合成绝缘子在污湿环境下交流闪络特性及机理的研究

合成绝缘子具有重量轻、强度高、耐污闪能力强、及运行维护简便等优点，目前在全国电力系统得到广泛采用。近年来，由于其使用量和运行时间的增加，合成绝缘子不断暴露出一些问题，尤其是不明原因闪络事故，这些问题已引起人们的高度重视。 针对合成绝缘子在运行中暴露出的问题，本文对清洁和染污合成绝缘子在酸雾、盐雾和覆冰等污湿环境下的交流闪络特性进行了试验研究,并分析了合成绝缘子在不同类型污湿条件下的闪络机理。 通过试验研究首次得到：合成绝缘子闪络特性的极性效应不明显；污秽合成绝缘子在酸雾、盐雾中闪络电压随污秽程度的增大而降低，随雾水电导率的增加而降低。当SDD大于0.3 mg/cm2时，其闪络电压随雾水电导率的增加而下降的趋势十分缓慢，且在雾水电导率小于1500 μS/cm，SDD小于0.5 mg/cm2时，无论是在酸雾还是在盐雾中，10 kV污秽合成绝缘子的闪络电压均高于15 kV，因此，论文提出合成绝缘子在严重污秽条件下仍具有较高的闪络电压，在正常运行电压下一般不会发生闪络的结论。从酸雾、盐雾及覆冰条件下合成绝缘子在交流电压作用下电弧的产生和发展过程，分析了合成绝缘子的闪络机理，提出并分析了酸雾、盐雾对合成绝缘子表面憎水性的影响，即合成绝缘子由于表面在盐雾中发生“盐化”反应，使其憎水性降低，而在酸雾中其表面发生的“异裂断头”反应产生的具有憎水性的小分子短时间内不会消失，在雾水电导率小于1500 μS/cm时，清洁合成绝缘子和污秽绝缘子在盐雾中的闪络电压均高于酸雾中的闪络电压。 通过对覆冰合成绝缘子在三种覆冰状态下闪络过程的分析，首次提出了覆冰合成绝缘子的闪络机理，并得到合成绝缘子的闪络电压与覆冰状态有关：当其裙边无冰凌形成时，覆冰绝缘子闪络过程基本与污秽闪络过程一致，这时的覆冰相当于一种特殊的污秽形式；当裙边有冰凌形成，但未桥接伞裙间隙时，合成绝缘子冰闪电压与冰凌长度有关，冰凌尖顶与下裙表面的最短空气间隙越长，闪络电压越高；当冰凌完全桥接裙间空气间隙时，闪络电压最低，这时的闪络电压主要由最下裙的冰凌尖顶与钢脚间空气间隙长度决定。不考虑覆冰状态，覆冰合成绝缘子的最低交流闪络电压随覆冰量的增加而下降，随覆冰水电导率的增加而下降。覆冰量和覆冰水电导率可认为是影响覆冰合成绝缘子最低交流闪络电压的二个彼此独立的参变量。且提出了合成绝缘子在覆冰状态下最低交流闪络电压的校正方法及公式。 此外，根据试验结果还得出，合成绝缘子在覆冰条件下经受覆冰和小电弧的 考验后，其憎水性下降，严重时会局部丧失憎水性。 合成绝缘子在酸雾、盐雾和覆冰等污湿环境下的闪络特性和机理受环境的影响较大，本文仅对10 kV合成绝缘子进行了研究和探讨，对于更高电压等级的合成绝缘子，许多问题仍有待于进一步研究