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輸電線路絕緣子冰閃防治措施的研究

文檔作者：周衛(wèi)華蔣興良文檔來源： 1．湖南省電力公司試驗(yàn)研究院 2．重慶大學(xué)高電壓技術(shù)研究室，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月01日
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上一篇：輸電線路雷擊故障的防護(hù)措施分析

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第28卷／2008年第l期 湖南電力 研究與試驗(yàn)
輸電線路絕緣子冰閃防治措施的研究
周衛(wèi)華 ，蔣興良
(1．湖南省電力公司試驗(yàn)研究院，湖南長沙410007；2．重慶大學(xué)高電壓技術(shù)研究室，重慶400044)
摘要：結(jié)合湖南省電網(wǎng)的基本情況，進(jìn)行覆冰絕緣子(長)串交流閃絡(luò)特性的仿真試
驗(yàn)研究，找到冰閃形成的機(jī)理和規(guī)律，根據(jù)影響冰閃的因素，探索合理的防冰閃技術(shù)措
施；建立有限元仿真模型，進(jìn)行受力分析，提出了防治冰閃的綜合措施。
關(guān)鍵詞：線路；絕緣子；冰閃；覆冰
中圖分類號(hào)：TM852 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1oo8一O198(2oo8)O1一ooO1一O5
Research on preventing icing flashover on transmission line insulators
ZHOU Wei-hua1，JIANG Xing-liangz
(1．Hunan Electric Power Test and Research Institute，Changsha 410007，China；2。High Voltage
Lab，Chongqing University，Chongqing 400044，China)
Abstract：According tO basic status of Hunan el~tde power grid，AC flashover characteristic simulation tests of icing
insulator(1ong )cluster were condueted and the mechanism and rule of icing flashover appearance were found．Accord—
ing tO the influence factors of icing flashover，reasonable teehnieal measures tO prevent icing flashover were explored，
finite element simulation model was established 。and mechanical an alysis was carried．Comprehensive measures tO preventicing
flashoverwas putforward．
Key words：transmission 1ine；insulator icing flashover；prevent
1 前言
輸電線路覆冰是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，尤其引
發(fā)的事故嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。自1932年美
國首次出現(xiàn)輸電線路覆冰事故以來，該類事故不斷
發(fā)生。我國于1954年首次記錄到輸電線路覆冰事
故，自此以后，輸電線路覆冰事故也不斷發(fā)生，其
影響也隨著我國電網(wǎng)的高速發(fā)展不斷擴(kuò)大。
近幾年重大冰災(zāi)事故不斷，如2001年2月，
