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●●●复合绝缘子电压分布研究与不明闪络原因摘要ｒ，＼复合绝缘子重量轻、耐污性能好的优良性能使电力系统运行的安全性得到Ｉ了进一步的提高，但是也存在有产品质量问题引起的事故和发生闪络事故。
针对这个现状，本文对复合绝缘子电压分布进行了研究。
试验仪器采用的是上海交通大学研制开发的复合绝缘子电压分布测试仪。
■／本文通过实验室模拟和现场运行测量得到的数据，发现复合绝缘子沿面轴向电压分布极不均匀。
在不到整个绝缘子长度１／３的外绝缘距离上承担了６０％以上的电压。
这使得复合绝缘子靠近高压端部分的绝缘材料比较容易电磨蚀老化，而且不均匀的电压分布也可能是复合绝缘子不明闪络发生的一个重要的原因．本文根据相关文献对不明闪络的描述阐述了不明闪络发生的过程。
本文还对带有绝缘缺陷的复合绝缘子进行电压分布测量，结果表明，电压分布对于检测不容易发现的内绝缘缺陷比较实用、有效。
本文还采用表面电荷法对无均压环的复合绝缘子的电压分布进行了计算，厂（计算表明，复合绝缘子的电压分布在没有高压端导线和对地电容等因素的影响＼下，依然十分不均匀。
通过将计算结果与实验结果进行对比，也证明了由于受到对高压导线和对地电容的影响，使得复合绝缘子的高压端承担的电压急剧上升，其中靠近高压端的部分实验值比计算值高了１０％以上。
在只考虑复合绝缘子的形状参数和介质材料的条件下的计算表明，复合绝缘子的电压分布不均匀与其外形结构和绝缘介质关系密切，改善电压分布，可以从改良复合绝缘子的外形结构和绝缘材料搭配着手。
另外，模拟实验和现场测量也表明，复合绝缘子的运行环境对其电压分布的影响也很大，并且在两端加装均压环或屏蔽罩，对于改善复合绝缘子电压分布的不均匀状况有一定的效果Ｊ关键词复合绝缘子）不明闪络ｉ电压分布；表面电荷法●●ＳｔｕｄｙＯＮＶｏｌｔａｇｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒｓａｎｄＵｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄＦｌａｓｈｏｖｅｒＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｐｏｒｃｅｌａｉｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｈａｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈａｓｓｍａｌｌｗｅｉｇｈｔ，ａｎｔｉ－ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｅｔｃ．Ａｌｌｏｆｔｈｅｓｅｍａｋｅｔｈｅｗｈｏｌｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｒｕｎｍｏｒｅｓｔｅａｄｉｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｓｏｍｅｆｌａｓｈｏｖｅｒｓｈａｓｎ’ｔｂｅｅｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｙｅｔ．ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅＶｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏ丘ｎｄｏｕｔｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｆｌａｓｈｏｖｅｒｓ．Ｔｈｅｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｓｐｏｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｉｓｓｔｒｏｎｇｌｙｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍ．１／３ｌｅｎｇｔｈｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｅｎｄｕｒｅｓａｂｏｕｔ７０％ｔｏｔａｌｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ．Ｓｏｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｎｅａｒｔｈｅｐｏｗｅｒｌｉｎｅｗｉｌｌｌｏｓｔｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｅａｒｌｉｅｒｔｈａｎｏｔｈｅｒｐａｒｔｓ．Ａｌｓｏ，ｎｏｎ—ｕｎｉｆｏｒｍｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｆｌａｓｈｏｖｅｒｓ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｆｌａｓｈｏｖｅｒｓｉＳｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｍｅａｒｔｉｃｌｅ．Ａｌｓｏ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｄｉｎＳＣＳＭ（ＳｕｒｆａｃｅＣｈａｒｇｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｐｌｏｔｉｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌｄａｔａＢｕｔｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｃｒｏｓｓｔｈｅｐｉｌｌａｒｓａｎｄｓｋｉｒｔｎｅａｒｔｈｅｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｅｎｄｉｓ１０％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｃｏｍｐｕｔｅｄ．Ｍａｙｂｅｉｔｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｔｏｐｏｗｅｒｌｉｎｅｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｉｎｎｏｎ·ｕｎｉｆｏｒｍｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ，１１０１１一ｕｎｉｆｏｒｍｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈａｓａｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈａｐｐｅａｒａｎｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｍｏｏｔｈｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｎｅｅｄｅｑｕａｌｉｚｅｒｃｉｒｃｌｅａｔｂｏｔｈｏｆｔｈｅｅｎｄｓ；ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｂｅｔｔｅｒｓｈａｐｅａｎｄｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｍｓａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｅｓｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏｆｉｎｄｔｈｅｆａｕｌｔｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ．ＫＥＹＷＯＲＤＳＣｏｍｐｏｓｉｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒ，ＵｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄＦｌａｓｈｏｖｅｒ，ＰｏｔｅｎｔｉａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ＳｕｒｆａｃｅＣｈａｒｇｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ●●第一章前言——复合绝缘子电压分布研究和不明闪络原因研究现状１复合绝缘子发展历史从１９世纪８０年代出现高压输电后一百多年来，输变电设备的外绝缘一直沿用瓷绝缘子，运行情况也基本满足要求。
