舒立春 劉延慶 蔣興良 胡琴 周龍武

盤型懸式絕緣子串自然覆冰直流放電發(fā)展路徑特點(diǎn)及影響因素分析

舒立春1劉延慶1蔣興良1胡琴1周龍武2

（1. 輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（重慶大學(xué)） 重慶 400044 2. 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院 南昌 330096）

絕緣子覆冰嚴(yán)重影響輸電線路的安全運(yùn)行，研究覆冰絕緣子放電發(fā)展路徑有助于完善絕緣子覆冰放電理論。鑒于現(xiàn)有研究缺乏對盤型懸式絕緣子自然覆冰放電路徑的系統(tǒng)分析，該文在現(xiàn)場進(jìn)行絕緣子覆冰直流閃絡(luò)試驗(yàn)，得到盤型懸式絕緣子雨凇覆冰和混合凇覆冰直流放電過程及放電路徑的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明：盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧總體從兩端向中部發(fā)展；而混合凇覆冰放電過程中會(huì)出現(xiàn)多次電弧變暗或“熄弧”現(xiàn)象，且閃絡(luò)路徑分散性較大，電弧總是分段存在的，電弧的位置和數(shù)量具有隨機(jī)性。此外，覆冰形態(tài)和自然風(fēng)對盤型懸式絕緣子閃絡(luò)放電路徑有很大的影響，對于雨凇覆冰，覆冰程度越重，冰棱長度越長，電弧越易橋接；電弧會(huì)在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生漂移和變形而集中在覆冰絕緣子的背風(fēng)面。

盤型懸式絕緣子 自然覆冰 直流放電 發(fā)展路徑特點(diǎn)

0 引言

絕緣子覆冰嚴(yán)重影響輸電線路的安全運(yùn)行[1-2]。為了探究覆冰絕緣子閃絡(luò)機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者對各類型覆冰絕緣子閃絡(luò)過程進(jìn)行了一系列的研究。研究結(jié)果表明：覆冰絕緣子閃絡(luò)時(shí)電弧可分為冰面電弧和空氣間隙電弧[3]兩類。覆冰絕緣子閃絡(luò)時(shí)首先在高壓端空氣間隙處產(chǎn)生局部電弧，該電弧隨著冰棱融化和脫落而延伸，隨著電壓的升高，局部電弧開始沿冰層表面發(fā)展，當(dāng)電弧長度達(dá)到臨界長度時(shí)，局部電弧發(fā)展成完全閃絡(luò)[4]。此外，一些學(xué)者還研究了覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑的影響因素，提出傘形結(jié)構(gòu)和冰棱的融化、脫落可以改變覆冰絕緣子的閃絡(luò)路徑，進(jìn)而影響其閃絡(luò)電壓[5-8]；熱浮力可以影響電弧發(fā)展速度，從而影響電弧的伏安特性[9]；在低氣壓下，電弧飄弧更為嚴(yán)重[10]。

然而，覆冰絕緣子受表面狀態(tài)和空間電荷的影響，導(dǎo)致其閃絡(luò)過程具有隨機(jī)性和復(fù)雜性[11-13]，國內(nèi)外鮮有對覆冰絕緣子閃絡(luò)放電路徑的研究，且缺少絕緣子自然覆冰的閃絡(luò)路徑的研究。再者，目前存在的研究大多是針對復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子的覆冰閃絡(luò)進(jìn)行的[14-16]，而對盤型懸式絕緣子覆冰閃絡(luò)的研究較少。但盤型懸式絕緣子在輸電線路中應(yīng)用廣泛，其構(gòu)造與復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子大有不同，這將勢必導(dǎo)致其放電路徑會(huì)與復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子有所區(qū)別。