河南省220 kV輸電線路發(fā)生大面積覆冰倒桿和絕
緣子覆冰閃絡(luò)事故，河南省電網(wǎng)幾乎瓦解。特別是
2004年12月和2005年2月，湖北、湖南、江西、
河南、重慶、貴州等地的電網(wǎng)設(shè)施出現(xiàn)嚴(yán)重覆冰現(xiàn)
象，一些地段覆冰厚度達(dá)到80~100 mm，嚴(yán)重的
超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)50～7O mm，導(dǎo)致高壓輸電線路多
處倒塔、頻繁跳閘，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，電網(wǎng)安全
收稽日期：2007-10-09
受到威脅，受災(zāi)損失嚴(yán)重。
為了防止類似重大覆冰事故的發(fā)生，結(jié)合湖南
省電網(wǎng)的基本情況，進(jìn)行覆冰絕緣子(長)串交流
閃絡(luò)特性的仿真試驗(yàn)研究，并探索合理的防冰閃技
術(shù)措施。
2 冰閃機(jī)理及影響因素的研究
2．1 試驗(yàn)裝置
采用大型多功能人工氣候模擬覆冰閃絡(luò)試驗(yàn)，
研究不同條件下覆冰與閃絡(luò)的關(guān)系是研究覆冰機(jī)理
最直接的手段。大型多功能人工氣候試驗(yàn)室內(nèi)徑
西7．8 m，凈空高為11．6 m，室內(nèi)的最低溫度可達(dá)
一45士1℃，最低氣壓可達(dá)30kPa，可模擬海拔
9 000 m及以下高海拔地區(qū)的大氣條件。人工氣候
室內(nèi)安裝有2排按IEC標(biāo)準(zhǔn)推薦制作的噴頭(每
排7個(gè))，用來在人工氣候室內(nèi)噴霧并形成覆冰的
· 1 ·
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研究與試驗(yàn) 湖南電力 第28卷／2008年第1期
環(huán)境條件；氣候室內(nèi)的吹風(fēng)裝置既可模擬風(fēng)速，又
可用來使室內(nèi)溫度及霧粒分布均勻，風(fēng)速調(diào)節(jié)范圍
為0～12 m／s。試驗(yàn)電壓從人工氣候室中問一側(cè)裝
設(shè)的穿墻瓷套管引入。
人工氣候室可模擬不同條件下的覆冰狀況。噴
霧系統(tǒng)具有噴灑不同直徑水滴顆粒的噴霧裝置。模
擬霧凇覆冰時(shí)，采用水滴中值體積直徑為 1O～
30 m的噴頭，模擬混合凇覆冰時(shí)采用水滴中僮本
積直徑為 40～80 m的噴頭，模擬雨凇覆冰時(shí)，
采用水滴中值體積直徑為 80～120 m的噴頭。
大量試驗(yàn)結(jié)果表明，霧凇覆冰絕緣子的冰閃電壓很
高，混合凇和雨凇覆冰絕緣子的冰閃電壓較低，對(duì)
電力系統(tǒng)絕緣子電氣性能影響最為嚴(yán)重的是雨凇覆
冰。因此，試驗(yàn)研究中以模擬雨凇覆冰為主。
2．2 試驗(yàn)電源
目前，對(duì)交流絕緣子串覆冰試驗(yàn)的電源容量的
要求尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)研究學(xué)者認(rèn)為，覆冰是
一種特殊形式的污穢，且其臨界閃絡(luò)電流小于污穢
絕緣子。因此，覆冰絕緣子串交流閃絡(luò)特性試驗(yàn)研
究的電源滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)推薦的污穢試驗(yàn)電源標(biāo)準(zhǔn)
即可。試驗(yàn)電源由2 000 kVA／500 kV交流無暈污
穢試驗(yàn)變壓器提供，額定電流4 A，電壓500 kV
(有效值)，最大短路電流為75 A，滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)污穢試驗(yàn)電源的要求。
2．3 試驗(yàn)原理和測試系統(tǒng)
試驗(yàn)研究的原理接線示意如圖1所示。
圖1 試驗(yàn)原理接線示意圖
圖中 T為調(diào)壓器；B為500 kV／2 000 kVA
變壓器；風(fēng)， ，見為保護(hù)電阻；H為330 kv穿墻套