摘要：要提高复合绝缘子冰闪电压，必须找出具有最优电场特性的伞裙结构，通过对复合绝缘子冰闪电压受伞裙结构影响的分析，提出了优化复合绝缘子伞裙结构的方法，第一从电场分布特性反面来分析，第二从流体力学或空气动力学方面来进行改进，并对电场特性受伞裙结构的影响因素进行分析。
关键词：复合绝缘子；伞裙结构；电场；覆冰中图分类号：TM216 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2014)02-0056-02冰区35/110 kV复合绝缘子伞裙结构优化技术（中山市城区电气工程有限公司，广东…中山…528401）叶国飞随着我国社会经济的稳步发展，电网建设的区域也逐渐扩大，很多输电线路布设于高海拔、覆冰严重的区域，该地区气候条件恶劣，严寒，对输电线路的安全性提出了很高的要求。
要进行输电线路的防覆冰研究，就需要从输电线路绝缘子着手。
在电力系统中，使用量最大的器件要数绝缘子了。
其中，复合绝缘子具有防污闪性能优异、重量轻、成本低等特点，被广泛应用于电力系统中。
复合绝缘子的使用，对维护电网安全运行、提高输电线路耐污闪水平起到了极大作用。
但是，复合绝缘子虽然防污闪性能较优，但却不能够有效防冰闪。
在输电线路等级日趋提高的现今，防冰闪性能较差的复合绝缘子的缺陷暴露无疑。
为了提高复合绝缘子的防冰闪性能，文章对复合绝缘子冰闪特性进行分析。
1 输电线路覆冰类型以及电场对绝缘子覆冰的影响当输电线路所处环境温度低于零摄氏度时，在风力等作用下，大气中的过冷水滴与物体表面接触就会形成覆冰，覆冰与热量传递和交换有着密切的关系，是过程为液态冷却水滴放出潜热的物理过程。
可将输电线路覆冰类型按照物理性质、密度、覆冰形成条件、覆冰外形分为：软雾凇、雾凇、雨凇。
这3种类型的主要参数以及形成条件可参照表1所示。
按照覆冰的形成内在机理以及增长过程，其又可分为湿增长过程和干增长过程，湿雪和雨凇覆冰属于湿增长过程，而干雪和雾凇覆冰属于干增长过程。
而混合凇覆冰介于湿增长和干增长过程之间。
浅析复合绝缘子与瓷和玻璃绝缘子直流污闪特性比较文章比较了复合绝缘子和瓷和玻璃绝缘子在直流污闪特性方面区别，以人工污秽试验的方式，满足我国特高压直流工程建设的一些需要。
主要从试验准备入手，然后阐述试验结果。
希望文章内容能为相关人员提供一些帮助。
标签：复合绝缘子；瓷合玻璃绝缘子；直流污闪特性有很多学者对不同类型的绝缘子直流电气开展了相应研究。
在电压的影响下，绝缘子的污闪特性没有随爬距增加出现线性关系，积污较少的是结构简单的绝缘子，并能对伞裙和”短接”电弧起到抑制的作用。
复合绝缘子自洁能力较差，积污较重对泄露距离的使用效率较低，与瓷合玻璃绝缘子相比，相同情况下，需要很小的爬距。
相比之下，复合绝缘子更有优势，结构更加简单，效率很高，具有较好的耐污性能。
1 绝缘子特性比较准备1.1 比较地点选取一个大型多功能人工气候室，高为12.6米，直径为8.3米，该地点的海拔为232m。
电源选用的是可控硅±600kV/0.5A双反馈直流，动态压降会在泄漏电流为0.5A时小于5%，电压纹的指数小于3%，能够达到IEC对直流污闪特性的相关电源要求，并严格遵守接线原理。
1.2 比较材料选取标准悬式瓷和绝缘子XP-160、XZP-210，悬式玻璃绝缘子LXZP-210、LXZP-300，直流复合绝缘子FXBW-±500/160短样A、B和短样 C FXBW-±800/400，这些材料的相关参数如表1所示。
表1 绝缘子材料参数对比图在图中结构高度为H；电弧距离为h；瓷和玻璃绝缘子盘径为D；复合绝缘子大伞径为d1，小伞径为d2；爬距为L。
1.3 比较方法对上述材料采用固体层的方法染上污物。
复合绝缘子选用定量涂刷法，各种污物下灰密与严密的比例为6：1，染污前预处理会使材料表明的憎水性受损，降至HC4-HC5，材料预处理后1小时完成涂污工作，24小时后进行比较。
瓷和玻璃绝缘子运用的是浸污法，并将这些材料用蒸汽雾湿润。
一种10kV覆冰复合绝缘子电场分布计算作者：王磊区燕敏来源：《电子技术与软件工程》2017年第19期摘要覆冰对复合绝缘子周围电场和电位分布有重要影响。
本文以一种10kV复合绝缘子作为仿真模型，通过利用有限元方法，模拟分别在结冰和融冰状态下，计算了不同冰柱长度下复合绝缘子周围电场分布。
得出：不论是结冰或是融冰状态，覆冰复合绝缘子周围电场的最大值几乎不受影响；冰尖处电场强度随冰柱长度增加而增大。
相比结冰时的结果，融冰状态时，冰尖出电场将畸变将更加严重。