因此，本文針對現(xiàn)有覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑分析的缺陷和不足，在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地搭建了覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑觀測平臺(tái)，并進(jìn)行了不同類型絕緣子覆冰閃絡(luò)試驗(yàn)。拍攝記錄了覆冰絕緣子閃絡(luò)時(shí)電弧發(fā)展路徑；分析比較了不同類型覆冰絕緣子放電發(fā)展路徑的差異；總結(jié)歸納了覆冰盤型懸式絕緣子放電發(fā)展路徑特點(diǎn)；并根據(jù)大量試驗(yàn)觀察，分析了覆冰盤型懸式絕緣子放電發(fā)展路徑的影響因素，為研究覆冰絕緣子冰閃機(jī)理和建立絕緣子閃絡(luò)模型提供了理論基礎(chǔ)。

1 試品、試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)方法

1.1 試品

本文主要試驗(yàn)對象為玻璃絕緣子LXP3-160，其試品的技術(shù)參數(shù)見表1，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。表中，為絕緣子結(jié)構(gòu)高度，為盤徑，為爬電距離，為表面積。

表1 試驗(yàn)絕緣子技術(shù)參數(shù)

Tab.1 Test insulator technical parameters

圖1 LXP3-160型絕緣子結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 試驗(yàn)平臺(tái)

本文覆冰絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地完成，如圖2所示。該基地海拔1 400m，具有典型的微地形、微氣象特征，年降水量1 800mm，最大風(fēng)速超過35m/s，覆冰持續(xù)時(shí)間最長50天，最大雨凇覆冰厚度500mm，是研究電網(wǎng)覆冰的理想場所。

圖2 雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地

本文旨在觀測覆冰絕緣子閃絡(luò)時(shí)放電發(fā)展路徑，然而，在自然環(huán)境中，覆冰絕緣子放電路徑因受冰棱和環(huán)境因素等多方面影響而具有隨機(jī)性和不確定性。為了能夠全面觀測不同類型覆冰絕緣子的放電路徑，在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地搭建了覆冰絕緣子放電路徑觀測平臺(tái)，如圖4所示。該平臺(tái)由兩面角度相差120°的鏡子（0.4m×0.8m）組成，攝像機(jī)放置在兩面鏡子中心處的正對面，通過調(diào)整攝像機(jī)和鏡面的距離就可以全方位拍攝覆冰絕緣子的放電路徑。攝像設(shè)備采用Nikon DIGITAL CAMERA D5500，視頻拍攝幀數(shù)為50幀/s，有效像素為2 416萬像素。

圖3 試驗(yàn)設(shè)備原理

1.3 試驗(yàn)方法

本文采用固體層法進(jìn)行盤型懸式絕緣子自然覆冰試驗(yàn)，具體操作流程可參考文獻(xiàn)[7]。與文獻(xiàn)[7]有所不同的是，本文是在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地進(jìn)行試驗(yàn)，為了防止絕緣子表面污穢流失，當(dāng)外界環(huán)境溫度低于-1℃后再懸掛絕緣子。為了使試驗(yàn)結(jié)果更可靠，本文在自然環(huán)境的多次冰期中進(jìn)行多次試驗(yàn)，一共進(jìn)行約10次試驗(yàn)，每次試驗(yàn)設(shè)置4組試品。在覆冰過程和試驗(yàn)過程中，對環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速和壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，圖5為本文試驗(yàn)中某天的雨凇覆冰氣象參數(shù)變化情況。本文中，雨凇覆冰閃絡(luò)試驗(yàn)時(shí)的溫度、壓強(qiáng)、相對濕度和風(fēng)速分別為-5.3℃、87.2kPa、72.13%和0.99m/s；混合凇覆冰閃絡(luò)試驗(yàn)時(shí)的溫度、壓強(qiáng)、相對濕度和風(fēng)速分別為-9.1℃、86.8kPa、100%和1.24m/s。

圖5 雨凇覆冰過程環(huán)境氣象參數(shù)變化

自然覆冰完成后，按照圖4調(diào)整攝像機(jī)和鏡子的位置，使覆冰絕緣子和鏡子中的虛像能夠同時(shí)反射到攝像機(jī)的鏡頭中，這樣就可以完整記錄覆冰絕緣子放電路徑。觀測平臺(tái)布置完成后，采用“U”形曲線法對試品絕緣子進(jìn)行加壓[7]，在加壓的同時(shí)打開攝像機(jī)，開始記錄放電過程。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 覆冰盤型懸式絕緣子放電發(fā)展過程