管；K為大型多功能人工氣候室；5為試品；F為分
壓器；DJ為示波器；兄為分流器。
在試驗(yàn)研究中，交流絕緣子串閃絡(luò)電壓采用電
· 2 ·
阻分壓器測量，其精度為2 9／6。閃絡(luò)過程中泄漏電
流波形采用Tek8105型示波器讀取。
2．4 試品
在大型多功能人工氣候室內(nèi)進(jìn)行了2種不同型
式和材料的絕緣子覆冰閃絡(luò)特性試驗(yàn)研究，試品基
本技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表1 試品絕緣子參數(shù)和結(jié)構(gòu)示意圖
盤徑
280
280
380
爬距
450
450
360
2．5 試驗(yàn)方法
國內(nèi)外對(duì)覆冰絕緣子進(jìn)行電氣特性試驗(yàn)時(shí)采用
的方法較多，目前較多的是加拿大、日本等采用的
耐受電壓法、英國等采用的閃絡(luò)電壓法等。不同試
驗(yàn)方法得到的試驗(yàn)結(jié)果有一定的差異，但不同試驗(yàn)
方法均有其合理性和缺陷。耐受法可以確定一定覆
冰條件下某種覆冰絕緣子的耐受強(qiáng)度，但實(shí)際上，
對(duì)耐受時(shí)間問題目前沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，雖由M．
Farzaneh提出了標(biāo)準(zhǔn)，但具體使用中，有的采用
耐受15 rain，有的采用耐受30rain，有的采用覆
冰期耐受，有的采用融冰期耐受，但總的來說，耐
受電壓與閃絡(luò)電壓之間存在一定的關(guān)系。國內(nèi)外參
照污穢絕緣子的耐受電壓與閃絡(luò)電壓的關(guān)系得到覆
冰絕緣子的最高耐受電壓是50 閃絡(luò)電壓的9O ，
耐受電壓法另一個(gè)缺陷是時(shí)間長，難以取得大量的
數(shù)據(jù)。因此耐受法對(duì)分析覆冰絕緣子的電氣特性也
存在問題，耐受法適用于工程研究，但對(duì)于機(jī)理研
究和特性研究則存在局限性。
在過去20來年的覆冰研究中，通過大量的探
索和試驗(yàn)研究提出：對(duì)電力系統(tǒng)外絕緣產(chǎn)生危害和
影響最為嚴(yán)重的是融冰期覆冰絕緣子的最低閃絡(luò)電
壓，最低閃絡(luò)電壓反應(yīng)了覆冰絕緣子在冰層融化過
程中電弧產(chǎn)生、發(fā)展、熄滅、重燃以及完全閃絡(luò)的
全過程，比較客觀地反應(yīng)了融冰期冰層的融化、冰
層的脫落以及融冰水對(duì)電弧發(fā)展的貢獻(xiàn)。因此，通
過大量的試驗(yàn)研究和理論分析證明，U形曲線法是
國內(nèi)外認(rèn)可的試驗(yàn)方法之一。
(1)50 9／6閃絡(luò)電壓
uso 反映覆冰絕緣子在覆冰期的電氣特性，其
理論依據(jù)是污穢絕緣子污閃電壓的試驗(yàn)方法。
一
纛
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2008NO．1 HUNAN ELECTRIC POWER Vo1．28
在求取50 閃絡(luò)電壓的過程中，覆冰絕緣子必
須滿足的基本條件是：
a．閃絡(luò)期間溫度保持在覆冰期的溫度，也就是
說，50 閃絡(luò)電壓是模擬覆冰過程中絕緣子的電氣
特性；
b．覆冰狀態(tài)不發(fā)生變化，如果發(fā)生變化應(yīng)重新
使絕緣子覆冰；
C．相鄰二次閃絡(luò)之間要有足夠的時(shí)間間隔，以
使上次閃絡(luò)過程中電弧的熱熔化作用使表面形成的
水膜有足夠的時(shí)間凍結(jié)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定的時(shí)間間隔
為3～ 5 min。
參照污穢絕緣子閃絡(luò)電壓的試驗(yàn)方法，為了得
到覆冰絕緣子在覆冰期的50 閃絡(luò)電壓，重慶大學(xué)
采用均勻升壓法，即覆冰達(dá)到預(yù)定要求后，停止噴
霧，環(huán)境條件保持在覆冰時(shí)的條件，然后先施加約為