最后，本文讨论了几种提高覆冰复合绝缘子电气特性的措施。
【关键词】绝缘子覆冰电场1 引言优异的耐污闪性能使得硅橡胶复合绝缘子在电力系统中获得了越来越广泛的应用。
然而，硅橡胶复合绝缘子在我国十几年的运行经验同时也表明：硅橡胶复合绝缘子耐污闪能力强却并不等于其可以完全杜绝污闪的发生。
覆冰可以看作是一种特殊的污秽。
由于复合绝缘子伞裙以及伞间距较小，覆冰对复合绝缘子的电场和电位分布的影响较大，直接威胁着电网的安全运行。
因此，研究覆冰对复合绝缘子的影响具有重要意义。
国内外不少学者从覆冰重量、融冰水电导率以及覆冰厚度等因素对绝缘子电气性能的影响程度进行了试验研究并为输电线路设计积累了宝贵经验。
而对于覆冰复合绝缘子的闪络原因目前没有一个统一的观点。
有学者基于奥本诺斯方程推导了冰闪过程的数学物理模型；也有学者从电弧发展的角度推导了基于电弧特性变化的冰闪模型。
另外，有学者则认为应从热力学方面且考虑热传递以及水分蒸发等因素，对冰闪过程进行分析。
冰闪是从局部放电开始，电弧发展从有弱到强直至击穿的过程。
局部放电的根本起因是由于局部电场的集中。
冰柱的存在使得复合绝缘子周围结构发生了变化，必然会改变局部电场。
因此，本文以一种10kV复合绝缘子为模型，分别从结冰和融冰状态两方面，计算了冰柱长度对复合绝缘子电场分布的影响。
最后，总结了提高覆冰状态下复合绝缘子闪络电压的措施。
2 仿真2.1 模型本文使用一种10 kV复合绝缘子作为仿真对象，共有2大伞1小伞，大伞直径125mm，小伞直径100mm，结构高度340mm，试品表面积370mm2，爬电距离为370mm。
基于污闪电压的接触网复合绝缘子伞裙优化研究基于污闪电压的接触网复合绝缘子伞裙优化研究随着高速铁路的快速发展，接触网作为供电系统的重要组成部分，其可靠性和稳定性对于运行安全起着至关重要的作用。
而污闪电压作为接触网复合绝缘子伞裙的重要评价指标之一，对维持系统正常工作和延长设备寿命有着重要的影响。
因此，对于接触网复合绝缘子伞裙的污闪电压进行优化研究具有重要的理论和实际意义。
首先，本研究对接触网复合绝缘子伞裙的结构进行了深入分析。
复合绝缘子伞裙作为接触网的关键组件，其结构设计与材料选择对于污闪电压有着直接的影响。
通过对国内外复合绝缘子伞裙的实际应用情况进行调研，分析发现：伞裙的形状、材料的性能、绝缘子的布置等因素对于污闪电压具有重要影响。
在此基础上，通过数值模拟方法对不同结构参数的复合绝缘子伞裙进行了污闪电压分析，结果表明：伞裙的直径和长度对污闪电压起到了关键作用，采用合适的结构参数能够有效降低污闪电压。
其次，本研究对接触网复合绝缘子伞裙的表面覆盖层进行了研究。
覆盖层作为伞裙的外层保护，旨在减少污闪电压的发生。
通过实验测量，我们对不同种类的表面覆盖层进行了性能对比，结果显示：耐污染性能较好、污垢易清洗的覆盖层能够显著降低污闪电压，并提高伞裙的使用寿命。
此外，对于伞裙的颜色选择也起着重要作用，浅色伞裙相比于深色伞裙在降低污闪电压方面效果更好。
最后，本研究结合实际案例，对接触网复合绝缘子伞裙的优化设计进行了验证。
通过在某高速铁路线路上安装改良后的伞裙，并进行实际运行测试，结果显示：与传统伞裙相比，优化设计的伞裙在污闪电压方面有了明显的改善，有效提高了系统的运行安全性和可靠性。
综上所述，本研究通过对基于污闪电压的接触网复合绝缘子伞裙优化研究，对伞裙的结构参数、表面覆盖层以及颜色选择进行了深入探究，并通过实验验证了优化设计的可行性。
这一研究对于接触网的稳定运行具有重要的意义，为高速铁路的安全运营提供了理论和实践指导。
复合绝缘子的运行特性及可靠性分析来源：武汉高压研究所时间：2007-11-08吴光亚，蔡炜，肖国英，顾光和，张锐，徐涛（武汉高压研究所，湖北武汉430074）摘要:在运行经验和试验研究的基础上，对复合绝缘子的运行特性和可靠性进行分析，指出了我国复合绝缘子在运行中应注意和研究的问题，同时提出了制造企业对其制造工艺、结构应改进的建议。
关键词:复合绝缘子;运行特性能;可靠性0 前言至今为止，我国输变电设备中已成功地使用了复合绝缘子约200万支，大大地降低了输变电设备的跳闸率，极大地提高了输变电设备安全运行可靠性。
结合我国国情，复合绝缘子在我国输变电设备中还会得到大量使用。
武汉高压研究所自1994年以来先后与广州市供电局、河北省电力局等电力部门和广州MPC国际电工有限公司、东莞市高能实业公司等制造部门合作开展复合绝缘子运行特性及可靠性研究。
