張施令，宮 林，宋 偉，彭宗仁，畢茂強(qiáng)

（1.國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院，重慶 401123；2.西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院， 陜西 西安，710049； 3.重慶理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，重慶 400054）

0 引言

復(fù)合絕緣子目前在交直流系統(tǒng)變電站的用量巨大，包括線路用復(fù)合絕緣子、變電站套管等電力設(shè)備用復(fù)合絕緣子等。其結(jié)構(gòu)參數(shù)隨著電壓等級(jí)的升高呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)，特別是在1 000 kV特高壓交流、±800 kV特高壓直流系統(tǒng)中套管用復(fù)合絕緣子具備絕緣距離長(zhǎng)和徑向直徑大的典型特征。目前隨著高壓電力設(shè)備緊湊化優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的提出，套管用復(fù)合絕緣子可通過(guò)合理設(shè)計(jì)內(nèi)部電容芯體或者金屬屏蔽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案有效縮減徑向直徑，實(shí)現(xiàn)其較大長(zhǎng)徑比的緊湊型設(shè)計(jì)[1-5]。當(dāng)高壓復(fù)合絕緣子應(yīng)用在高海拔區(qū)域，其絕緣距離將進(jìn)一步非線性增加。在絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可通過(guò)引入海拔校正因素K校核復(fù)合絕緣子空間凈距離長(zhǎng)度。因此，對(duì)于特長(zhǎng)高海拔套管用復(fù)合絕緣子的沿面電壓、電場(chǎng)分布與普通復(fù)合絕緣子存在何種特征差異，且如何開展閃絡(luò)電壓試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)擴(kuò)充亟需展開研究。

為此，本研究首先在試驗(yàn)室環(huán)境下開展大型金具-復(fù)合絕緣子-金屬接地體之間的實(shí)際閃絡(luò)試驗(yàn)，建立兩種典型結(jié)構(gòu)的套管用復(fù)合絕緣子，包括傳統(tǒng)電容式芯體換流變壓器套管用和雙層金屬屏蔽式穿墻套管用復(fù)合絕緣子三維有限元模型，分析套管用復(fù)合絕緣子局部高場(chǎng)強(qiáng)、電壓分布曲線與電暈起始電壓、閃絡(luò)電壓之間的定量關(guān)系[6-9]?；谝陨侠碚摲治?、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和最小二乘擬合預(yù)測(cè)方法，針對(duì)特高壓直流套管用復(fù)合絕緣子進(jìn)行尺寸海拔校正、傘裙輪廓拓?fù)鋬?yōu)化。針對(duì)套管用復(fù)合絕緣子的高海拔應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行海拔校正因素K校正。并通過(guò)直流耐壓、1 min工頻耐壓等型式試驗(yàn)驗(yàn)證套管用復(fù)合絕緣子在特高壓層面設(shè)計(jì)的合理性和有效性。

1 特高壓空氣間隙閃絡(luò)試驗(yàn)及復(fù)合絕緣子定量修正

1.1 特高壓空氣間隙閃絡(luò)試驗(yàn)

首先開展特高壓套管空氣間隙閃絡(luò)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中采用實(shí)際特高壓套管設(shè)計(jì)的均壓環(huán)，均壓環(huán)為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖1所示[10-11]，均壓環(huán)上下層保持一致，直徑為1 000 mm，管徑為220 mm。試驗(yàn)采用接地圓盤狀金屬筒來(lái)模擬接地變壓器本體，套管本體高度為8 500 mm，套管筒徑過(guò)渡區(qū)域離地約4.5 m。

圖1 空氣間隙試驗(yàn)布置Fig.1 The air gap test arrangement

布置試驗(yàn)對(duì)象模擬套管的實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景。采用雙參數(shù)威布爾分布函數(shù)對(duì)擊穿試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)威布爾概率統(tǒng)計(jì)理論，空氣間隙在特高壓等級(jí)電壓作用下的閃絡(luò)概率如式（1）所示。

式（1）中：E為擊穿場(chǎng)強(qiáng)，kV/mm；α為擊穿概率為50%時(shí)的擊穿強(qiáng)度，尺度參數(shù)，kV/mm；β為形狀參數(shù)。