預(yù)計(jì)閃絡(luò)電壓 的75 ，再以2 ／s的速率均勻
上升直至閃絡(luò)。參照GB311．1~1997<(高壓輸變電設(shè)
備的外絕緣配合》和GB／T 16927．1—1997((高電壓
試驗(yàn)技術(shù)》的有關(guān)規(guī)定，覆冰絕緣子50 閃絡(luò)電壓
采用5個(gè)連續(xù)閃絡(luò)試驗(yàn)測定的閃絡(luò)電壓的算術(shù)平均
值作為50 閃絡(luò)電壓，即
1
一 ( ，1+ U，2+U，3+ ? +U，i+ ? + )
，I
(1)
式中 取5，U 是第i次閃絡(luò)電壓。參照污穢絕緣
子閃絡(luò)電壓的試驗(yàn)方法，其要求是L 與50 閃絡(luò)
電壓之間的誤差不超過15 ，如果超過15 則認(rèn)為
試驗(yàn)結(jié)果為奇異數(shù)據(jù)。
(2)最低閃絡(luò)電壓法或“U形曲線法”
最低交流閃絡(luò)電壓U州 反映了覆冰絕緣子在
融冰期的交流電氣特性，最低交流閃絡(luò)電壓接近最
高耐受電壓。根據(jù)長期對(duì)覆冰絕緣子交、直流閃絡(luò)特
性研究的經(jīng)驗(yàn)，在試驗(yàn)研究中，為獲得覆冰絕緣子在
融冰期的最低交流閃絡(luò)電壓，采用“U形曲線法”進(jìn)
行試驗(yàn)，即：
色當(dāng)絕緣子表面覆冰達(dá)到預(yù)定要求時(shí)，停止噴
霧并繼續(xù)冷凍約15 min,然后打開人工氣候室的密
封門，放進(jìn)暖空氣或采用加熱方式使冰層按要求的
速度逐漸融化；
b．當(dāng)覆冰層開始融化和氣壓達(dá)到要求(如進(jìn)行
高海拔試驗(yàn))時(shí)，采用均勻升壓法對(duì)覆冰絕緣子不
斷地進(jìn)行重復(fù)閃絡(luò)試驗(yàn)，每次閃絡(luò)試驗(yàn)測量閃絡(luò)電
壓及電流，并觀察閃絡(luò)現(xiàn)象。為使每次閃絡(luò)事件具有
獨(dú)立性，每相鄰2次閃絡(luò)試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔約為3
～ 5 min。
由以上步驟得到的覆冰絕緣子的交流閃絡(luò)電壓
U，與閃絡(luò)次數(shù)N或融冰時(shí)間的關(guān)系呈U形曲線，U
形曲線的最低點(diǎn)則為最低閃絡(luò)電壓，因此覆冰絕緣
子最低交流閃絡(luò)電壓 可表示為：
U 一Minimum ( ，1， ，2，U ，? ，U，i，? ， )
(2)
利用“U形曲線法”求取覆冰絕緣子在融冰
期的最低閃絡(luò)電壓應(yīng)注意的事項(xiàng)有：
色必須嚴(yán)格控制環(huán)境溫度升高的速度。溫度
升高太快，覆冰絕緣子的表面冰層容易脫落，絕緣
子表面的污穢物質(zhì)和冰層表面的導(dǎo)電物質(zhì)容易隨著
水膜流失，難以得到實(shí)際的最低閃絡(luò)電壓。實(shí)際線
路上環(huán)境溫度的變化較緩慢，試驗(yàn)室很難以實(shí)際溫
度升高的速度進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)中通過大量的試驗(yàn)
摸索和分析，提出環(huán)境溫度升高的速度在0．1～
0．2"C／min。
b．必須嚴(yán)格控制閃絡(luò)時(shí)的最高環(huán)境溫度。環(huán)
境溫度太高，冰層早已融化，環(huán)境溫度太低，冰層
達(dá)不到自行融化的目的。通過覆冰閃絡(luò)事故的分析
和試驗(yàn)室大量的試驗(yàn)研究分析，“U形曲線法”試
驗(yàn)融冰期最低閃絡(luò)電壓時(shí)的最高環(huán)境溫度應(yīng)控制在
一2～0℃之間。
c．相鄰二次的閃絡(luò)的時(shí)間間隔應(yīng)控制在3～
5 min之間。時(shí)間間隔太長，水膜以及污穢物質(zhì)流
失過多，難以得到實(shí)際的最低閃絡(luò)電壓，時(shí)間太
短，上次放電產(chǎn)生的離子沒有足夠的擴(kuò)散時(shí)間，影
響下次放電電壓。
