绝缘子覆冰及其电气试验方法的分析郑先华

绝缘子覆冰及其电气试验方法的分析郑先华

郑先华

（韶关市大江南输变电工程有限公司广东省韶关市512026）

摘要：进行输电线路铺设时，可能要开展覆冰地区的铺设工作，对输电线路运行安全性和稳定性有一定影响。本文主要针对绝缘子覆冰及其电气试验方法进行分析，以提高输电系统可靠性为目的，通过电气试验来探讨解决覆冰地区线路绝缘的措施，以便为输电线路系统建设提供借鉴，最终得到运行质量较好的输电系统。

关键词：绝缘子覆冰；电气试验；试验标准

绝缘子是输电系统中重要组成部分，为了保证输电线路安全运行，需要注重对绝缘子运行状态的检测，在保证绝缘措施有效实施的情况下，避免输电线路受外界因素影响。通过进行绝缘子覆冰电气试验，能为绝缘子保护提供有效借鉴，但是当前这类试验的试验方式还没有统一，得到的结论互不相同，这就为各地学术交流带来困难，因此有必要进行绝缘子覆冰电气试验方法的研究。

一、绝缘子覆冰分析

在分析绝缘子覆冰问题时，可从自然覆冰和人工覆冰两个角度出发，具体分析不同情况下的绝缘子覆冰现象。自然覆冰是指在覆冰严重地区建设变电站或铺设输电线路，进行自然覆冰地区的绝缘子覆冰电气试验时，会受到季节和气候的影响，造成试验结果差异大且试验流程不易控制。因此。在电气试验操作中，通常选择人工覆冰方式来观察绝缘子覆冰规律，具体分析这一情况下绝缘子的绝缘状态。如针对人工覆冰试验，可研究绝缘子的闪络特性。实际进行绝缘子覆冰情况下的电气特性试验时，需要充分利用人工覆冰的试验手段，以便快速获取试验条件，并在多次试验中掌握足够的电气试验数据，在对比分析下总结试验结论。人工覆冰包括带电和不带电两种，对于输电线路覆冰试验来讲，大多考虑带电覆冰条件下的电气试验，讨论输电线路电厂和绝缘子覆冰质量、密度、增长速度间的关系，为实际输电线路工程的施工和设计提供依据。总的来说，带电覆冰更加接近输电系统现实运行情况，因此，在进行电气试验时，要合理运用人工覆冰方式，并积极探索恰当的电气试验方式。

二、绝缘子覆冰漏电设计

进行绝缘子覆冰漏电设计时，需要保证绝缘子电流泄露数据的全面采集，保证试验过程的稳定性，在进行信号分析的情况下，对绝缘子运行状态有所了解。为了保证数据有效性，应注重采样操作的及时性和高精度，确保数据测量范围广，且数量大。为了满足上述要求，在硬件设计上，应满足系统输出性能好、运行可靠及系统运算及数据存储能力强的要求[1]。在设计硬件总体结构时，要遵循以下原则：将电流互感器接入到绝缘子接地线上，实时采集系统运行时的电流信息，同时可借助先进技术确保数据传输的数字化，能提高数据准确性，保证测量结果精度较高。同时可设置处理模块，进行系统电流数据的分析和存储。要想从多个渠道收集电流信号，首先要保证传感器合理选用。本次针对绝缘子覆冰试验，选用以电磁式为基础的互感器，具有测量精度和灵敏度高的优点。在选择好互感器的条件下，可利用互感器电磁饱和特性，合理设计输电线路绝缘子保护措施，以便获取需要的电压电流数据，有效分析覆冰绝缘子的电流泄露规律和变化情况。

三、绝缘子覆冰电气试验方法

绝缘子运用到输电线路中，能有效解决瓷质及玻璃绝缘子的污闪问题。由于绝缘子集中了硅橡胶绝缘子和瓷绝缘子的优点，因此可保证绝缘子结构稳定性，并且在机械拉伸上，由于硅橡胶的运用，使得绝缘子拉伸强度高，并体现出耐腐蚀和抗老化等优点。另外，绝缘子还能解决复合绝缘使用时的缺陷。所以有必要进行绝缘子覆冰电气试验，以便根据试验结果，讨论绝缘子优化设计方法。