根據(jù)套管均壓環(huán)的尺寸和位置，進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)期間氣象條件如下：溫度為25℃，相對(duì)濕度為35%，氣壓為114.7 kPa。試驗(yàn)前對(duì)2 100 kV操作沖擊耐受電壓進(jìn)行氣象修正，修正結(jié)果為2 094 kV。耐壓試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results on-site

從圖2可以看出，所得20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在威布爾坐標(biāo)下基本呈線性分布，數(shù)據(jù)點(diǎn)的輕微離散說(shuō)明了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性[12-13]。擊穿概率為50%時(shí)的閃絡(luò)電壓約為2 105 kV，該處數(shù)據(jù)點(diǎn)比較密集，說(shuō)明以50%閃絡(luò)概率作為實(shí)際閃絡(luò)電壓具有一定的合理性。

根據(jù)修正結(jié)果，進(jìn)一步得到+1%置信區(qū)間和+3%置信區(qū)間內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，如圖3所示。從圖3可知，空氣間隙閃絡(luò)電壓滿足威布爾分布，在+1%和+3%置信區(qū)間內(nèi)均呈現(xiàn)良好線性擬合關(guān)系，因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較高可靠性。

圖3 不同置信區(qū)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results under different deviation tolerance

1.2 特高壓套管用空心復(fù)合絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)

在試驗(yàn)室針對(duì)特高壓套管用空心復(fù)合絕緣子進(jìn)行閃絡(luò)試驗(yàn)，其布置如圖4所示。其中套管用空心復(fù)合絕緣子內(nèi)部安裝電容芯體，套管端部均壓環(huán)施加高電壓，套管尾部全部浸入變壓器油中模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境[14-15]。在工頻電壓作用下套管端部均壓環(huán)會(huì)發(fā)生初始閃絡(luò)放電，當(dāng)發(fā)生對(duì)地閃絡(luò)時(shí)記錄施加電壓值。

圖4 空心絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)布置Fig.4 Flashover arangement site of hollow insulator

實(shí)際上，在設(shè)計(jì)空心復(fù)合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)主要考核操作沖擊耐受試驗(yàn)電壓，根據(jù)操作沖擊干耐受電壓及正極性操作沖擊濕耐受電壓閃絡(luò)是沿最短路徑發(fā)生的實(shí)際情況考慮，將套管的絕緣水平與絕緣距離進(jìn)行比較，如表1所示，其中比值系數(shù)為操作沖擊峰值電壓與絕緣距離之間的比值。從表1可以看出，高海拔800 kV套管的比值系數(shù)為0.22，因此從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用角度考慮，該套管具有良好的安全裕度[16-17]。另一方面，根據(jù)1.1節(jié)試驗(yàn)裝置，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)試條件可定量得到雷電全波沖擊干/濕閃絡(luò)電壓、正操作波干/濕閃絡(luò)電壓、工頻干閃絡(luò)電壓（有效值）、工頻濕閃絡(luò)電壓（有效值）4種條件下復(fù)合絕緣子在空氣中的閃絡(luò)電壓與絕緣距離的關(guān)系，如圖5所示，并應(yīng)用公式Uf50=ALBd進(jìn)行非線性擬合，其中Uf50為放電概率為50%的閃絡(luò)電壓值，Ld為絕緣子干閃絡(luò)距離，A和B為待定系數(shù)。常數(shù)A、B的具體數(shù)值如表2所示。

表1 不同電壓等級(jí)套管絕緣水平與絕緣距離比較Tab.1 Comparison of insulation level and insulation distance of bushing with different voltage level

表2 空心復(fù)合絕緣子在空氣中的閃絡(luò)電壓與絕緣距離的定量擬合參數(shù)Tab.2 Quantitative fitting parameters between flashover voltage and insulation distance of hollow composite insulator in the air

圖5 空心復(fù)合絕緣子在空氣中的閃絡(luò)電壓與絕緣距離的關(guān)系Fig.5 Relationship between flashover voltage and insulation distance of hollow composite insulator in the air

外絕緣設(shè)計(jì)驗(yàn)證：根據(jù)干弧距離大于7 400 mm及外絕緣水平的要求，800 kV套管的外絕緣干閃距離Lg取8 500 mm，外絕緣電氣性能計(jì)算結(jié)果如下：