d． “U形曲線法”的試驗(yàn)終止是以絕緣子表
面冰層是否完全融化和脫落為參考。
(3)耐壓法
覆冰是一種特殊形式的污穢，因而覆冰耐受試
驗(yàn)與污穢耐受試驗(yàn)具有相似的試驗(yàn)過程：將覆有一
定量冰的絕緣子安裝于人工氣候室中，然后加上規(guī)
定的試驗(yàn)電壓并維持至閃絡(luò)，如不閃絡(luò)，則維持
15 min。每只試品在同一覆冰狀態(tài)只進(jìn)行1次試
驗(yàn)，該試驗(yàn)進(jìn)行3次(試品數(shù)量應(yīng)為3只)，如3
次試驗(yàn)未閃絡(luò)，則該狀態(tài)下覆冰絕緣子的試驗(yàn)通
過；如僅出現(xiàn)1次閃絡(luò)，應(yīng)進(jìn)行第4次試驗(yàn)，如該
次試驗(yàn)不發(fā)生閃絡(luò)，則耐受通過。耐壓法具有以下
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研究與試驗(yàn) 湖南電力 第28卷／2008年第1期
特點(diǎn)：
a．耐壓法能較近似地模擬現(xiàn)場工作電壓，因
而其試驗(yàn)結(jié)果具有可靠性，能滿足工程實(shí)際應(yīng)用。
b．覆冰絕緣子因擊穿而閃絡(luò)的次數(shù)少，不易
損壞試品。一般而言，通過耐壓法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，覆
冰絕緣子串在整個(gè)試驗(yàn)過程中的閃絡(luò)次數(shù)一般只有
幾次，少數(shù)情況下發(fā)生多次閃絡(luò)現(xiàn)象，如在溫度較
高，放電后覆冰絕緣子狀態(tài)不能恢復(fù)時(shí)，就可能發(fā)
生多次放電現(xiàn)象。
c．試驗(yàn)時(shí)間長。由于每只試品在同一覆冰狀
態(tài)只進(jìn)行1次試驗(yàn)，每次耐壓時(shí)間有15 min，要得
出一個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)有時(shí)需要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。
采用耐受法既可以得出覆冰絕緣子串的最大耐
受電壓，也可以得出其最低閃絡(luò)電壓。
本項(xiàng)目試驗(yàn)研究中，表征覆冰絕緣子交流閃絡(luò)
特性的特征參數(shù)是閃絡(luò)電壓，主要是求取其覆冰期
的50 閃絡(luò)電壓和融冰期的最低閃絡(luò)電壓。
(4)以覆冰水電導(dǎo)率模擬試品染污法
污穢對(duì)覆冰絕緣子串的外絕緣特性影響很大，
即使輕微的污穢，也將使覆冰絕緣子串的閃絡(luò)電壓
顯著下降，研究污穢對(duì)覆冰絕緣子串閃絡(luò)特性的影
響有著十分重要的意義。覆冰絕緣子人工染污的方
法主要有2種：覆冰前染污；覆冰過程中染污。前
者是覆冰前先在絕緣子表面以一定的ESDD進(jìn)行
染污，以模擬覆冰前絕緣子的污穢情況，然后再用
一定電導(dǎo)率的覆冰水對(duì)絕緣子進(jìn)行覆冰。后者則是
直接改變覆冰水電導(dǎo)率以模擬不同的污穢程度，而
覆冰前絕緣子表面是潔凈的。實(shí)際上，前者更符合
實(shí)際運(yùn)行狀況。覆冰前染污中，采用固體涂層法染
污的絕緣子表面污穢涂層在利用覆冰水進(jìn)行覆冰過
程中可能會(huì)被所噴灑的過冷卻水滴沖刷掉，在閃絡(luò)
試驗(yàn)過程中由電弧融化冰層所形成的融冰水也會(huì)帶
走一些污穢涂物，閃絡(luò)電壓與融冰狀態(tài)及污穢物流
失有很大關(guān)系，雖然與實(shí)際情況較吻合，但其試驗(yàn)
結(jié)果的分散性較大。
由于覆冰前染污的試驗(yàn)周期長，因此在研究覆
冰絕緣子長串交流冰閃特性與規(guī)律時(shí)采用覆冰過程
中染污方式。在分析不同插花布置型式下的覆冰絕
緣子長串交流閃絡(luò)特性時(shí)采用覆冰前染污的方式。
2．6 試驗(yàn)結(jié)果
通過大量的試驗(yàn)研究與分析，得到以下結(jié)論：
(1)覆冰程度影響絕緣子串電壓的分布。在嚴(yán)
