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摘要：在某些情况下，1100kv气流循环的组合绝缘导致闪光故障，这些故障在闪烁后以潮湿和干燥的工作频率进行了测试。结合ANSYS仿真结果，模拟了力场分布，不仅模拟了光纤双底接地导体对漏电距离分布的影响，还模拟了实验中具有不同曲率半径的锤平均压环，进行了电场分布仿真分析。
关键词：架空输电线路;绝缘子;闪络;
中图分类号：TM216 文献标识码：A
引言
近年来，随着电网大范围扩建，输电线路日益增多，复合绝缘子的挂网数量越来越多，因为复合绝缘子具有机械性能好，质量较传统瓷或玻璃绝缘子轻，且基本属于免清扫，安装方便，耐污秽能力更强，伞套憎水性强等特点，因此被大批量安装应用在输电线路上。但是随着挂网时间的增加，在恶劣自然环境以及电化学共同作用下，复合绝缘子憎水性、电气性能、机械性能均会不同程度的下降，在鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响下，复合绝缘子常常会发生故障闪络。很多复合绝缘子闪络故障具有极大的隐蔽性，闪络原因不易确定且故障点较难查找。本文通过对地理环境、复合绝缘子电气性能等方面分析了发生在某地区110kV架空输电线路复合绝缘子闪络故障跳闸事件。通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。
1、故障情况分析
1.1保护动作情况
2018年9月12日06时11分，地区某110kV线路距离II段保护动作，B相跳闸，重合成功。保护测距：两侧变电站测距分别10km和2.3km。故障线路全长12.925km，杆塔总数56基，线路导线型号：LGJ-240/30、LGJ-150/20，直线杆绝缘子型号：FXBW-110/100，耐张杆绝缘子型号：XP-7、XWP-7。故障地区有雾气、微风，最高温度26℃，最低温度13℃，相对空气湿度80%。
1.2故障点现场情况
巡视人员发现#42杆B相绝缘子有上下均压环、碗头刮板、球头挂环螺栓被电弧灼伤，复合绝缘子表面无放电痕迹。高低压侧均压环上有短路接地电流烧蚀的圆孔，可以初步判断为本次故障的放电点。
2、闪络后试验
该线考虑到防风偏置和均压，在绝缘子的高压末端安装了锤子均压。断层复合绝缘子模型为fxbw-110，生产日期为2015年6月。根据国家、工业等相关标准对发生闪络故障的复合绝缘子的外观检查、干（湿）工频耐压试验、沸腾试验、陡峭的波浪冲击等进行分析。
2.1设计参数、憎水性及外观检查
失败复合绝缘子的性能参数研究见表1，该表中的参数符合相关规定的要求。疏水性等级试验结果显示，HC1对故障绝缘子的疏水性好。外观检查结果表明，伞盖上存在鸟粪，柱形锤子均压有闪光迹象，其他部位没有异常。
2干、湿工频耐压试验
复合绝缘子交流工频干耐受、湿耐受电压试验结果见表2，各项试验结果均合格。
2.3水煮及验证试验
复合绝缘子将质量分数为0.1%的氯化钠作为离子水连续煮沸42h，水沸腾后，放入容器中，直到验证测试完成，并保持50℃的温度。为了确保出故障的复合绝缘子的接口状态良好，人生在试验结束48小时内进行了验证试验。
2.3.1外观检查
42h的生活在考试后试用雨伞套装良好，没有裂解现象。
2.3.2陡波前冲击电压试验
为了进一步验证缺陷绝缘子的交叉接口性能，对1050～1213μs的陡峭波前冲击电压测试，上下电极距离约为450mm。试验分为5个部分，缺陷复合绝缘子正负各通过25个陡峭的波冲击电压试验，无破坏、发热等现象，接触绝缘性良好。陡峭的波浪冲击电压测试波形如图1、图2所示。上述各项检查表明，该绝缘子的每个主要性能参数均符合标准要求，疏水性适合，通过交流压力试验，绝缘特性和交叉接口性能良好。
3、电场仿真分析
3.1仿真模型建立
电场模拟计算模型如下计算模型数据，如图3所示。发生错误时，模型中与单个组件相关的尺寸根据所有设备的实际尺寸确定，模型中导线的长度为3.33米。模拟交叉带、复合绝缘子的接地电位和均压环电位为0，复合绝缘子和模拟导体的电位为110kv，相电压峰值为179.6kv。
通过仿真计算，可以比较分析绝缘子电场在没有OPGW的情况下的分布，并安装曲率半径分别为0.25厘米、2厘米和3厘米的锤平均压力环的电场分布，以找出影响复合绝缘子电场分布的主要因素。
3.2复合绝缘子电压、电场分布及OPGW在电场中的作用
OPGW使水印（如电压）更密集，绝缘子串底部的电场得到增强。OPGW在电场中时，总绝缘间隔缩短了约0.299m，因此可以看作OPGW对绝缘子串间隙电场没有影响。
3.3复合绝缘子电场分布及不同形式均压环在电场中的作用
