高海拔地区盐雾环境对棒-板间隙工频放电特性影响研究

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　　摘 要
　　近年来我国超高压输电线路途经高海拔盐湖地区的部分段曾发生大规模线路跳闸故障，亟须开展高海拔盐湖对输电线路外绝缘影响的试验研究工作。本文在海拔2500m左右的西宁地区自然低气压环境下分别模拟了无雾，电导率为500μS/cm、3000μS/cm和6000μS/cm的大雾高湿环境，开展了1m、1.5m、2m棒-板长间隙的工频放电特性试验。结果表明，在相同电导率大雾环境下，放电电压随间隙距离的增大而增大，放电电压与間隙距离呈线性关系;在相同间隙距离下，雾水电导率对放电电压的影响不明显。同时，在相同工况下，随着海拔升高间隙放电电压降低。本文的结论为高海拔盐湖地区输电线路外绝缘参数的选取提供了重要依据。
　　关键词
　　高海拔;盐湖;电导率;棒-板间隙;放电电压
　　中图分类号： TM216                     文献标识码： A
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 03
　　我国地理格局特殊，输变电线路在高、低海拔地区均有大量分布，其中部分线路段经过高海拔盐湖地带[1-2]。由于盐湖地区空气及扬尘中含盐量高，在大雾条件下极易形成盐雾，影响输电线路的安全稳定[3-4]。如2014年在高原盐湖地区的某750线路由于连续跳闸，进而导致整条线路停运。因此亟须开展高海拔盐湖环境对输电线路外绝缘影响的试验研究工作，为今后输电线路在高原盐湖地区的建设及运维提供依据。
　　国内中国电科院、华北电力大学、重庆大学等高校和研究机构对间隙污闪特性进行了相关研究[5-8]，但针对高海拔盐雾环境的棒-板长空气间隙工频放电特性的研究还较少。文献[9]研究了高海拔棒-板长空气间隙操作冲击放电特性，但未涉及盐雾对放电特性的影响。文献[10]对输电线路实际运行中发生的雾霾闪络现象进行了相关分析，并提出相应的防污闪措施，但研究未涉及高海拔的情况。
　　以往的研究大部分在海拔50m处的低海拔地区进行，针对高海拔地区盐雾环境间隙放电的研究较少。鉴于此本文通过在海拔2500m左右的自然低气压环境下模拟大雾高湿环境，开展棒-板长间隙的工频放电特性试验。试验数据及结果分析为今后输电线路在高原盐湖地区的建设及运维提供依据。
　　1 试验布置、空气间隙模型及方法
　　1.1 试验布置
　　试验在海拔2500m左右的自然低气压环境下模拟盐雾环境，因此本文在模拟起雾室中开展棒-板长间隙的工频放电特性试验研究，YDTCW型1800kV工频无局部放电试验变压器，其额定输出电流2A，额定容量3600kVA，调压器输入电压波形畸变率<3%时，成套设备输出电压波形畸变率≤5%。为了保证试验中高压引线的安全距离，高压试验引线在起雾室中应用高压绝缘管进行连接。
　　1.2 放电模型介绍及试验方法
　　1.2.1 放电模型介绍
　　本次试验在模拟起雾室中开展间隙试验研究，试验布局图分别如图1所示。棒-板间隙采用6m长，直径为20cm的圆形钢柱（钢柱一端焊接直径20cm的钢球、另一端焊接起吊装置）做上电极，用15m×15m镀锌铁板铺在其地面。
　　1.2.2 试验方法
　　（1）配置起雾室的雾水，添加Nacl调整其电导率，配置不同电导率的雾水样本，雾水电导率500μS/cm、3000μS/cm、6000μS/cm。
　　（2）开启起雾发生装置，调节起雾装置的雾含量，开启设备三分钟以后开始逐渐加压。
　　（3）待雾室内雾水达到饱和，开始进行工频下的棒-板间隙放电试验，间隙距离分别选1m、1.5m、2m。每次试验完成后关闭起雾装置。其中，高压试验引线在起雾室中应用高压绝缘管进行连接。每次试验完成后关闭起雾装置。
　　2 实验结果及分析
　　本文分别在无雾、500uS/cm、3000uS/cm和6000uS/cm盐雾条件下，选取1m、1.5m和2m棒-板长空气间隙进行工频放电试验。每组试验记录5次放电电压值并取平均，试验结果如表1所示，表2为相同工况下低海拔地区试验数据。
　　由图2、图3看出，在雾水电导率不变的情况下，间隙距离越大，间隙放电电压越大，呈正线性相关;保持间隙距离不变的情况下，雾水电导率对间隙放电电压的影响不大;相同间隙距离和电导率下，高海拔地区的间隙放电电压更低，即高海拔地区对外绝缘的要求更严格。
　　3 结论
　　（1）在雾水电导率不变的情况下，间隙距离越大，间隙放电电压越大，呈正线性相关。
　　（2）保持间隙距离一定的情况下，间隙工频放电电压受雾水电导率的影响不大。
　　（3）相同工况条件下，高海拔棒-板间隙工频放电电压较低海拔地区更低，即在高海拔地区，气体密度低导致空气中电子的自由行程较长，因此对绝缘裕度要求更高。
　　参考文献
　　[1]左玉玺，董铁柱，芦尚君，等.铝合金芯铝绞线在高海拔盐湖地区 输电线路的应用[J].电网与清洁能源，2013，29（5）：1-3+8.
　　[2]张仲秋，张俊蔚，周瑜，等.高海拔高污染盐湖地区绝缘子选型分析研究[J]. 青海电力，2014，33（4）：23-26.
　　[3]牛海清，庄小亮，蚁泽沛，等.气隙击穿电压大幅降低的气象条件[J].高电压技术，2014，40（11）：3343-3348.
　　[4]中国气象局. 地面气象观测规范[M]. 北京：气象出版社，2003：21-27.
　　[5]郑桂眉，周立华.雾闪及其危害[J].吉林气象，2007（1）：30.
　　[6]蒋兴良，黄俊，董冰冰，等.雾水电导率对输电线路交流电晕特性的影响[J].高电压技术，2013，39（3）：636-641.
　　[7]宿志一.雾霾天气对输变电设备外绝缘的影响[J].电网技术，2013，37（8）：2284-2290.
　　[8]刘云鹏，钟正，李利，等.盐雾对棒—板短空气间隙雷电冲击特性影响研究[J].高压电器，2018，54（9）：1-5+11
　　[9]丁玉剑，李庆峰，廖蔚明，曾嵘，宿志一.高海拔地区典型长空气间隙的操作冲击放电特性和海拔校正[J].高电压技术，2013，39（6）：1441-1446.
　　[10]蚁泽沛.高压输电线路空气放电机理及其对策[J].广东电力，2005，18（6）：15-18+27.
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