· d ’
重覆冰情況下，即在絕緣子串各傘裙完全被冰凌橋
接情況下，絕緣子串成電阻特性，即由于覆冰表面
存在水膜，而水膜的電導(dǎo)率較高，傘裙完全橋接時(shí)
覆冰絕緣子串的絕緣電阻由冰層決定，因此絕緣子
串的電位分布沿絕緣子串主要是以電阻分壓為主，
而絕緣子串對(duì)地雜散電容對(duì)絕緣子串電位分布的影
響很小，此時(shí)絕緣子的電位分布基本呈線性關(guān)系。
(2)在相同覆冰條件下，即絕緣子冰重為1．1
～ 1．2 kg／片，絕緣子布置方式為垂直布置，覆冰
絕緣子在覆冰期的閃絡(luò)電壓比融冰期高40％～
50％。
(3)覆冰絕緣子串的臨閃電流L與絕緣子串長
有關(guān)、覆冰水電導(dǎo)率等有關(guān)，且隨著絕緣子串片數(shù)N
的增加，L逐漸降低，對(duì)于FC 100／146絕緣子，覆冰
水電導(dǎo)率在125～340 tLs／cm范圍變化時(shí)，L在500
～ 1 000 mA之間，這與國內(nèi)外現(xiàn)有結(jié)果有差異，即
冰閃泄漏電流大于污穢絕緣子泄漏電流。
(4)嚴(yán)重覆冰時(shí)，絕緣子串的交流冰閃電壓與
串長成線性關(guān)系。如果覆冰較輕，覆冰絕緣子閃絡(luò)電
壓與串長N的關(guān)系可表示為：
‰ 一aN+b (3)
式中 n是與覆冰量、絕緣子結(jié)構(gòu)、污穢程度等相關(guān)
的常數(shù)；6是由于覆冰較輕造成的非線性程度。
(5)在相同的覆冰水電導(dǎo)率和覆冰條件相同
時(shí)，倒V型布置的覆冰絕緣子閃絡(luò)電壓比垂直布置
的覆冰絕緣子閃絡(luò)電壓約低10 。若保證垂直方向
的空氣間隙，倒V串絕緣子的冰閃電壓高于懸垂
串，對(duì)于7片串，如保持垂直方向空氣間隙，倒V串
的夾角應(yīng)為78。，即倒V串可采用9片，其交流覆冰
閃絡(luò)電壓高于懸垂串18．5 。大量試驗(yàn)研究結(jié)果表
明，從覆冰過程以及覆冰閃絡(luò)過程中的電場影響方
面考慮，倒V串的夾角應(yīng)大于72。、小于105。。
(6)絕緣子串交流覆冰閃絡(luò)電壓與覆冰水電導(dǎo)
率之間的關(guān)系可表示為：
U 一腫 (4)
式中 A為常數(shù)；y為覆冰水電導(dǎo)率，s／m； 為覆冰
水電導(dǎo)率影響特征指數(shù)，對(duì)于FC 100／146型絕緣
子， 值在0．343～ 0．372之間；對(duì)于涂有PRTV涂
料的絕緣子， 值在0．355~0．384之間。
(7)涂有PRTV材料的絕緣子在覆冰前期1～
2 h內(nèi)，由于其憎水性的作用，覆冰速度較慢，即
在對(duì)于覆冰很輕微的情況下，有一定的防冰作用。
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2008No．1 HUNAN ELE( IC POWER Vo1．28
但當(dāng)表面凝結(jié)成冰后，就較難體現(xiàn)其防冰的預(yù)期效
果，并且涂有PRTV涂料的FC 100／146絕緣子的
覆冰閃絡(luò)電壓比未涂時(shí)的覆冰閃絡(luò)電壓低約10
～ 15％。
(8)在混合凇和雨凇覆冰情況下，加裝增爬裙
和采用空氣動(dòng)力型絕緣子對(duì)絕緣子串冰閃電壓有影
響。閃絡(luò)電壓的改變與插花方式以及大傘徑的直徑
有關(guān)。大量試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用“3+1”插花
方式最佳，且其大傘半徑與小傘半徑之差的最佳值
為50 rnrn。
(9)在覆冰較輕且覆冰為雨凇時(shí)，采用直徑
~380 rnrn硅橡膠增爬裙時(shí)，對(duì)于“3+1” 的增爬
裙方式其交流覆冰閃絡(luò)電壓約提高5 。對(duì)于霧凇
覆冰，加裝直徑~380 mm 的增爬裙和盤徑
80 mm的FC 100D／146空氣動(dòng)力型絕緣子進(jìn)行
“3+1”插花方式時(shí)，其交流冰閃電壓有明顯提高，
最高時(shí)可提高30 以上。
(10)加裝增爬裙或空氣動(dòng)力型絕緣子改變了
