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绝缘子覆冰闪络研究进展

摘要：覆冰绝缘子的电气特性是绝缘子防冰闪措施研究的关键技术难题，国内外学者对此进行了大量实验、理论研究，取得了很多有价值的成果，但输电线路冰闪事故仍时常发生。因此，总结了国内外关于绝缘子覆冰闪络的研究进展，为国内外从事绝缘子防冰闪工作的研究人员提供参考。结合近80年国内外对绝缘子覆冰闪络及其防治方法的丰富科学研究经验，从覆冰绝缘子表面冰层的物理特性、覆冰绝缘子实验方法、覆冰闪络特性及其冰闪数学模型等方面系统地总结分析了覆冰绝缘子闪络的各种影响因素/机理。并对未来绝缘子覆冰闪络的研究提出了一些极具价值地建议和设想。

关键词：覆冰；绝缘子；闪络特性；研究进展

Abstract：Theelectricalcharacteristicsofice-coveredinsulatorsisoneofthekeyissuesindevelopinganti-flashovermeasuresfortheinsulators.Althoughtherearemanyexperimentsandtheoreticalinvestigationsofthisissueworldwide,fromwhichalotofvaluableresultshasbeenobtained,icingflashoveraccidentsarestillfarfrombeingprevented.There-fore,itisnecessarytosummarizetheseresearchresultsofflashoversonice-coveredinsulator,soastoprovidereferencesforandguidefurthereffortsondevelopmentofanti-flashovermeasures.Onthebasisoftherichexperimentalinvestiga-tionsonicingflashoverandanti-icingmeasuresofinsulatorscarriedbothathomeandabroadinlasteightyyears.Wealsoproposedsomekeytopics,whichcoveredicingflashover’smechanismandcharacteristicsanditsmathematicalpredictionmodels,aswellassomesuggestionsandideas,forfutureresearchesoficingflashoversoninsulator.

Keywords：icing;insulator;flashoverperformance;researchanddevelopment

引言

覆冰是分布广泛的自然现象，人们已熟知纯冰的物理特性，但对积覆于绝缘子表面的污染冰层的物理特性和电气性能缺少系统研究。为表征绝缘子的覆冰特性，根据运营经验以及大量的观测和调查，宏观上将绝缘子覆冰限度分为轻微、轻度、中档和严重覆冰4种类型[1]。

自20世纪30年代起，国外便开始研究电网覆冰问题。通过80余年的连续研究，国内外已经初步制定了绝缘子覆冰的实验方法，并在实验室内获得了大量的绝缘子冰闪特性的实验结果，所研究的绝缘子串涉及到超特高压交直流系统[2-3]。由实验室的研究结果可知，在一定覆冰限度和运营电压下，融冰过程的最低冰闪电压、冰层和冰凌的覆冰水电导率是覆冰绝缘子电气特性最为重要的特性参数。

本文系统总结了近几十年来科研工作者取得的绝缘子覆冰闪络研究成果及尚待研究的科学难题，分析了其研究的发展趋势，并提出了解决上述问题的也许途径与努力方向。

1冰与绝缘子冰闪

1.1冰的物理性质

冰的形态决定了冰结晶形状和尺寸。绝缘子表面冰的形态与其电气闪络有直接关系。水在固化相变过程中，导电离子产生晶释效应，改变了绝缘子的放电途径，使其电气强度减少。在融冰过程中冰体表面或冰晶体表面的水膜不久溶解污秽物中的电解质并提高融冰水或冰面水膜的导电率，从而减少覆冰绝缘子串的闪络电压[4-5]。

1.2绝缘子冰闪过程

对于绝缘子冰闪，要解决的基本问题有：①预染污是否为绝缘子冰闪的必要条