同时电力部电气设备质量检验测试中心电瓷质检站对运行复合绝缘子进行了抽样试验和仲裁试验（委托）。
其结论是复合绝缘子的机械、电气和温度特性等满足运行对其要求，但复合绝缘子在运行不同年限后出现憎水性下降、机械强度降低、电气性能下降、密封破坏、绝缘子掉串和劣化等现象。
文章结合已开展的工作逐一对复合绝缘子的运行特性及可靠性和运行中出现的重大问题进行具体分析。
在此基础上指出我国对复合绝缘子应注意和研究的问题，同时也提出了制造企业对其制造工艺、结构应改进的建议。
1 运行特性及可靠性分析1.1 外观检查对运行最长时间11年和最短时间1年不同年限的所有不同电压等级的复合绝缘子，经外观检查，发现其绝缘表面出现局部放电，憎水性减弱;连接部位脱胶、裂缝、滑移;伞套材料脆化、硬化、粉化、开裂、起痕、树枝状通道、蚀损;伞裙变形严重;金属附件锈蚀和芯棒暴露等现象。
说明我国复合绝缘子的劣化现象较为严重。
不同地域所表现出的劣化程度不一样。
广东运行复合绝缘子憎水性下降比其他地域严重［1，2］，说明大气条件对复合绝缘子的劣化影响较大。
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究【摘要】作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。
从某种程度上来说，是埋下了电网安全运行的隐患。
笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。
为了确保电网安全运行，可以大力推广这一检测方法。
【关键词】复合绝缘子内绝缘缺陷电场分布法复合绝缘子带电检测仪1 研究项目确立的必要性1.1 复合绝缘子优势明显，应用广泛复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。
近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。
据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%为复合绝缘子。
我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-500kV交流输电线上运行。
在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。
80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成果转让与产品化工作。
90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。
从此，我国电网使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。
新建线路，包括交、直流500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。
短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。
1.2 复合绝缘子的使用现状以及其局限性复合绝缘子存在着多种界面。
目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭化通道。
复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究吴高林;周庆;肖前波;胡建林;毕茂强【摘要】绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用.以FXBW–110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验.