圖6給出了盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧從產(chǎn)生、發(fā)展到完全閃絡(luò)的代表性過程。圖7為盤型懸式絕緣子混合凇覆冰放電發(fā)展過程，圖中，0s代表剛觀察到有局部電弧的時(shí)間。

由圖6可以看出，盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧從兩端向中部發(fā)展。由于覆冰導(dǎo)致的絕緣子電場分布不均勻，在加壓過程中先在電場最強(qiáng)的高壓端下表面產(chǎn)生微弱的藍(lán)紫色電暈放電，伴隨著滋滋的電暈噪聲。隨著電壓的升高，電暈噪聲越來越大，在高壓端下表面產(chǎn)生紅黃色的局部電?。ㄒ妶D6b）。隨后，低壓端鋼帽處也開始出現(xiàn)紅黃色或白色的局部電?。ㄒ妶D6c），此時(shí)，可聽到電弧燃燒的聲音，并看到冰棱開始融化。經(jīng)過0.04s后，高壓端第二片絕緣子、低壓端第二片絕緣子和絕緣子中部也相繼出現(xiàn)局部電弧（見圖6d和圖6e）。最后電弧快速貫穿整串絕緣子，完成最終閃絡(luò)，閃絡(luò)后可看到由于電弧熱效應(yīng)引起空氣膨脹。

圖6 盤型懸式絕緣子雨凇覆冰放電發(fā)展過程

圖7a為盤型懸式絕緣子自然覆冰混合凇形態(tài)。自然覆冰混合凇呈“鱗”狀，沒有明顯的冰棱，混合凇沿著迎風(fēng)側(cè)方向生長，導(dǎo)致迎風(fēng)側(cè)覆冰比背風(fēng)側(cè)厚，迎風(fēng)側(cè)冰厚可達(dá)12mm，背風(fēng)側(cè)冰厚為5mm。相對于雨凇覆冰，盤型懸式絕緣子混合凇覆冰放電過程較為復(fù)雜。如圖7b～圖7g所示，盤型懸式絕緣子在加壓過程中首先在高壓端絕緣子下表面形成藍(lán)紫色電暈放電，隨著電壓的升高，依次在低壓端絕緣子、中部絕緣子下表面產(chǎn)生電暈，但這些電暈活動(dòng)并不穩(wěn)定，在圖7b～圖7g這段時(shí)間內(nèi)，電暈放電忽強(qiáng)忽弱，亮度忽明忽暗。之后，藍(lán)紫色電暈逐步形成了白色局部電弧，如圖7h所示，此時(shí)，由于混合凇的粘結(jié)力比較弱，會(huì)出現(xiàn)冰層脫落的現(xiàn)象，如圖7h圓圈標(biāo)記所示。隨著電壓的升高，局部電弧并沒有快速發(fā)展成完全閃絡(luò)，而是經(jīng)歷了幾次明-暗交替的過程，如圖7h～圖7m所示，其中，圖7h、圖7j和圖7l中電弧亮度亮；而圖7i、圖7k和圖7m中，電弧亮度暗，這是由于局部電弧形成后，電源提供的能量一部分用于局部電弧的維持，其余部分用于融化冰層，混合凇冰層較易融化，融化后使局部電弧長度增加，導(dǎo)致維持局部電弧需要的能量增大，若電源未能提供足夠的能量，就會(huì)出現(xiàn)電弧變暗或“熄弧”現(xiàn)象[18]。而當(dāng)電源能量能夠同時(shí)維持局部電弧發(fā)展和泄漏電流融冰時(shí)，局部電弧又變得明亮且向前發(fā)展，當(dāng)達(dá)到臨界閃絡(luò)條件時(shí)[19]，就會(huì)迅速連通，最終形成完全閃絡(luò)，并伴有冰屑脫落。

