适用于覆冰地区使用的复合绝缘子伞形结构研究

复合绝缘子重量轻、耐污性能好，目前已广泛应用于高压输电系统中；但在覆冰环境下，现有结构复合绝缘子伞裙易被冰凌桥接，电气性能下降显著。为了提高复合绝缘子在覆冰地区的电气性能，解决复合绝缘子在覆冰地区的适用性问题，有必要对其伞形结构进行优化研究。本项目选取大型多功能人工气候室与雪峰山自然覆冰试验站作为研究场所，分别在带电与不带电、不同覆冰程度、不同风速下研究不同伞形结构复合绝缘子的覆冰规律；通过仿真计算与试验验证研究覆冰复合绝缘子的电位电场分布规律；在此基础上，建立复合绝缘子"多电弧-多冰带"冰闪模型，寻求覆冰复合绝缘子的放电路径，确定其冰闪电压，并通过超高速摄像机拍摄的电弧发展过程与覆冰闪络试验，验证所建立的冰闪模型；进而在此基础上提取具有优良冰闪性能的复合绝缘子伞形参数规律，设计适用于不同冰区的优化伞形结构复合绝缘子，并在人工气候室、自然覆冰试验站及实际线路上验证其防冰闪效果。

项目严格按照项目计划书要求展开工作，并达到了相应的目标。本项目在国内外首次提出"在研究不同伞形结构复合绝缘子在不同条件下的覆冰规律和研究覆冰复合绝缘子的冰闪模型与放电路径的基础上，提取具有优良冰闪性能的伞形参数规律，针对不同冰区对复合绝缘子进行伞形结构优化"的设计思路，在带电与不带电、不同覆冰程度、不同风速下研究不同伞形结构复合绝缘子的覆冰规律和冰闪特性。研究发现：电场、风速、染污方式和伞形结构均对复合绝缘子覆冰和冰闪特性有一定的影响，优化的伞形结构能提高复合绝缘子的电气性能；项目首次建立“多电弧-多冰带”冰闪模型；同时，依据试验结果、电场仿真和所建的冰闪模型，对不同冰区复合绝缘子伞形结构进行优化设计。研究结果对提高复合绝缘子在覆冰地区的电气性能，减少电网覆冰灾害具有重要的工程价值；项目提出的“多电弧-多冰带”冰闪模型也有助于完善覆冰绝缘子冰闪机理与模型，具有较为重要的理论意义。