试验结果表明:复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2019(052)004【总页数】7页(P59-65)【关键词】复合绝缘子;污闪;冰闪;临界闪络电流;绝缘配合【作者】吴高林;周庆;肖前波;胡建林;毕茂强【作者单位】国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401121;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401121;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401121;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆 400030;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆 400030;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054【正文语种】中文【中图分类】TM8530 引言绝缘子是电力系统中使用量最大的器件，复合绝缘子由于具有重量轻、防污性能强等诸多优异的性能[1]，已经广泛应用于输电线路上，与其他电力设备和器件相比，虽然复合绝缘子结构简单，成本相对较低，但其重要性不亚于其他电力元件[1-3]。
复合绝缘子憎水性及直流污闪特性的影响因素复合绝缘子憎水性及直流污闪特性是衡量绝缘子质量的重要指标之一，而影响这些特性的因素很多。
本文将介绍影响复合绝缘子憎水性及直流污闪特性的几个主要因素。
首先，复合绝缘子的纯度是影响其憎水性及直流污闪特性的主要因素之一。
在制作复合绝缘子过程中，如果使用的材料含有杂质或气泡，会影响其表面的平整度，从而降低憎水性能。
同时，杂质和气泡还会增加局部电场的非均匀性，导致局部放电，进而影响其直流污闪特性。
其次，复合绝缘子的表面处理也对其憎水性及直流污闪特性有着重要的影响。
复合绝缘子表面处理可以改变其表面的粗糙度和化学成分，增加其表面的憎水性能。
常见的表面处理方法包括喷涂硅脂和电镀金属等。
这些处理方法可以有效地减少水分在绝缘子表面的附着，提高绝缘子的憎水性能。
同时，表面处理也可以提高绝缘子的抗污闪能力，降低其直流污闪特性。
此外，复合绝缘子的结构参数也对其憎水性及直流污闪特性产生影响。
复合绝缘子的结构参数主要包括绝缘子盘直径、绝缘子盘之间的间距和绝缘子杆高度等。
这些参数的不同组合可以导致不同的电场分布，进而影响绝缘子的放电特性。
通常情况下，较大的绝缘子盘直径和绝缘子盘间距可以增大绝缘子的起始放电电压，提高其直流污闪能力。
而较长的绝缘子杆高度可以增大绝缘子的电场强度，提高其表面放电能力。
此外，环境因素也会对复合绝缘子的憎水性及直流污闪特性产生影响。
温度、湿度和污染物浓度等环境因素都会影响绝缘子表面的憎水性能和电场分布，进而影响其直流污闪特性。
在高温和高湿度条件下，绝缘子表面容易产生潮湿层，导致其憎水性能下降。
而大量的污染物会附着在绝缘子表面，增加电场非均匀性，从而影响绝缘子的直流污闪能力。
综上所述，复合绝缘子的憎水性及直流污闪特性是由多个因素共同影响的。
纯度、表面处理、结构参数和环境因素等都会对这些特性产生影响。
因此，在设计和使用复合绝缘子时，需要考虑这些因素，以提高绝缘子的性能和可靠性。
工厂复合化绝缘子电场分布特性及防污闪涂层参数优化计算武文华1，张锐1，袁金灿2，吴光亚1，张勤1，杨斌忠3，沈亚梅4(1. 中国电力科学研究院有限公司，湖北 武汉 430074；2. 国家电网有限公司，北京 100031；3. 苏州电瓷厂股份有限公司，江苏 苏州 215000；4. 南京电气(集团)有限责任公司，江苏 南京 210000)摘 要：为研究工厂复合化直流绝缘子在不同涂层厚度及涂覆工艺下的电场分布特性，利用传导电流场进行有限元仿真，分别对无涂覆涂层绝缘子、全涂覆涂层绝缘子、局部涂覆涂层绝缘子、不同涂层厚度下的绝缘子电场分布情况进行计算。
计算分析表明，工厂复合化瓷和玻璃绝缘子，在厚度不低于0.3 mm 的RTV 涂层全覆盖绝缘体表面时，钢脚边缘（涂层边缘）的最大电场强度不超过空气中的电晕起始场强；当RTV 涂层在钢脚附近存在留空时，钢脚边缘的电场强度均较高。
研究结果为工厂复合化绝缘子的防污闪涂层的参数优化设置提供了指导。
关键词：工厂复合化绝缘子；RTV 涂层；覆盖范围；涂层留空；电场强度中图分类号：TM216 文献标志码：A DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.2018052030 引言高压架空输电线路外绝缘的污闪问题日益威胁电力系统的安全稳定运行。
国内高压输电线路应对污闪的治理现状大致如下：有较强亲水性的瓷和玻璃绝缘子积污严重时，湿润条件下容易发生污秽闪络，需要定期清，工作量繁重。
硅橡胶复合绝缘子防污闪性能虽然较好，但具有易受外力破坏、老化性能不确定、运行负荷作用和长期机械性能较差的缺点，运行寿命不够长，应用范围受限。
