800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究(2)

±800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究

第10期 李立浧等： ±800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究 15

国内外对各种型式绝缘子的交直流污秽闪络特性开展了大量研究。文献[1-3]表明，绝缘子直流污闪电压比交流约低20%~30%。直流下绝缘子表面积污量比交流多，文献[4-5]提出直/交流积污比为1.2~1.5，文献[6]为1~3倍，直流绝缘子上下表面积污比为1/3~1/20，污秽越重，上下表面积污比越大。

文献[7]提出，复合绝缘子积污量是瓷的1.5~2倍，且上下表面积污的不均匀性也大于瓷绝缘子，带电积污是不带电的3倍，瓷绝缘子则为1.25~ 1.35[8]。文献[9-10]研究了不同型式直流绝缘子的污秽绝缘子闪络特性，提出复合绝缘子即使丧失憎水性，其污闪电压仍比玻璃绝缘子高30%。但目前关于±800kV特高压直流复合绝缘子的污闪特性的研究报道甚少。

由于目前国内外没有±800kV直流特高压线路外绝缘设计、建设和运行的经验，因此，本文根据所具有的人工雾室尺寸和试验电源，针对云广±800kV特高压直流线路的污秽特点和海拔高度，试验研究了±800kV直流复合绝缘子短样在不同盐密/灰密和海拔高度下的污闪特性，研究结果可为特高压直流输电线路外绝缘设计提供参考。

表1 试品参数和结构示意图

Tab. 1 The parameters and configurations of the tested

short samples of composite insulators

型

结构尺寸/mm

S=L/h

结构示意图

C 178/150 2290 7387 34

3.226

1 试验装置及方法

1.1 试验装置

试验是在直径7.8m，高11.6m的圆柱形人工气候室[11]中进行的，其最低气压可达30kPa，可模拟海拔7000m及以下的大气参数。 1.2 试验电源

试验电压由±600kV/0.5A电流电压双反馈控制的直流污秽试验电源装置提供，泄漏电流为0.5A时，其动态压降小于5%，闪络时电压的纹波系数小于3%，满足直流污秽试验对电源的要求[12]。试验原理接线参见文献[13]。试验电压从装设在人工气候室一侧的330kV穿墙瓷套管引入。闪络电压采用精度为2%的直流电阻分压器测量。 1.3 试品

试品为FXBW-500/160(A(褐色)、B(褐色)、C(褐色)、D(红色)4种结构各1支试品)和FXBZ-±800/400直流复合绝缘子短样E(3支试品)，其基本技术参数及结构如表1所示，其中：D1为大伞径、D2为小伞径、h为电弧距离、L为爬距、d为杆径、S为爬高比。 1.4 试验方法

参照相关试验标准[14-16]，本文试验方法如下： （1）试品预处理：试验前用自来水清洗、除

去污秽物，并让其自然阴干待试。染污前用干燥棉团在复合绝缘子表面均匀涂敷一层干燥硅藻土，再用洗耳球吹掉表面多余硅藻土，使绝缘子表面附着一层很薄的亲水性物质，破坏表面的憎水性，使其憎水性处于HC4~HC5级(因硅藻土极薄，可忽略对灰密的影响)。

（2）试品染污：预处理过的试品采用固体涂层法染污(定量涂刷方式)。用NaCl模拟导电物质，用硅藻土模拟不溶性物质。根据试品表面积和所试验的盐密/灰密，计算并称量出所需NaCl和硅藻土的量(称量时，NaCl误差≤±1%，硅藻土的误差≤±10%)，放入洁净瓷碗中并加入适量电导率<10 µS/cm的去离子水，充分搅拌成糊状，再用小排刷将全部污秽物均匀涂刷于试品绝缘子绝缘表面，刷涂过程在1h内完成，然后让其自然阴干24h后进行试验，使其憎水性得到一定恢复和迁移，这与染污1h进行试验有较大差异。

（3）试品布置：试品绝缘子垂直悬挂于人工气候室顶部的电动葫芦上，试验时绝缘子两端布置均压环，试品与接地体的最小间距>3.5m，满足“>0.5m/100kV”的要求[17]。

（4）试品湿润：试品湿润采用蒸汽雾。蒸汽雾由1.5t/h锅炉产生，由贴近人工气候室底部周围布置的多个放气孔使雾气分布均匀，放气孔雾气出口方向与试品绝缘子串轴心线成90°夹角，距离>3.5m，蒸汽雾输入速率为(0.05±0.01)kg/(h.m3)，7~15min，可使试品表面污秽充分湿润。湿润开始