±800kV直流复合绝缘子短样人工污秽闪络特性研究

16 中 国 电 机 工 程 学 报 第27卷

前试品与环境的温差<±2K；试验过程中雾室温度控制在<35℃。

（5）加压方式：本文直流试验电压为负极性，试验采用均匀升压法。待试品绝缘子表面污秽层充分湿润后，即伞裙边缘形成水滴时，即采用均匀升压法对试品绝缘子进行闪络试验。

（6）海拔高度的模拟：本文采用改变气压的方式模拟海拔高度。由文献[11,18-20]可得P与海拔高度(H)的关系为

H=45.1×[1 (P/P0)

0.1866

之间相差一个标准偏差σ。

2.2 试品绝缘子污闪电压的基本特性

由表2可知，试品污闪电压Uf具有以下特征：

表2 各种试品的闪络电压试验结果Uf/kV

Tab. 2 Flashover voltages of the tested insulators sample

试品 ESDD/(mg/cm)

0.03 0.05 0.08 0.15 ESDD/(mg/cm)

0.03 0.05 0.08 0.15

22

A B C P=98.7kPa

D E

Uf/kV σ/% Uf/kV σ/% Uf/kV σ/% Uf/kV σ/% Uf/kV σ/% 305.0 3.2 299.5 4.4 301.2 2.7 319.8 5.9 471.7 5.1 263.8 3.3 256.3 6.2 263.4 6.3 278.3 7.1 408.6 4.4 229.7 7.1 225.0 3.9 232.8 5.1 245.8 6.6 357.9 4.9 191.0 6.3 183.6 4.7 196.0 4.3 206.3 6.5 300.0 6.4

P=76.4kPa

249.3 4.9 243.5 6.7 245.2 5.2 268.5 6.3 385.8 3.1 216.2 6.1 211.0 3.4 215.8 4.6 235.9 5.7 337.4 4.8 189.4 5.7 186.1 4.6 193.1 3.3 210.0 5.5 298.3 7.1 161.1 7.2 156.6 3.8 165.3 5.5 178.4 7.3 252.9 6.8

] (1)

由式(1)可计算不同海拔高度对应的气压。本文模拟的H为232m和2500m，对应的P为98.6kPa和74.6kPa。

（7）高海拔低气压下的污闪试验：在人工气候室内模拟高海拔低气压下的污闪试验采用如下方法：

试品准备好后，先将人工气候室内的气压抽至比预定海拔高度下的气压低5~7kPa，然后打开蒸汽雾阀门，多次试验的经验表明，在锅炉蒸汽压为5Mpa时，阀门打开1/3，湿润7min，即可使污层充分湿润，当污秽充分湿润且气压到达预定海拔高度的气压时即进行闪络试验。

2 试验结果及分析

2.1 试验结果

本文对试品A、B、C、D和E的污闪特性进行了试验研究，试验时盐密(ESDD)/灰密(NSDD)分别取0.03/0.18、0.05/0.30、0.08/0.48、0.15/0.90mg/cm2，盐密与灰密之比为1:6。

每一污秽度下试品A、B、C和D各染污5次，试品每次染污均闪络5~7次，取与平均值误差低于10%的较低的3~4次闪络电压，共计取19次有效闪络电压的平均值为该试品在该污秽度下闪络电压Uf，并由19次试验结果计算标准偏差(σ%)。

试品E有3支试品，每一污秽度下每支试品染污3次，试品每次染污均闪络4~5次，取与平均值误差低于10%的较低的3次试验结果，取3支试品共计27次的闪络电压的平均值作为试品E在某一污秽度下的闪络电压Uf，并由27次试验结果计算标准偏差(σ%)。

本文按照上述方法得到试品A、B、C、D和E的闪络电压Uf(kV)及其标准偏差σ(%)如表2所示。对所进行的大量试验结果分析表明，升压法得到的Uf与耐受法得到的50%耐受电压或50%闪络电压

（1）试验结果的最大标准偏差σ为7.3%，最小为2.7%，全部试验结果的标准偏差均σ<7.5%。虽然试验数据较多，但仍具有一定的分散性。造成这种分散性的原因有：一是污秽刷涂过程很难控制一致，二是对试品绝缘子表面憎水性破坏的程度难以达到一致，三是湿润过程也可能存在分散性。

（2）A与D型具有相同的伞形结构，但配色方案不同。D的电弧距离和爬电距离分别是A的1.057、1.053倍。D的Uf是A的1.055倍，即其Uf与电弧距离基本呈线性关系。 2.3 Uf与ESDD的关系

由表2可得试品A、B、C、D和E在不同气压下的污闪电压Uf与ESDD的关系如图1所示。

根据文献[19-20]，并对试验结果进行分析表明，Uf与ESDD的关系为

Uf=A×(ESDD) a (2)

式中：A是由绝缘子结构决定的常数；a为污秽对Uf影响的特征指数。A、a由试验结果分析求得，将图1试验结果按式(2)进行拟合可得不同气压P下各试品的A、a值如表3所示。

表3 不同P下各试品的A、a值 Tab. 3 The values of A and a

P/kPa

试品

A

A B C D E

110.0 104.0 118.4 123.4 175.9

98.6

a 0.29 0.30 0.27 0.27 0.28

A 95.8 93.2 104.0 110.4 153.7

74.6

a 0.27 0.27 0.24 0.25 0.26