在瓷和玻璃绝缘子表面涂覆RTV 涂料，能同时获得良好的机电特性和外绝缘表面憎水性，是一种极为有效的防污闪措施。
RTV 涂料的涂覆工艺质量受绝缘子复杂运行环境的影响而难以保证，绝缘子下表面的RTV 涂层经常存在涂料遗漏、涂层不均匀以及夹杂污秽物质等现象，使涂层容易剥落，还可能造成电场强度分布不均匀，导致运行效果差和涂层寿命不确定[1-5]。
工厂复合化绝缘子概念在2006年被提出，2015年起先后在±800 kV 和±1 100 kV 高压直流工程中获得大量应用。
工厂复合化绝缘子虽然在形式结构上与瓷和玻璃绝缘子喷涂RTV 涂料相似，但良好稳定的工厂化生产条件、先进的浸涂制造工艺和完善的厂内检测程序，保证了其能够长时间维持超高的防污闪性能和良好的机电性能，有效地解决了中国输电线路大面积污闪问题，但现有运行经验表明，RTV 防污闪涂料会影响瓷和玻璃绝缘子的部分性能参数[5-7]。
国内研究主要集中在工厂复合化绝缘子RTV 涂料的憎水性、阻燃性和自洁性等参数，而甚少涉及对绝缘子表面电场强度的影响，以及不同涂覆工艺下复合化绝缘子的参数差异性问题。
国内外大批研究机构和学者的研究成果表明，以RTV 为代表的有机复合绝缘材料在电晕作用下会出现结构龟裂、憎水性下降、加速老化[8-18]。
本文以盘形悬式瓷和玻璃绝缘子为例，以单片绝缘子作为研究对象，采用稳恒电流场有限元方法，建立直流条件下工厂复合化绝缘子真型模型，研究RTV 防污闪涂层对绝缘子外表面电场分布的影响情况，比较涂层不同涂敷方式对绝缘子电极边缘和涂层边缘电场强度的影响，优化选择合适的RTV 涂层涂敷方式以及涂层的厚度。
收稿日期：2018−05−20； 修回日期：2018−09−07。
基金项目：中国电科院创新基金项目(SZ83-18-002)。
第 52 卷 第 1 期中国电力Vol. 52, No. 12019 年 1 月ELECTRIC POWERJan. 2019881 绝缘子有限元模型及求解方法1.1 绝缘子模型根据2种800 kV 直流500 kN 工厂复合化绝缘子的尺寸参数建立绝缘子的仿真模型，这2种绝缘子的形状如图1所示。
将Autocad 设计图纸中的绝缘子设计图导入到Solidworks 绘图软件中，抽壳生成RTV 防污闪涂层，生成绝缘子的三维模型，再导入到有限元计算软件ANSYS 中，删除绝缘子模型中的体元素，保留XOY 平面上的二维轴对称旋转面，从而建立起单片绝缘子的二维模型，在提高计算精度和减少计算量的基础上，使计算模型最大程度与原设计方案保持一致。
1.2 求解方法在直流场作用下，电场按照电导率或电阻率分布，不同材料的交界面条件由法向全电流连续退化为法向传导电流连续，介质中建立的是稳恒传导电流场。
直流绝缘子的电场分布应采用传导电流场方法求解。
在求解域中，直流绝缘子的电位分布满足式(1)所示的方程。
利用有限元方法求解可得φρr z ΩΓf 式中：为电位；为介质的电导率；、为圆柱坐标系中的坐标；表示场域；为边界；为边界上的电位分布特征[19]。
1.3 材料参数及边界条件瓷和玻璃绝缘子各个构件的材料电阻率如表1所示[19-20]。
由于绝缘子运行在直流电压下，仿真模型忽略高压母线对绝缘子电场和电位分布的影响。
直流±800 kV 最高系统运行电压为816 kV ，按直流绝缘子片数70片计算，单片绝缘子上承压为11.657 kV 。
计算域中除绝缘子二维模型的对称轴外，其余边界均设置为零电位。
1.4 工厂复合化绝缘子的电场分布特征根据文献[5-6]中对工厂复合化绝缘子的涂层涂覆区域和涂层厚度的原则性要求，即涂层不应覆盖钢脚、钢帽、锌环和水泥粘合剂表面，且与钢脚、钢帽相邻的绝缘子外表面应留一段距离的无涂层区域。
结合实际情况，本文分别对图1中的2种绝缘子在RTV 涂层全涂覆和局部涂覆时进行电场计算，并进行定性分析。
涂层与绝缘子的结构如图2所示，涂层留空指的是绝缘子表面未涂覆RTV 涂层的一段，是绝缘子表面的一个环形区域。
以绝缘子与0.3 mm 涂层不同结合方式为例，计算得到RTV 涂层对工厂复合化绝缘子的电场强度影响如表2所示。
从数值上看，RTV 涂层涂敷方式和材质不同，对绝缘子的电场分布影响规律并不一致。
与无涂层时相比，钢脚附近有RTV 涂层覆盖时，耐污型瓷绝缘子内部电场强度增大，反之减小；RTV 涂层对耐污型玻璃绝缘子内部的最大电场强度没有影响。
全覆盖的RTV 涂层降低了耐污型瓷绝缘子各个位置的电场强度。