2.2 覆冰盤型懸式絕緣子放電路徑特點(diǎn)

覆冰盤型絕緣子閃絡(luò)路徑因其具有隨機(jī)性和復(fù)雜性，使得針對覆冰盤型絕緣子放電路徑的研究較少。本文采用1.3節(jié)中的試驗(yàn)方法，在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地進(jìn)行盤型懸式絕緣子覆冰閃絡(luò)試驗(yàn)，圖8為不同類型絕緣子串覆冰閃絡(luò)路徑比較。通過對大量的覆冰絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到覆冰盤型懸式絕緣子放電路徑有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

圖8 不同類型覆冰絕緣子串閃絡(luò)路徑比較

（1）圖8中，各類絕緣子傘裙之間有冰棱，但冰棱未橋接。由圖8可知，覆冰盤型懸式絕緣子閃絡(luò)完成時(shí)，整條閃絡(luò)通道由多段電弧組成，而復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子覆冰閃絡(luò)完成時(shí)，只有一條完整的電弧貫穿整串絕緣子，且電弧一般都是沿著冰棱發(fā)展。這是由盤型懸式絕緣子串與復(fù)合、支柱絕緣子結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致的，盤型懸式絕緣子串由多片玻璃絕緣子組成，每片玻璃絕緣子包含金屬材質(zhì)的鋼腳和鋼帽，而當(dāng)盤型懸式絕緣子處在運(yùn)行環(huán)境中時(shí)，鋼腳、鋼帽在整個(gè)電場環(huán)境中相當(dāng)于懸浮導(dǎo) 體[20]，在鋼腳、鋼帽處極易產(chǎn)生電暈放電。因此，當(dāng)覆冰盤型懸式絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，電弧弧足極有可能會(huì)落到鋼腳、鋼帽上，從而使整條閃絡(luò)路徑呈現(xiàn)電弧分段的現(xiàn)象。而復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子只有高壓端和低壓端有金屬結(jié)構(gòu)，使其整個(gè)閃絡(luò)通道只有一條電弧貫穿。同一串覆冰絕緣子三次閃絡(luò)的放電路徑如圖9所示，大量試驗(yàn)觀察表明，盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)完成時(shí)電弧分段的數(shù)量和位置都是隨機(jī)的，如圖9b中覆冰絕緣子放電路徑由5段電弧組成，每段電弧跨越的絕緣子片數(shù)自上而下分別為1、1、2、2、1，而圖9c中覆冰絕緣子放電路徑則由3段電弧組成，每段電弧跨越的絕緣子片數(shù)自上而下分別為1、1、5。這些都與風(fēng)速、冰棱長度和冰層與冰棱表面狀態(tài)有關(guān)。

圖9 同一串覆冰絕緣子三次閃絡(luò)的放電路徑

（2）同一串覆冰盤型懸式絕緣子放電路徑分散性很大。對同一絕緣子串進(jìn)行多次加壓，每次加壓得到的覆冰絕緣子放電路徑都有所不同。圖9中，同一覆冰絕緣子三次閃絡(luò)過程各不相同，電弧的位置、電弧分段數(shù)量及總的電弧長度都有所差別。這是由于覆冰絕緣子經(jīng)過每一次加壓之后，由于電弧的灼燒和泄露電流焦耳熱的作用，使得冰棱長度和冰層、冰棱表面狀態(tài)均發(fā)生變化，從而導(dǎo)致每次加壓的電弧發(fā)展路徑發(fā)生改變。根據(jù)閃絡(luò)電壓預(yù)測模型[21]知，閃絡(luò)路徑的變化會(huì)影響剩余冰層電阻，從而影響閃絡(luò)電壓，因此，可推測閃絡(luò)路徑的變化也有可能是融冰期覆冰絕緣子閃絡(luò)電壓降低的影響因素之一。