（1）安装模锤平均压力环时，最大电场强度为38775v/m，比没有平均压力环时为113619v/m，比环平均压力环时为124291v/m;最大位置在均压中。（2）环均压环的最大场强值是与其他均压环相比的最小电场强度，分析表明均压环的一半曲率半径越大，电场强度就越小。曲率半径越小，电场强度越大。
4、试验结果分析
从尺寸检查、工频电压试验和冲击电压试验可以看出，故障复合绝缘子的尺寸选择较为合理，满足了杆塔所在污染区外绝缘配置的要求。此外，伞间距和爬电系数也表明电弧桥接的可能性很小，疏水性为HC2，属于良好的范围，能够满足线路的正常运行，能够承受高湿闪络电压。工频干湿耐受试验和工频干湿闪络对比试验结果合格，也说明了这一结论。冲击耐压试验中未发生击穿。因此，绝缘子的绝缘性能符合相关标准要求，绝缘性能良好。
5、闪络原因分析
从试验结果可以看出，故障复合绝缘子尺寸选择合理，憎水性满足运行要求，各项电气试验均合格，说明其绝缘性能良好，可以排除复合绝缘子本身质量问题。结合当时故障发生时的天气情况分析，闪络发生时，杆塔所处地区为中雨天气，空气相对湿度达到了90%。外观检查时发现故障复合绝缘子上、下均压环均被短路接地电流烧蚀圆形孔洞，而伞裙表面无明显放电痕迹，说明放电通道很有可能直接由上均压环直接贯通到下均压环，没有在伞裙表面沿面闪络或者只经过伞裙中部，之后迅速到达底部，进而发生放电跳闸。综上分析认为大量雨水在防鸟型均压环上集聚，然后雨水沿均压环较低处流下，形成水帘，由于雨水持续不断，最终形成放电通道，将均压环烧蚀，导致复合绝缘子闪络，线路跳闸。
结束语
通过对相关数据的分析，我们知道组合绝缘性能不受影响，OPGW对复合绝缘材料分布的影响微乎其微。复合绝缘子和球面上平坦电场的平均强度越低，应力场的不均匀强度就越大。复合绝缘子的性能和整体性能越好，气候条件越好，干扰就越少。此外，伞的老化不那么明显，也不那么容易发生。我们知道聚变绝缘闪光故障是电场畸变和局部力场强度高所致，因為圆柱形环曲率半径太小，导致电场畸变、局部电场强度过高。
参考文献
[1]国家电网公司运维检修部.国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）[M].北京：中国电力出版社，2017.
[2]赵勇，石光，刘巍.电流回路两点接地引起变压器差动保护误动分析[J].华中电力，2017，23（1）：125-127.
[3]王海龙.110kV线路复合绝缘子仿真分析[J].宁夏电力，2016（S）
关键词：架空输电线路;绝缘子;闪络;
中图分类号：TM216 文献标识码：A
引言
近年来，随着电网大范围扩建，输电线路日益增多，复合绝缘子的挂网数量越来越多，因为复合绝缘子具有机械性能好，质量较传统瓷或玻璃绝缘子轻，且基本属于免清扫，安装方便，耐污秽能力更强，伞套憎水性强等特点，因此被大批量安装应用在输电线路上。但是随着挂网时间的增加，在恶劣自然环境以及电化学共同作用下，复合绝缘子憎水性、电气性能、机械性能均会不同程度的下降，在鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响下，复合绝缘子常常会发生故障闪络。很多复合绝缘子闪络故障具有极大的隐蔽性，闪络原因不易确定且故障点较难查找。本文通过对地理环境、复合绝缘子电气性能等方面分析了发生在某地区110kV架空输电线路复合绝缘子闪络故障跳闸事件。通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。
1、故障情况分析
1.1保护动作情况
2018年9月12日06时11分，地区某110kV线路距离II段保护动作，B相跳闸，重合成功。保护测距：两侧变电站测距分别10km和2.3km。故障线路全长12.925km，杆塔总数56基，线路导线型号：LGJ-240/30、LGJ-150/20，直线杆绝缘子型号：FXBW-110/100，耐张杆绝缘子型号：XP-7、XWP-7。故障地区有雾气、微风，最高温度26℃，最低温度13℃，相对空气湿度80%。
1.2故障点现场情况
巡视人员发现#42杆B相绝缘子有上下均压环、碗头刮板、球头挂环螺栓被电弧灼伤，复合绝缘子表面无放电痕迹。高低压侧均压环上有短路接地电流烧蚀的圆孔，可以初步判断为本次故障的放电点。
2、闪络后试验
该线考虑到防风偏置和均压，在绝缘子的高压末端安装了锤子均压。断层复合绝缘子模型为fxbw-110，生产日期为2015年6月。根据国家、工业等相关标准对发生闪络故障的复合绝缘子的外观检查、干（湿）工频耐压试验、沸腾试验、陡峭的波浪冲击等进行分析。