工頻干閃絡(luò)電壓Ug為1 830.4 kV（均方根），大于設(shè)計(jì)要求的1 150 kV（均方根），裕度為1.59。

工頻濕閃絡(luò)電壓Us為1 637.4 kV（均方根），大于設(shè)計(jì)要求的1 150 kV（均方根），裕度為1.43。

雷電全波沖擊耐受電壓為4 058 kV（峰值），大于設(shè)計(jì)要求的2 860 kV（峰值），裕度為1.42。

操作沖擊濕耐受電壓為2 490.3 kV（峰值），大于設(shè)計(jì)要求的1 860 kV（峰值），裕度為1.34。

經(jīng)以上計(jì)算可知，當(dāng)復(fù)合絕緣子絕緣距離為8 500 mm時(shí)，計(jì)算得到的工頻耐受電壓、全波沖擊耐受電壓、操作沖擊耐受電壓均高于要求電壓值，滿足工程對(duì)套管外絕緣電氣性能的要求。

對(duì)于海拔高于1 000 m的地區(qū)外絕緣水平應(yīng)進(jìn)行海拔校正，海拔校正因數(shù)K按照式（2）進(jìn)行計(jì)算：

式（2）中：H為海拔高度，m；q為承受電壓系數(shù)，對(duì)于雷電沖擊電壓和對(duì)于空氣間隙和套管空心復(fù)合絕緣子的短時(shí)工頻耐受電壓，q=1。對(duì)于海拔高度H=3 500 m，代入式（2）中計(jì)算得到K=1.36，則3 500 m海拔工頻試驗(yàn)電壓校正值為960×1.36=1 305 kV（均方根），雷電沖擊試驗(yàn)電壓校正值為2 100×1.36=2 855 kV（峰值），操作沖擊試驗(yàn)電壓校正值為1 550×1.26=1 950 kV（峰值）。高海拔電抗器套管外輪廓如圖6所示。

圖6 電抗器套管絕緣子輪廓Fig.6 The outline of reactor bushing insulator

表3為常規(guī)和高海拔800 kV套管的電氣特性、力學(xué)性能對(duì)比分析。從表3可以看出，高海拔800 kV套管額定電壓Ur=800 kV處于中間水平，額定電流IN=2 500 A處于較高水平，其操作沖擊濕耐受電壓（峰值）為1 950 kV、雷電沖擊耐受電壓（峰值）為2 855 kV和工頻耐受電壓（均方根）為1 305 kV，均高于常規(guī)套管。同時(shí)其力學(xué)性能方面保持了較好設(shè)計(jì)裕度值，Ⅷ級(jí)抗震復(fù)合絕緣子最大應(yīng)力設(shè)計(jì)為23 MPa，許用應(yīng)力設(shè)計(jì)為60 MPa，套管總質(zhì)量設(shè)計(jì)為4 900 kg，彎曲負(fù)荷設(shè)計(jì)為5 000 N，以上設(shè)計(jì)均考慮了良好設(shè)計(jì)裕度值。

表3 常規(guī)和高海拔800 kV套管的電氣性能和力學(xué)性能對(duì)比分析Tab.3 Comparative analysis of electrical and mechanical performance between normal and high altitude 800 kV bushing