（3）與盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)相比，盤型懸式絕緣子混合凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧并沒有沿冰層外表面發(fā)展，而是沿冰層內(nèi)部發(fā)展。雖然無法清晰看到電弧輪廓，但混合凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧都是沿覆冰較少的背風(fēng)面發(fā)展的，這是由于絕緣子背風(fēng)面的冰比迎風(fēng)面的冰更易融化[14]，即當(dāng)電壓較低時(shí)，其產(chǎn)生的泄漏電流足以融化背風(fēng)面的冰，形成一層導(dǎo)電水膜，從而增大泄漏電流，使局部電弧更易發(fā)展。此外，盤型懸式絕緣子混合凇覆冰直流閃絡(luò)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電弧忽明忽暗的現(xiàn)象，這已在2.1節(jié)中進(jìn)行了詳細(xì)地分析。

綜上所述，盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)放電路徑與復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子有所不同，且由于自然環(huán)境因素或覆冰的影響導(dǎo)致放電路徑千變?nèi)f化。為進(jìn)一步探究盤型懸式絕緣子覆冰閃絡(luò)機(jī)理，有必要對盤型懸式絕緣子覆冰閃絡(luò)放電路徑進(jìn)行影響因素分析。

3 覆冰絕緣子放電路徑影響因素分析

3.1 覆冰形態(tài)對覆冰絕緣子放電路徑的影響

在實(shí)際覆冰過程中，由于外界氣候條件的影響，絕緣子自然覆冰的形態(tài)多種多樣，就絕緣子覆冰類型而言，大致分為雨凇、霧凇和混合凇三類，而這三類覆冰類型的放電路徑卻大不相同。第2.2節(jié)已經(jīng)分析了盤型懸式絕緣子雨凇覆冰和混合凇覆冰閃絡(luò)路徑的差異，由于在進(jìn)行自然覆冰過程中未出現(xiàn)霧凇的情況，故本文暫不分析盤型懸式絕緣子霧凇閃絡(luò)的情況。

此外，同一種類型的絕緣子覆冰，以雨凇為例，由于其冰棱長度、覆冰程度的不同，也會(huì)對閃絡(luò)時(shí)放電路徑產(chǎn)生影響。不同覆冰程度覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑如圖10所示，根據(jù)在雪峰山試驗(yàn)基地進(jìn)行的大量試驗(yàn)觀察得到，對于雨凇覆冰，覆冰程度越重，冰棱長度越長，放電過程中，電弧越易橋接，電弧越易沿絕緣子干弧距離發(fā)展。

3.2 自然風(fēng)對覆冰絕緣子放電路徑的影響

對絕緣子自然覆冰放電路徑的研究，不可忽略的一個(gè)重要因素就是自然風(fēng)。自然覆冰與人工覆冰不同，自然覆冰的氣候條件不可控，溫度、相對濕度和風(fēng)速等都是實(shí)時(shí)變化的，這就會(huì)導(dǎo)致其對絕緣子覆冰閃絡(luò)放電路徑產(chǎn)生影響，其中，對閃絡(luò)放電路徑影響最大的就是自然風(fēng)，自然風(fēng)對覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑的影響如圖11所示。

圖10 不同覆冰程度覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑

圖11 自然風(fēng)對覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑的影響

圖11為自然風(fēng)速為3～5m/s時(shí)覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑，而圖10中的絕緣子閃絡(luò)過程中的風(fēng)速范圍為0～1m/s，根據(jù)圖10和圖11的比較可知，自然風(fēng)對絕緣子閃絡(luò)路徑有很大的影響。當(dāng)無風(fēng)或風(fēng)速較?。?～1m/s）時(shí)，電弧一般貼著絕緣子和冰棱表面發(fā)展，電弧長度近似等于絕緣子的干弧距離，如圖10b所示。而當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)（3～5m/s），電弧會(huì)在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生漂移和變形，電弧長度明顯增加，沿風(fēng)向飄弧嚴(yán)重，導(dǎo)致電弧路徑大都集中在覆冰絕緣子的背風(fēng)面，如圖11所示。由于自然風(fēng)的風(fēng)速和方向都不可控，所以本文只針對自然風(fēng)對放電路徑的影響進(jìn)行定性的分析，對于風(fēng)速對閃絡(luò)路徑的影響機(jī)理還需在人工氣候室進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