2.1设计参数、憎水性及外观检查
失败复合绝缘子的性能参数研究见表1，该表中的参数符合相关规定的要求。疏水性等级试验结果显示，HC1对故障绝缘子的疏水性好。外观检查结果表明，伞盖上存在鸟粪，柱形锤子均压有闪光迹象，其他部位没有异常。
2干、湿工频耐压试验
复合绝缘子交流工频干耐受、湿耐受电压试验结果见表2，各项试验结果均合格。
2.3水煮及验证试验
复合绝缘子将质量分数为0.1%的氯化钠作为离子水连续煮沸42h，水沸腾后，放入容器中，直到验证测试完成，并保持50℃的温度。为了确保出故障的复合绝缘子的接口状态良好，人生在试验结束48小时内进行了验证试验。
2.3.1外观检查
42h的生活在考试后试用雨伞套装良好，没有裂解现象。
2.3.2陡波前冲击电压试验
为了进一步验证缺陷绝缘子的交叉接口性能，对1050～1213μs的陡峭波前冲击电压测试，上下电极距离约为450mm。试验分为5个部分，缺陷复合绝缘子正负各通过25个陡峭的波冲击电压试验，无破坏、发热等现象，接触绝缘性良好。陡峭的波浪冲击电压测试波形如图1、图2所示。上述各项检查表明，该绝缘子的每个主要性能参数均符合标准要求，疏水性适合，通过交流压力试验，绝缘特性和交叉接口性能良好。
3、电场仿真分析
3.1仿真模型建立
电场模拟计算模型如下计算模型数据，如图3所示。发生错误时，模型中与单个组件相关的尺寸根据所有设备的实际尺寸确定，模型中导线的长度为3.33米。模拟交叉带、复合绝缘子的接地电位和均压环电位为0，复合绝缘子和模拟导体的电位为110kv，相电压峰值为179.6kv。
通过仿真计算，可以比较分析绝缘子电场在没有OPGW的情况下的分布，并安装曲率半径分别为0.25厘米、2厘米和3厘米的锤平均压力环的电场分布，以找出影响复合绝缘子电场分布的主要因素。
3.2复合绝缘子电压、电场分布及OPGW在电场中的作用
OPGW使水印（如电压）更密集，绝缘子串底部的电场得到增强。OPGW在电场中时，总绝缘间隔缩短了约0.299m，因此可以看作OPGW对绝缘子串间隙电场没有影响。
3.3复合绝缘子电场分布及不同形式均压环在电场中的作用
（1）安装模锤平均压力环时，最大电场强度为38775v/m，比没有平均压力环时为113619v/m，比环平均压力环时为124291v/m;最大位置在均压中。（2）环均压环的最大场强值是与其他均压环相比的最小电场强度，分析表明均压环的一半曲率半径越大，电场强度就越小。曲率半径越小，电场强度越大。
4、试验结果分析
从尺寸检查、工频电压试验和冲击电压试验可以看出，故障复合绝缘子的尺寸选择较为合理，满足了杆塔所在污染区外绝缘配置的要求。此外，伞间距和爬电系数也表明电弧桥接的可能性很小，疏水性为HC2，属于良好的范围，能够满足线路的正常运行，能够承受高湿闪络电压。工频干湿耐受试验和工频干湿闪络对比试验结果合格，也说明了这一结论。冲击耐压试验中未发生击穿。因此，绝缘子的绝缘性能符合相关标准要求，绝缘性能良好。
5、闪络原因分析
从试验结果可以看出，故障复合绝缘子尺寸选择合理，憎水性满足运行要求，各项电气试验均合格，说明其绝缘性能良好，可以排除复合绝缘子本身质量问题。结合当时故障发生时的天气情况分析，闪络发生时，杆塔所处地区为中雨天气，空气相对湿度达到了90%。外观检查时发现故障复合绝缘子上、下均压环均被短路接地电流烧蚀圆形孔洞，而伞裙表面无明显放电痕迹，说明放电通道很有可能直接由上均压环直接贯通到下均压环，没有在伞裙表面沿面闪络或者只经过伞裙中部，之后迅速到达底部，进而发生放电跳闸。综上分析认为大量雨水在防鸟型均压环上集聚，然后雨水沿均压环较低处流下，形成水帘，由于雨水持续不断，最终形成放电通道，将均压环烧蚀，导致复合绝缘子闪络，线路跳闸。
结束语
通过对相关数据的分析，我们知道组合绝缘性能不受影响，OPGW对复合绝缘材料分布的影响微乎其微。复合绝缘子和球面上平坦电场的平均强度越低，应力场的不均匀强度就越大。复合绝缘子的性能和整体性能越好，气候条件越好，干扰就越少。此外，伞的老化不那么明显，也不那么容易发生。我们知道聚变绝缘闪光故障是电场畸变和局部力场强度高所致，因為圆柱形环曲率半径太小，导致电场畸变、局部电场强度过高。
参考文献
[1]国家电网公司运维检修部.国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）[M].北京：中国电力出版社，2017.
[2]赵勇，石光，刘巍.电流回路两点接地引起变压器差动保护误动分析[J].华中电力，2017，23（1）：125-127.
[3]王海龙.110kV线路复合绝缘子仿真分析[J].宁夏电力，2016（S）