在多功能人工气候实验室中,使用4种导线进行了不同电场下雾凇带电覆冰后的起晕电压试验。结合紫外成像仪和曲线拟合法对覆冰导线的起晕电压进行研究,根据雾凇形态建立了冰树枝尖端的电场分布模型,利用Ansoft有限元软件进行了仿真计算。研究结果表明:雾凇覆冰后,导线起晕电压会明显下降;冰树枝形态的不同会导致起晕电压出现波动趋势;相同覆冰时间内,覆冰对粗导线的影响较小;覆冰厚度的增加会增大导线等效直径从而升高起晕电压,但升高速度逐渐减慢;冰水电导率对雾凇形态及起晕电压没有影响;雾凇冰树枝会增大导线粗糙度从而使导线电场分布发生畸变。研究结论可为研究覆冰导线的起晕特性提供理论参考。

关键词：绞线带电覆冰雾凇起晕电压电导率紫外成像

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绞线带电雨凇覆冰后的起晕电压下降趋势研究

中国电机工程学报 2014年第12期34卷 1972-1981页

作者：陈吉蒋兴良舒立春张志劲郭裕钧高标输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

雨凇会在导线表面生产出较长且尖锐的冰柱,从而影响导线的电晕起始特性;国内外研究机构已针对输电线路覆冰以及覆冰对导线电气特性的影响等问题做了大量且深入的研究,但大多忽略了运行导线发生带电覆冰的事实,且未针对带电覆冰后的起晕... 详细信息

雨凇会在导线表面生产出较长且尖锐的冰柱,从而影响导线的电晕起始特性;国内外研究机构已针对输电线路覆冰以及覆冰对导线电气特性的影响等问题做了大量且深入的研究,但大多忽略了运行导线发生带电覆冰的事实,且未针对带电覆冰后的起晕电压下降等问题进行深入研究;为研究不同电场带电覆冰形态对起晕电压的影响规律,在人工气候室针对四种绞线进行带电雨凇覆冰后的工频电晕试验,利用紫外光子数和拟合法测量了不同覆冰形态所对应的起晕电压值,并建立有限元电场分布模型以验证试验的正确性。结果表明:覆冰后的导线表面起晕电压会严重下降;不同场强覆冰后的起晕电压也不同;覆冰时间的增加会使起晕电压持续下降,但速度变慢且饱和;直径越粗的导线覆冰后的起晕电压越高;电导率不会改变雨凇覆冰形态,但较高的盐浓度会降低起晕电压值;雨凇冰棱越尖细则对电场的畸变作用越大,相应的起晕电压值也会越低。所得结论可为冰区的架空线路电晕放电特性研究提供一定的参考。

关键词：绞线带电覆冰雨凇起晕电压电导率紫外成像

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交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

电网技术 2015年第3期39卷 867-872页

作者：陈吉蒋兴良郭钢舒立春邓雪茹西南大学工程技术学院重庆市北碚区400715 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场... 详细信息

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。

关键词：交直流电场雨凇覆冰特性带电覆冰覆冰机理

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交流电场强度对导线雾凇覆冰特性的影响

中国电机工程学报 2012年第19期32卷 140-147,197页

作者：舒立春李特蒋兴良胡琴罗保松杨占刚输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰... 详细信息

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰过程中导线的电晕放电量。为了解释电场对覆冰的影响机制,对交流电晕下水珠的荷电和所受库仑力进行了计算。试验结果表明:试验条件下,覆冰量和覆冰密度随交流场强增加均有先增大后减小的趋势。计算结果表明;电场将对水滴施加电吸力,导致在电晕出现之前或电晕较弱时覆冰量、覆冰密度增加;电晕较强时,空间电荷浓度增加,水滴荷电后所受库仑力起排斥作用,这可能是强电场下导线覆冰量和覆冰密度降低的原因。

关键词：带电覆冰覆冰特性电吸力电晕放电水滴荷电

交流电场对220kV复合绝缘子覆冰及其闪络特性的影响

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高电压技术 2013年第6期39卷 1541-1548页

作者：袁伟舒立春蒋兴良胡琴汪诗经重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

为补充完善高电压等级复合绝缘子带电覆冰的研究,以复合绝缘子FXBW-220/100为试品,在大型人工气候实验室对其进行了带电与不带电人工覆冰试验。利用试验结果分析了电场对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响,并针对试验现象给出了合理的解... 详细信息

为补充完善高电压等级复合绝缘子带电覆冰的研究,以复合绝缘子FXBW-220/100为试品,在大型人工气候实验室对其进行了带电与不带电人工覆冰试验。利用试验结果分析了电场对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响,并针对试验现象给出了合理的解释。结果表明:电场对覆冰绝缘子覆冰的影响主要为电场的极化作用和几种常规放电等带来的热效应;电场的强度、场线的均匀性对复合绝缘子覆冰也有重要影响。带电情况下绝缘子覆冰的其它结论包括:带均压环的绝缘子的高压端不易发生桥接;复合绝缘子大部分伞面覆冰冰层结构密实、光滑、透明;带电情况下雨凇冰棱密度小于不带电情况下雨凇冰棱密度,且随着外加电压的提高而减小;均压环冰棱密度随着外加电压的提高而增加;绝缘子覆冰质量随着外加电压的提高呈先上升后降低的趋势;绝缘子50%闪络电压随着外加电压的提高呈先降低后升高的趋势。

关键词：绝缘子电场均压环带电覆冰冰棱密度闪络电压

带电雨凇覆冰铝管起晕电压下降趋势研究(英文)

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中国电机工程学报 2014年第33期34卷 5974-5982页

作者：陈吉蒋兴良舒立春胡建林胡琴郭裕钧西南大学工程技术学院重庆市北碚区400715 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

雨凇覆冰后的铝管表面会生长尖锐的冰柱从而影响导线电晕起始特性;目前国内外针对导线覆冰做了大量研究,但往往忽略运行导线带电覆冰的事实,且尚未深入研究带电覆冰后的导线起晕电压跌落规律。因此,在低温低气压试验室进行了铝管带电雨... 详细信息

雨凇覆冰后的铝管表面会生长尖锐的冰柱从而影响导线电晕起始特性;目前国内外针对导线覆冰做了大量研究,但往往忽略运行导线带电覆冰的事实,且尚未深入研究带电覆冰后的导线起晕电压跌落规律。因此,在低温低气压试验室进行了铝管带电雨凇覆冰后的交流电晕试验,利用紫外成像技术及曲线拟合法测量分析了不同雨凇形态下对应的起晕电压值,并根据不同雨凇冰柱形态建立有限元模型分析铝管电场的畸变规律。结果表明:雨凇覆冰会严重降低导线起晕电压;不同电场雨凇覆冰后的铝管起晕电压也不同;覆冰时间的增加会导致起晕电压出现连续降低,但降低速度逐渐减慢;较高的覆冰水电导率不会改变雨凇覆冰形态,但会导致起晕电压逐渐降低;雨凇冰柱越长越尖则引起越严重的电场畸变,起晕电压也越低。所得结论可为雨凇频发地区输电线路的设计提供理论依据。

关键词：铝管带电覆冰雨凇起晕电压电导率紫外成像