當(dāng)然，除了覆冰形態(tài)和自然風(fēng)之外，覆冰絕緣子表面狀態(tài)和電場分布也會(huì)對閃絡(luò)路徑造成影響，表面狀態(tài)對閃絡(luò)路徑的影響主要也是通過改變電場分布造成的，而電場對閃絡(luò)路徑的影響已在文獻(xiàn)[22]中進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本文不再贅述。

4 結(jié)論

本文在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地進(jìn)行了盤型懸式絕緣子覆冰直流閃絡(luò)試驗(yàn)，觀測了盤型懸式覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑，總結(jié)了盤型懸式覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑的特點(diǎn)，分析了盤型懸式絕緣子覆冰放電發(fā)展路徑的影響因素，為研究覆冰絕緣子冰閃機(jī)理和建立絕緣子閃絡(luò)模型提供了理論基礎(chǔ)，得到的主要結(jié)論如下：

1）盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧總體從兩端向中部發(fā)展，而混合凇覆冰放電過程較雨凇覆冰更為復(fù)雜。盤型懸式絕緣子混合凇覆冰直流放電過程中由于冰層融化和脫落，電源未能及時(shí)提供足夠的能量，會(huì)出現(xiàn)多次電弧變暗或“熄弧”現(xiàn)象。

2）覆冰絕緣子閃絡(luò)路徑分散性較大，同一覆冰絕緣子串多次閃絡(luò)，每次閃絡(luò)路徑均不相同；與復(fù)合絕緣子和支柱絕緣子相比，盤型懸式絕緣子雨凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，并不是一整條電弧貫穿高壓端和低壓端，而是分段存在，電弧的位置和數(shù)量都是隨機(jī)的；盤型懸式絕緣子混合凇覆冰閃絡(luò)時(shí)，電弧在冰層內(nèi)部，且沿覆冰較少的背風(fēng)面發(fā)展。

3）大量試驗(yàn)結(jié)果表明，覆冰形態(tài)和風(fēng)速對覆冰絕緣子放電路徑有很大的影響。對于雨凇覆冰，覆冰程度越重，冰棱長度越長，電弧越易橋接。當(dāng)風(fēng)速足夠大時(shí)，電弧會(huì)在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生漂移和變形，電弧路徑大都集中在覆冰絕緣子的背風(fēng)面。

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Analysis on the DC Discharge Path of Ice-Covered Disc Type Suspension Insulators under Natural Conditions

11112

（1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co. Ltd Nanchang 330096 China）

Ice-covered insulator flashover seriously affects the safe operation of transmission lines. Studying the discharge path is helpful to improve the discharge theory of ice-covered insulators. However, existing researches lack a systematic analysis on the discharge path. For this reason, this paper carried out DC flashover tests of ice-covered disc type suspension insulators under natural conditions. The whole discharge process and the discharge characteristics were obtained. The results show that the arc generally develops from both ends to the middle during the glaze flashover process, while arc darkening or extinguishing may occur many times for mixed-phase ice. The flashover paths have great dispersion. The arc exists in segments with a random arc length and arc location. Moreover, the ice pattern and wind have a great influence on the discharge path. For glaze icing, the heavier the icing degree, the longer the icicle length is, and the easier the arc is bridged. The arc will drift and deform under the action of wind force, leading to the arc gathering on the leeward side.

Disc type suspension insulator, natural icing, DC discharge, characteristics of discharge path

TM85

10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200017

國家電網(wǎng)公司項(xiàng)目（52182017000X）和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51637002）資助。

2020-01-07

2020-03-06

舒立春 男，1964年生，博士，教授，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù)、輸電線路覆冰與防護(hù)。E-mail: lcshu@cqu.edu.cn

劉延慶 男，1990年生，博士研究生，研究方向?yàn)楦脖^緣子直流閃絡(luò)模型。E-mail: liuyanqing@cqu.edu.cn（通信作者）

（編輯 陳 誠）