絕緣子串的電壓分布，且由于大傘徑的覆蓋作用，
其下端絕緣子電壓分布較高，因此，應(yīng)采用合理的
布置方式，如接地端第】片開始，并采用“3+1”
方式，且使大傘徑與原絕緣子傘徑之差在100～
120 mm之間。
3 結(jié) 論
根據(jù)對(duì)冰閃機(jī)理及影響因素的研究結(jié)果，冰
閃的防治應(yīng)該結(jié)合輸電線路的實(shí)際情況，其中包括
桿塔結(jié)構(gòu)、污穢、覆冰、絕緣子結(jié)構(gòu)等，不同環(huán)境
采用不同的防治措施
3．1 增加絕緣子串長。提高絕緣子串的絕緣水平
此方法適應(yīng)于清潔區(qū)新線路的設(shè)計(jì)，山西省電
力公司和四川省電力公司在重冰區(qū)同時(shí)又是清潔
區(qū)，均采用加大絕緣子串長的辦法，500 kV為32
～ 34片，近幾年均發(fā)生過冰柱包裹的現(xiàn)象，但未
造成線路跳閘。
對(duì)于老線路且塔頭空氣間隙有裕度的塔型而
言，增加1～2片絕緣子是沒有困難的，但對(duì)于空
氣間隙設(shè)計(jì)得十分緊湊的塔型來說，再增加串長則
十分困難。必須采用改變絕緣子懸掛方式的辦法。
3．2 改變絕緣子的懸掛方式
使用倒V 串結(jié)構(gòu)，減小覆冰量，防止橋接，
此方法適應(yīng)于覆冰較為嚴(yán)重的區(qū)域。倒V型絕緣
子串較懸垂絕緣子串而言，有較好的“自潔”特
性，不易積塵，同時(shí)一般形不成連體冰柱，熔冰
時(shí)，熔冰水不會(huì)形成放電通道，對(duì)于防止污閃和冰
閃均是最好的辦法。倒V型絕緣子串的“開角”
角愈大，自清陛能愈好，但 角增大，使得導(dǎo)線
對(duì)地的空氣問隙距離減小，而且2組絕緣子串的水
平分力也隨之增大，試驗(yàn)研究表明，最合適的 角
在60?！?6。左右。
湖南地區(qū)有著地形的特殊性，輸電線路多處于
此起彼伏的丘陵地帶，檔距大，垂直高差大，這也
就給倒V串的改造帶來了難題，尤其是在兩側(cè)檔
距不等，不均勻覆冰，連續(xù)大檔距上下坡等情況
下，如果實(shí)施不當(dāng)，就會(huì)造成絕緣子串?dāng)D壓塔材，
損壞塔材或絕緣子，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮不均勻覆冰后脫
冰的跳躍系數(shù)，防止絕緣子損壞，以及倒V串改
造后的桿塔受力變化，以防止不平衡張力對(duì)桿塔造
成危害。
3．3 采用大盤徑絕緣子插花方式
此方法適合覆冰較輕的區(qū)域改造。采用大盤徑
絕緣子插花方式，增大爬距，或者采用特殊結(jié)構(gòu)
(中間加大閃裙)的合成絕緣子，可以減小絕緣子
冰柱橋接的概率，通過理論分析認(rèn)為，綜合電場分
布、減小覆冰橋接等因素的影響，3插1加1的方
式最有效，但在500kV系統(tǒng)的使用中，為了防止
對(duì)高電位端的電場分布造成畸變，建議在絕緣子高
電位端至少lm以上再進(jìn)行加插。
3．4 采用PRTV一Ⅱ涂料。減少覆冰
PRTV一Ⅱ涂料使絕緣子由于對(duì)冰的粘附力大
大減小，冰在風(fēng)的作用下容易脫落，但試驗(yàn)研究表
明，由于其強(qiáng)憎水性，表面落水成珠，在靜態(tài)覆冰
的情況下，覆冰較普通絕緣子更為嚴(yán)重，重冰區(qū)不
推薦采用此種方法。
3．5 保持絕緣子和塔頭上部的清潔。地電位端加
“草帽型”大盤徑絕緣子防止塔材水造成絕緣子閃絡(luò)
冰閃和污穢緊密關(guān)聯(lián)，覆冰融化水的電導(dǎo)率大
小取決于大氣降水的清潔度和絕緣子覆冰前的清潔
狀況。根據(jù)初步試驗(yàn)結(jié)果，覆冰融化水電導(dǎo)率在
50~s／cm以下時(shí)，按常規(guī)設(shè)計(jì)的線路絕緣子串一
般尚有足夠的抗冰閃強(qiáng)度。此外，加強(qiáng)對(duì)桿塔橫擔(dān)
上積污的清掃，防止上面的積冰融化時(shí)污水掉落在
絕緣子串上重新覆冰，對(duì)防止事故也是有利的。
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