涂层覆盖到的位置电场强度均有不同程度的下降。
涂层在钢脚附近表 1 材料电阻率参数Table 1 Material resistivity材料名称电阻率/(Ω·mm)瓷/玻璃 1.6×1014/7.6×1012水泥粘合剂6钢9.78×10–8RTV 涂层2×1012空气5×1013锌 5.19×10–8沥青纸1×108毛毡1×1010耐污型瓷绝缘子H =289 mm R =191 mm 耐污型玻璃绝缘子H =281.5 mm R =193.8 mma)b)图 1 2种工厂复合化绝缘子剖面结构Fig. 1 Cross section structure diagram of insulators oftwo kinds of factory-composited insulators第 1 期武文华等：工厂复合化绝缘子电场分布特性及防污闪涂层参数优化计算892 RTV 涂层覆盖范围对工厂复合化绝缘子电场分布的影响设定留空长度为20 mm ，考察在RTV 涂层全覆盖、钢帽处留空、钢脚处留空、在钢脚和钢帽处均留空，以及单个RTV 涂层留空在不同留空长度时，涂层对工厂复合化绝缘子电场的影响。
表 2 RTV 涂层对工厂复合化绝缘子电场强度的影响Table 2 Effect of RTV coating on electric field of factory-composited insulatorskV/m绝缘子涂层状态无涂层全覆盖钢帽留空钢脚留空两端留空耐污型瓷绝缘子绝缘子内部最大电场强度933 1 060 1 060929928钢脚边缘5144281)4281)516515钢帽边缘54511)54511)54涂层留空的边缘——282)1313)131/284)耐污型玻璃绝缘子绝缘子内部最大电场强度1 309 1 390 1 390 1 390 1 390钢脚边缘5674101)4091)567567钢帽边缘1521291)1521291)153涂层留空的边缘——312)1183)118/314)注：1)位于水泥粘合剂，涂层和空气的三相交界处；2)位于钢帽附近的涂层末端；3)位于钢脚附近的涂层末端；4)分别为钢脚/钢帽附近的涂层端部。
全覆盖的涂层涂层在钢脚和钢帽处的留空边缘涂层留空涂层留空空气,水泥粘合剂与RTV 涂层三相界面空气，水泥粘合剂与绝缘体三相界面绝缘子本体绝缘子本体图 2 绝缘子表面上的RTV 涂层覆盖方式Fig. 2 RTV coating on insulator surface无涂装涂层全覆盖涂层两端留空耐污型瓷绝缘子在不同RTV 涂层下的电场线分布Fig. 3 Distribution of electric field lines of antipollution-type porcelain insulators under different RTV coatings中国电力第 52 卷902.1 RTV 涂层对瓷绝缘子电场的影响工厂复合化耐污型瓷绝缘子在不同RTV 涂层涂敷方式时，钢脚边缘电场、钢帽边缘电场和涂层留空的边缘电场依次如图4～7所示。
图中上下虚线位置为绝缘子在没有涂覆RTV 涂层时其表面的最大和最小电场强度，分别位于钢脚及钢帽边缘的水泥粘合剂、绝缘子绝缘体和空气的三相交从图4和图5可以看出，钢脚附近存在RTV 涂层时，钢脚边缘的电场强度随着涂层厚度的增加而显著降低，涂层厚度进一步增加，此处的电场强度下降趋势减弱；该处的电场强度也是RTV 涂层上的最大电场强度。
由图6、图7可以看出，绝缘子钢脚附近没有RTV 涂层时，绝缘子表面的最大电场强度出现在钢脚边缘的水泥粘合剂、绝缘子绝缘体和空气的三相交界处，数值超过了500 kV/m ，大于空气中电晕放电临界场强[10]。
涂层厚度对钢脚边缘的电场强度大小几乎没有任何影响。
RTV 涂层上的最大电场强度出现在绝缘子最靠近钢脚的涂层端部，其数值未超过200 kV/m ，随涂层厚度增大略RTV 涂层的涂覆方式以及涂层厚度对钢帽边缘电场强度的影响很小(见图4~7)。
根据图4和图5所示的计算结果，即工厂复合化耐污型瓷绝缘子的RTV 涂层全覆盖和在钢帽附近留空时，绝缘子各个位置的电场强度数值大小和受涂层厚度的影响特性比较一致，但由于绝缘子的上表面容易积污，RTV 涂层在钢帽附近留空时，绝缘本体有一部分裸露在空气中，长期运行存在的积污现象会使电场分布劣化，降低工厂复合化工艺对污闪性能改善的效用，积污对工厂复合化绝缘子的污闪特性影响有待于进一步研究。
