冰面流注發展特性及流注轉化成閃絡的判據研究

《冰面流注發展特性及流注轉化成閃絡的判據研究》是依託清華大學，由梅紅偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：冰面流注發展特性及流注轉化成閃絡的判據研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：梅紅偉
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

目前，絕緣子覆冰閃絡問題仍嚴重影響著覆冰地區電力系統的安全運行，國內外對其（絕緣子覆冰閃絡）特性尤其是對其電壓進行了大量研究，但對其機理的研究不夠深入。本課題從閃絡發生前極為重要的流注階段入手，藉助光電倍增管（PMT）監測流注傳播速度和光電離強度、超高速相機（ICCD）和紫外成像儀來觀測流注傳播路徑和發展形態、自製的流注電流監測設備來測量流注電流和電荷量；採用三電極模型研究均勻電場中冰面流注的發展特性及其影響因數，獲得均勻電場中冰面流注發展成閃絡的判據；採用棒-板電極模型研究不均勻電場中冰面流注的發展特性及其影響因數，獲得不均勻電場中冰面流注發展成閃絡的判據，同時研究冰面電暈、流注、電弧和閃絡整個冰面閃絡放電發展的全過程；通過試驗結果與理論計算相結合建立冰面流注發展的數學計算模型，從而進一步完善絕緣子覆冰閃絡的機理。

結題摘要

絕緣介質表面流注的發展是沿面閃絡中重要的物理過程，研究覆冰絕緣介質表面流注的發展特性有助於揭示覆冰閃絡的機理，對輸電線路及電力設備的絕緣設計有著重要的意義。在“三電極”結構中，利用光電倍增管（PMT）測量覆冰絕緣介質表面流注傳播機率和傳播速度隨平板間電場強度的變化規律，利用紫外成像儀和超高速相機（ICCD）觀測流注傳播的路徑和發展形態。冰面流注在傳播過程中擁有兩個分量，‘沿面’分量和‘空氣’分量，但是‘空氣’分量在傳播過程中會逐漸消失。通過電場仿真計算等手段分析發現，電場分布的畸變和冰層表面的吸收是造成流注傳播特性變化的主要原因，冰層表面的不同狀況也在一定程度上影響流注的傳播。均勻場“三電極”結構流注放電的試驗研究中，隨著環境溫度的降低，流注穩定傳播場強提高、穩定傳播速度下降、穩定發光強度降低；相同脈衝電壓和直流電壓下，流注傳播速度和發光強度均有所下降。對試驗獲得不同溫度下的流注傳播特徵參數的數據進行擬合，獲得了低溫環境下流注放電特徵參數的相關計算公式。不均勻場“三電極”結構流注放電的試驗研究中，測量了流注穩定傳播電壓、傳播路徑、傳播速度等參數，發現其流注發展路徑較均勻場更為分散，分叉數目更多。短間隙中能否產生貫穿間隙的二次流注是短間隙能否擊穿的判據。流注傳播和後續電弧發展有很密切的聯繫：流注傳播和後續電弧發展在受外加電場的影響上有一定的相似之處，即絕緣介質表面流注傳播所需場強大的，其電弧傳播所需的場強也較大；後續閃絡的路徑和流注的傳播路徑有很大的聯繫，電弧沿著原先流注發展路徑發展。