淋雨对棒-板长空气间隙正极性直流放电影响

张新，高超，陈枫林，孙瑞杰，王黎明

(1.云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217；2.南方电网科学研究院，广州 510080；3.清华大学深圳研究生院，深圳 518055)

淋雨对棒-板长空气间隙正极性直流放电影响

张新1，高超2，陈枫林3，孙瑞杰2，王黎明3

(1.云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217；2.南方电网科学研究院，广州 510080；3.清华大学深圳研究生院，深圳 518055)

棒板长间隙放电模型是最典型的模型，对绝缘设计具有重要的指导意义。将高电压试验与计算机仿真相结合的研究方式具有经济实用和方便灵活、可操作性强的优势。为研究降雨对棒板长间隙击穿电压的影响规律，本文构建了对棒-板长空气间隙正极性直流放电特性进行试验研究的方案，以便为后续的研究和分析提供基础。

棒板间隙；放电影响；试验方案

0 前言

目前，国内外对输电线路的放电特性及规律的研究工作均未涉及极端气候条件，在发生极端气候时，超特高压输电线路的外绝缘水平尚不可知。由于我国资源能源分布的特殊性，超特高压输电线路部分处于高海拔地区，因此有必要在实际高海拔条件下，空气间隙在直流、工频、操作过电压以及雷击过电压下的击穿特性和绝缘水平进行研究，以便为输电线路尤其是紧凑型线路塔窗空气间隙的选择提供理论与试验依据。

1 试验装置

1.1 试验设备

户外试验场尺寸为197 m×103m。悬吊试品的门形塔架尺寸为70 m(高)×70 m(宽)，设有5台载重3 t～5 t的卷扬机，用于试品布置。

1.1.1 7 200 kV冲击电压发生器

冲击电压发生器标称电压为7 200 kV，容量720 kJ，可产生波前时间2 500 μs及以下波形的操作和雷电冲击电压。由7 200 kV冲击电压分压器、传输电缆、二次分压器、数字采集卡和波形参数计算软件等组成的的测量系统经国家高电压计量站的校准，校准结果的总不确定度在±3%范围内。

1.1.2 1600 kV直流电压发生器

±1 600 kV直流电压发生器由供电电源、发生器本体、保护电阻、分压器/耦合电容器/接地开关组合装置和测量与控制系统组成，如图所示。其测量系统经国家高电压计量站 (武汉)的校准，校准结果的总不确定度在±3%范围内。

1.1.3 2250 kV工频试验变压器

2250kV工频电压发生器额定容量 4 500 kVA，额定电压2 250 kV。2 250 kV试验变压器结构由三节750 kV试验变压器串联而成，净高二十八米。其测量系统经国家高电压计量站 (武汉)的校准，校准结果的总不确定度在±3%范围内。

2 试验方案

工况可对淋雨环境下正极性直流对棒-板长空气间隙放电特性进行研究，还可实现对极端气候条件下长空气间隙，包括典型电极 (棒-棒、塔窗)，不同电压型式 (负极性直流、工频、操作波、雷电波)的放电特性研究。

2.1 试品布置

试验中使用的主要试验设备和测量仪器包括：7 200 kV/720 kJ冲击试验系统，±1 600 kV直流电压发生器，2 250 kV工频电压发生器。全站仪(莱卡TCR402POWER)，以及高速摄像机 (美国Phantom V12)等。试品为棒-板电极结构、如图1所示。

图1 布置示意图

2.2 试验依据标准

试验按照规程规定的试验和测量方法进行。

试验电压为正极性直流电压。采用升压法求取直流放电电压U，计算公式如 (1)：

其中，Ui为施加的电压，kV；n为有效试验的总次数，对直流放电试验取10～20次。

试验的标准偏差σ按照公式 (2)计算：

将试验放电电压数据修正到标准大气条件下(GB/T 16927.1-1997/IEC 60060-1：1989)。

淋雨试验雨量控制依据湿试验标准。

2.3 试验方法

典型间隙下的淋雨试验为人工控制不同雨量对棒-板间隙施加正极性直流进行试验。淋雨工况设计为大雨和小雨两种工况，相关参数分别在表1中给出。

表1 典型间隙下的淋雨试验程序的淋雨条件

3 结束语

本文构建了对棒-板长空气间隙正极性直流放电特性进行试验研究的平台，可为后续的研究和分析提供坚实基础。

[1] High-voltage Test Techniques，Part 1：General Definitions and Requirements，IEC Publ.60060-1，1989.

[2] 中华人民共和国电力行业标准.DL/T 620—1997，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 [S].

[3] X.L.Jiang，J.L.Hu，Z.J.Zhang，“Switching Impulse Flashover Performance of Different Types of Insulators at High Altitude Sites of above 2800m”，IEEE Trans.Dielectr.Electr. Insul，Vol.15，pp.1340-1345，2008.

[4] M.A.Salam，“Positive wire to plane coronas as influenced by humidity”，IEEE Trans.Ind.Appl.，Vol.21pp.35-40，1985.

Experiment Project of Analysis on Long Air Gap Discharge

ZHANG Xin1，GAO Chao2，CHEN Fenglin3，SUN Ruijie2，WANG Liming3
(1.Yunnan Electric Power Research Institute，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Kunming 650217，China；2.Electric Power Research Institute，CSG，Guangzhou 510080，China；3.Graduate School at Shenzhen，Tsinghua University，Shenzhen 518055，China)

The rod-plane long air gap discharge model is the most typical discharge one in transmission line models.Survey method combining high-voltage experiment with computer simulation is economical，flexible and operable.To study the discharge performance of air gap under rain conditions，this paper constructs experiment project.

rod-plane gap；discharge performance；experiment project

TM85

B

1006-7345(2015)05-0095-02

2015-06-15

张新 (1981)，男，硕士，工程师，云南电网有限责任公司电力科学研究院，从事高电压技术方面研究工作 (e-mail)siyanguilai＠sina.com。

高超 (1983)，男，硕士，高级工程师，南方电网科学研究院，从事高电压试验技术方面研究工作 (e-mail)gaochao＠csg.com。

陈枫林 (1989)，男，博士研究生，清华大学深圳研究生院，从事高电压技术方面研究工作。