直流支柱绝缘子电场影响因素分析

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1、第37卷第2期四川电力技术Vo1．37，No．22014年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2014直流支柱绝缘子电场影响因素分析许安，何大猛，刘守豹(1．国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072；2．西安交通大学电气学院，陕西西安710049)摘要：直流支柱绝缘子是换流站支撑、固定高压设备，保证电气外绝缘的重要设备。为对直流支柱绝缘子特性影响因素进行分析，针对±500kV德阳换流站支柱绝缘子放电故障，使用有限元分析软件并结合现场实际，用2D直流场计算雨水、污秽和消防水管对直流支柱绝

2、缘子电场分布的影响情况。结果显示：(1)污秽的存在使得场强增大1．20倍；(2)雨滴的存在使得场强增大1．71倍；(3)消防管道、污秽和雨滴共同存在使得场强增大2．42倍，并且消防管道的对应位置场强增大5倍。电场的增大容易引起放电故障的发生，这对今后直流换流站相关设备的外绝缘优化设计、结构优化、运行维护和故障分析具有重要理论参考意义。关键词：直流支柱绝缘子；电场强度；有限元法；直流电场Abstract：TheDCpostinsulatorisanimportantequipmenttosupportandfixhigh—voltagee

3、quipment，andensuretheelectricexternalinsulationinconverterstation．InordertoanalyzetheinfluencingfactorsofDCpostinsulatorcharacteristicsandai—mingatthedischargefaultofpostinsulatorinDeyangConverterStation，thefiniteelementanalysissoftwareisusedandcom—binedwiththeactualsitu

4、ation，theinfluencesofraindrop，grimeandfiremainontheelectricfielddistributionofDCpostin—sulatorarecalculatedwith2DDCfield．Theresearchresultsshowthattheelectricfieldincreasesby1．20timeswhenitgnmed，andincreasesby1．71timeswhenraining．Itincreasesby2．42timeswhentherearegrim，ra

5、indropandfiremain，andtheelectricfieldincreasesby5timesintheplacecorrespondingtothefiremain．Thedischargephenomenonismorelike—lytobeoccurredwhentheelectricfieldincreases．Theresearchdataandconclusionsprovideatheoreticalreferenceforthefu—tureoptimaldesignofexternalinsulation

6、，thestructuraloptimization，theoperationmaintenanceandthefaultanalysisoftherelevantequipmentinDCconverterstation．Keywords：DCpostinsulator；electricfieldintensity；finiteelementmethod；DCfield中图分类号：TM861文献标志码：A文章编号：1003—6954(2014)02—0056—06为：极I直流极母线1号支撑绝缘子瓷瓶底部与支0引言撑构架结合处有放电迹象

7、(支撑绝缘子由4节瓷瓶组成，总长8．4m)，底部瓷瓶已形成放电圈，与平行高压直流输变电工程由于具有输送容量大、输的消防管道形成间歇性的贯穿放电通道。送距离远等优点，在中国得到了迅速发展，其设备次日2时，站内下雨情况稍小，1号支撑绝缘子的绝缘可靠性十分重要。在特高压直流输电中大量上部出现沿瓷瓶表面间断性闪络放电迹象(闪络长使用支柱绝缘子，在很大程度上决定系统的绝缘水度达1．5节瓷瓶)，一次闪络放电持续时间约1．5S。平和安全可靠性。然而近几年来，由于高压直流支4时站内雨势转为中雨，1号支撑绝缘子上部(大约柱瓷绝缘子的设计、制造质量、安装和

8、运行检修等原1．5节瓷瓶范围)沿支柱瓷瓶表面有零星放电闪络因，导致电力系统频繁发生支柱绝缘子断裂和污闪出现，进行视频记录，底部瓷瓶未见放电圈及放电通道，上部瓷瓶仍有零星放电点。4：30现场放电现象严重事故，