（一）覆冰方法

上文提到绝缘子覆冰方法包括人工覆冰和自然覆冰两种，且人工覆冰又分为带电与不带电覆冰。利用带电人工覆冰方法，能确保试验结果在输电系统施工实践中有一定参考价值。但考虑到这一覆冰试验存在危险，因此，可采取低电压覆冰，在满足试验要求后再次升高电压进行绝缘子闪络试验。采取这种试验方法，尽管和实际输电线路覆冰情况存在差距，但是考虑了绝缘子覆冰情况下的电流泄露问题，可保证试验结果准确性。在覆冰试验各项参数确定上，当前学术界还没有给出统一标准，因此，本次参考已有研究实验进行人工覆冰。进行人工覆冰时，确保气候室内的喷雾量、温度及风速是稳定的，通过设定喷头喷水量来保证人工覆冰操作的顺利进行。另外冷却过程中，将风速控制在3m/s以下，而水滴较大时，可适当增加风速，确保覆冰操作的合理化。

（二）绝缘子的特征参数

在绝缘子受到覆冰因素影响时，其电流泄露路径、电气强度等参数发生变化，需要利用适当的特征参数表示绝缘子覆冰程度。现将运用以下几种特征参数：一是监测圆柱体表面的覆冰厚度；二是考察绝缘子表面的覆冰重量；三是根据泄露电流值、水电导率等表征覆冰情况。在确定特征参数的基础上，能准确控制绝缘子覆冰状态，为之后试验操作的进行奠定基础。

（三）电气试验

1.前期准备

在覆冰期试验过程中，主要模拟绝缘子覆冰情况下的闪络特性及电压耐受性，确保覆冰条件不变，随着时间推移，判断绝缘子各项参数变化规律。在融冰期间进行试验，主要是观察绝缘子融冰时，电气参数变化特征，并根据电气特性，确定输电线路设计重点。通过上述试验，可帮助技术人员掌握绝缘子覆冰时的电气特性及闪络特点等，进而保证输电系统的良好建设。

2.试验方法

在进行绝缘子覆冰情况下的电气试验时，采用闪络特性及电压耐受性表征绝缘子电气参数变化规律。当前关于这两种试验还没有明确标准，本文主要采取以下方法：一是最大耐受电压法。假设绝缘子最大耐受电压为U2，是指绝缘子在特性覆冰情况下的耐受电压最大值。通过观察不同电压下的绝缘子闪络或耐受状态，以便对其电气特性有所掌握。实际试验时，根据绝缘子电气参数确定电压设定值。当实验结果表明覆冰状态下的绝缘子在U2电压值下的4次试验中，出现3次耐受，而超过该电压的一定电压值下，该绝缘子发生2次闪络，则说明U2是覆冰绝缘子最大耐受电压[2]。二是U形曲线法。这一方法是指当绝缘子处于覆冰状态下，随着环境温度的升高，绝缘子会在升压过程中出现闪络，从实验数据可得到闪络电压与闪络次数间的曲线。根据曲线能直观判断覆冰绝缘子的电气特点。三是平均闪络电压方法。当绝缘子处于融冰期或者覆冰期时，逐渐升高电压至闪络，关掉电源后继续重复上述操作。在多次试验后，计算平均闪络电压。其中耐压法试验中绝缘子发生闪络的次数相对较少，不会对绝缘子造成危害，并且试验结论有一定借鉴价值。但是这一方法试验时间长且不能真实反映不同时期的绝缘子闪络电压值的变化特点。而平均闪络电压方法操作简单，但容易出现误差。U形曲线的试验方法是利用数学思维处理有关数据，能保证试验结果和真实情况相符合。

结论

综上所述，注重绝缘子绝缘保护，能为输电线路正常运行提供保障。当前关于绝缘子覆冰电气试验的方法较多，还没有一种标准的试验方法。本文从绝缘子电气试验特点出发，提出最大耐受电压和U形曲线的试验方法，根据试验结果，可为电网覆冰灾害的防范提供借鉴，并做好输电线路设计及铺设方面的防冰工作。

参考文献

[1]周游,徐丹.绝缘子覆冰及其电气试验方法探讨[J].居舍,2018(25):244.

[2]蒋兴良,苑吉河.绝缘子覆冰及其电气试验方法探讨[J].高电压技术,2015(05):4-6.