高海拔低气压条件下沿复合绝缘材料表面流注放电特性的机理研究

高海拔地区绝缘子的外绝缘特性是其设计、建设和运行中需要考虑和亟待解决的关键问题。流注放电的产生和发展是绝缘子表面发生先导放电和闪络前的重要阶段，提高流注在绝缘子表面传播的电场强度是提高绝缘子外绝缘性能的重要因素。根据流注沿绝缘子表面传播的理论,可以设计出较优的绝缘子伞型结构和介电常数，提高绝缘子的外绝缘特性。本项目利用"三电极"结构，研究在不同海拔高度条件下，均匀电场中沿不同伞型结构、介电常数和憎水性的复合绝缘材料（约15厘米）表面流注传播场强、速度、长度等参数随外加电场强度的变化规律和机理，从而分别针对不同憎水性的复合绝缘材料，设计出较优的伞型结构和介电常数，提高沿材料表面流注传播的场强。通过将流注沿较短长度的复合绝缘材料表面传播的理论进行合理地外推，研究流注沿实际复合绝缘子表面传播的规律，设计出较优的伞型结构和介电常数，提高沿复合绝缘子表面流注传播的场强，进而提高复合绝缘子的闪络电压。

绝缘介质表面流注的发展是沿面闪络中的重要的物理过程，研究绝缘介质表面流注的发展特性有助于揭示沿面闪络的机理，对输电线路及电力设备的绝缘设计有着重要的意义。在“三电极”结构中，利用光电倍增管测量不同绝缘介质表面流注传播概率和传播速度随平板间电场强度的变化规律。绝缘介质表面流注传播所需的稳定传播场强大于流注在空气间隙中稳定传播的场强。同时，在高场强下，绝缘介质表面流注拥有两个分量“沿面分量”和“空气分量”，而流注在空气间隙中传播时不存在“沿面分量”，只有“空气分量”。不同绝缘介质表面流注稳定传播场强和传播速度存在差异。带伞裙的绝缘子表面流注“沿面分量”不能越过伞裙传播到达上极板，只有“空气分量”可以到达上极板。此外，带伞裙绝缘子表面流注稳定传播场强大于光滑绝缘子表面流注稳定传播场强。沿面流注稳定传播场强与伞裙直径成正比，而相同电场下的流注传播速度则和伞裙直径成反比。伞裙位置对流注传播特性也有很大影响，伞裙越靠近流注起始位置，流注传播越困难。气压、湿度对流注的影响表现为：流注稳定传播场强分别与气压、湿度成正比例关系；在相同的电场强度下，流注平均传播速度、流注头部发光强度都分别与气压、湿度成反比例关系。