绝缘子覆冰及其电气试验方法的分析 郑先华

绝缘子覆冰及其电气试验方法的分析郑先华

发表时间：2019-07-08T10:50:25.837Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：郑先华

[导读] 摘要：进行输电线路铺设时，可能要开展覆冰地区的铺设工作，对输电线路运行安全性和稳定性有一定影响。

（韶关市大江南输变电工程有限公司广东省韶关市 512026）

摘要：进行输电线路铺设时，可能要开展覆冰地区的铺设工作，对输电线路运行安全性和稳定性有一定影响。本文主要针对绝缘子覆冰及其电气试验方法进行分析，以提高输电系统可靠性为目的，通过电气试验来探讨解决覆冰地区线路绝缘的措施，以便为输电线路系统建设提供借鉴，最终得到运行质量较好的输电系统。

关键词：绝缘子覆冰；电气试验；试验标准

绝缘子是输电系统中重要组成部分，为了保证输电线路安全运行，需要注重对绝缘子运行状态的检测，在保证绝缘措施有效实施的情况下，避免输电线路受外界因素影响。通过进行绝缘子覆冰电气试验，能为绝缘子保护提供有效借鉴，但是当前这类试验的试验方式还没有统一，得到的结论互不相同，这就为各地学术交流带来困难，因此有必要进行绝缘子覆冰电气试验方法的研究。

一、绝缘子覆冰分析

在分析绝缘子覆冰问题时，可从自然覆冰和人工覆冰两个角度出发，具体分析不同情况下的绝缘子覆冰现象。自然覆冰是指在覆冰严重地区建设变电站或铺设输电线路，进行自然覆冰地区的绝缘子覆冰电气试验时，会受到季节和气候的影响，造成试验结果差异大且试验流程不易控制。因此。在电气试验操作中，通常选择人工覆冰方式来观察绝缘子覆冰规律，具体分析这一情况下绝缘子的绝缘状态。如针对人工覆冰试验，可研究绝缘子的闪络特性。实际进行绝缘子覆冰情况下的电气特性试验时，需要充分利用人工覆冰的试验手段，以便快速获取试验条件，并在多次试验中掌握足够的电气试验数据，在对比分析下总结试验结论。人工覆冰包括带电和不带电两种，对于输电线路覆冰试验来讲，大多考虑带电覆冰条件下的电气试验，讨论输电线路电厂和绝缘子覆冰质量、密度、增长速度间的关系，为实际输电线路工程的施工和设计提供依据。总的来说，带电覆冰更加接近输电系统现实运行情况，因此，在进行电气试验时，要合理运用人工覆冰方式，并积极探索恰当的电气试验方式。

二、绝缘子覆冰漏电设计

进行绝缘子覆冰漏电设计时，需要保证绝缘子电流泄露数据的全面采集，保证试验过程的稳定性，在进行信号分析的情况下，对绝缘子运行状态有所了解。为了保证数据有效性，应注重采样操作的及时性和高精度，确保数据测量范围广，且数量大。为了满足上述要求，在硬件设计上，应满足系统输出性能好、运行可靠及系统运算及数据存储能力强的要求[1]。在设计硬件总体结构时，要遵循以下原则：将电流互感器接入到绝缘子接地线上，实时采集系统运行时的电流信息，同时可借助先进技术确保数据传输的数字化，能提高数据准确性，保证测量结果精度较高。同时可设置处理模块，进行系统电流数据的分析和存储。要想从多个渠道收集电流信号，首先要保证传感器合理选用。本次针对绝缘子覆冰试验，选用以电磁式为基础的互感器，具有测量精度和灵敏度高的优点。在选择好互感器的条件下，可利用互感器电磁饱和特性，合理设计输电线路绝缘子保护措施，以便获取需要的电压电流数据，有效分析覆冰绝缘子的电流泄露规律和变化情况。

三、绝缘子覆冰电气试验方法

绝缘子运用到输电线路中，能有效解决瓷质及玻璃绝缘子的污闪问题。由于绝缘子集中了硅橡胶绝缘子和瓷绝缘子的优点，因此可保证绝缘子结构稳定性，并且在机械拉伸上，由于硅橡胶的运用，使得绝缘子拉伸强度高，并体现出耐腐蚀和抗老化等优点。另外，绝缘子还能解决复合绝缘使用时的缺陷。所以有必要进行绝缘子覆冰电气试验，以便根据试验结果，讨论绝缘子优化设计方法。

（一）覆冰方法

上文提到绝缘子覆冰方法包括人工覆冰和自然覆冰两种，且人工覆冰又分为带电与不带电覆冰。利用带电人工覆冰方法，能确保试验结果在输电系统施工实践中有一定参考价值。但考虑到这一覆冰试验存在危险，因此，可采取低电压覆冰，在满足试验要求后再次升高电压进行绝缘子闪络试验。采取这种试验方法，尽管和实际输电线路覆冰情况存在差距，但是考虑了绝缘子覆冰情况下的电流泄露问题，可保证试验结果准确性。在覆冰试验各项参数确定上，当前学术界还没有给出统一标准，因此，本次参考已有研究实验进行人工覆冰。进行人工覆冰时，确保气候室内的喷雾量、温度及风速是稳定的，通过设定喷头喷水量来保证人工覆冰操作的顺利进行。另外冷却过程中，将风速控制在3m/s以下，而水滴较大时，可适当增加风速，确保覆冰操作的合理化。

（二）绝缘子的特征参数

在绝缘子受到覆冰因素影响时，其电流泄露路径、电气强度等参数发生变化，需要利用适当的特征参数表示绝缘子覆冰程度。现将运用以下几种特征参数：一是监测圆柱体表面的覆冰厚度；二是考察绝缘子表面的覆冰重量；三是根据泄露电流值、水电导率等表征覆冰情况。在确定特征参数的基础上，能准确控制绝缘子覆冰状态，为之后试验操作的进行奠定基础。

（三）电气试验

1.前期准备

在覆冰期试验过程中，主要模拟绝缘子覆冰情况下的闪络特性及电压耐受性，确保覆冰条件不变，随着时间推移，判断绝缘子各项参数变化规律。在融冰期间进行试验，主要是观察绝缘子融冰时，电气参数变化特征，并根据电气特性，确定输电线路设计重点。通过上述试验，可帮助技术人员掌握绝缘子覆冰时的电气特性及闪络特点等，进而保证输电系统的良好建设。

2.试验方法

在进行绝缘子覆冰情况下的电气试验时，采用闪络特性及电压耐受性表征绝缘子电气参数变化规律。当前关于这两种试验还没有明确标准，本文主要采取以下方法：一是最大耐受电压法。假设绝缘子最大耐受电压为U2，是指绝缘子在特性覆冰情况下的耐受电压最大值。通过观察不同电压下的绝缘子闪络或耐受状态，以便对其电气特性有所掌握。实际试验时，根据绝缘子电气参数确定电压设定值。当实验结果表明覆冰状态下的绝缘子在U2电压值下的4次试验中，出现3次耐受，而超过该电压的一定电压值下，该绝缘子发生2次闪络，则说明U2是覆冰绝缘子最大耐受电压[2]。二是U形曲线法。这一方法是指当绝缘子处于覆冰状态下，随着环境温度的升高，绝缘子会在升压过程中出现闪络，从实验数据可得到闪络电压与闪络次数间的曲线。根据曲线能直观判断覆冰绝缘子的电气特点。三是平均闪络电压方法。当