2 特高壓復(fù)合絕緣子局部電場(chǎng)強(qiáng)度分析

2.1 特高壓線路復(fù)合絕緣子局部電場(chǎng)分布

特高壓復(fù)合絕緣子整體電場(chǎng)分布情況直接決定其在各類電壓型式下的閃絡(luò)電壓值，復(fù)合絕緣子發(fā)生閃絡(luò)主要由于局部存在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域?qū)е码姇炂鹗挤烹?。選取輸電線路具有典型代表性的“V串”和“I串”進(jìn)行分析。圖7為線路復(fù)合絕緣子在有均壓環(huán)和無(wú)均壓環(huán)兩種條件下的整體電場(chǎng)分布情況。由圖7(a)可知，有均壓環(huán)條件下電場(chǎng)強(qiáng)度最大值位于均壓環(huán)和線路導(dǎo)線表面，且復(fù)合絕緣子最大場(chǎng)強(qiáng)處于均壓環(huán)上端部。由圖7(b)可知，無(wú)均壓環(huán)條件下復(fù)合絕緣子最大場(chǎng)強(qiáng)位于高壓端，說(shuō)明設(shè)置了均壓環(huán)后其最大電場(chǎng)強(qiáng)度位置發(fā)生了位移[19]。圖8中列出了V串和I串復(fù)合絕緣子串軸向場(chǎng)強(qiáng)的分布情況。從圖8可見，V串和I串復(fù)合絕緣子串軸向電場(chǎng)強(qiáng)度均呈現(xiàn)先上升后下降，隨后又上升再下降的變化趨勢(shì)，且最大場(chǎng)強(qiáng)位置均位于線路復(fù)合絕緣子端部。

圖7 絕緣子高壓端整體電場(chǎng)分布Fig.7 Electric field distribution around high voltage end of insulator strings

圖8 沿復(fù)合絕緣子串軸向場(chǎng)強(qiáng)分布Fig.8 Electric field distribution along insulator strings

2.2 特高壓套管復(fù)合絕緣子端部均壓裝置

為提高套管復(fù)合絕緣子的閃絡(luò)電壓，需配置結(jié)構(gòu)合理的端部均壓罩以均勻沿復(fù)合絕緣子的電壓分布。另外，套管端部有接線板、匯流金具、管母引出線等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，在套管端部安裝均壓環(huán)后可有效屏蔽以上不規(guī)則導(dǎo)體表面的尖角與突起，抑制電暈放電以及由此引發(fā)的外絕緣閃絡(luò)。圖9為無(wú)套管均壓罩和安裝不同結(jié)構(gòu)型式均壓罩后的電場(chǎng)分布。

圖9 套管均壓罩的結(jié)構(gòu)型式及電場(chǎng)分布Fig.9 The structure of high voltage bushing corona ring and electric field distribution

由圖9(a)可知，在未安裝均壓罩的情況下，高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域集中在匯流金具邊緣，最大場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到6.7 kV/mm，高于空氣的擊穿強(qiáng)度3 kV/mm，因此在金具邊緣區(qū)域?qū)a(chǎn)生電暈放電。裝設(shè)雙環(huán)均壓罩后，匯流金具位于均壓罩內(nèi)部的低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域，且最大場(chǎng)強(qiáng)降低為3.4 kV/mm，出現(xiàn)在均壓罩表面，如圖9(b)所示。為進(jìn)一步改善套管端部電場(chǎng)分布情況，采用多環(huán)均壓罩的結(jié)構(gòu)型式，如圖9(c)所示，可見最大場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)的位置轉(zhuǎn)移到均壓罩中間部位，且最大場(chǎng)強(qiáng)值為3.1 kV/mm，雙環(huán)均壓罩和多環(huán)均壓罩在高壓變電站中均有實(shí)際工程應(yīng)用。高壓換流站閥廳內(nèi)部的電力設(shè)備端部一般采用蘋果型的均壓罩，如圖9(d)所示，可以看到，蘋果型均壓罩可將匯流金具完全包覆在低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)部，均壓罩表面電場(chǎng)分布均勻，最大場(chǎng)強(qiáng)值為2.4 kV/mm，低于空氣的擊穿強(qiáng)度，但蘋果型均壓罩的制造難度較大?？紤]制造成本和安裝難度，套管復(fù)合絕緣子端部均壓罩可以采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，但需進(jìn)一步加大結(jié)構(gòu)尺寸。

針對(duì)特高壓換流變套管空心復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種開放式大小傘結(jié)構(gòu)，其剖面圖和實(shí)物圖如圖10所示。

圖10 特高壓換流變套管用復(fù)合絕緣子傘型Fig.10 Umbrella structure of composite insulator for UHV converter bushing

由圖10可計(jì)算得，設(shè)計(jì)的復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)中單組大小傘凈增爬電距離為152 mm，大傘間距為55 mm，大傘寬度和相鄰大傘間距的比值為0.91，外絕緣的爬電距離Lx可由式（3）計(jì)算。

式（3）中：n為大小傘的組數(shù)；v為一組大小傘所增加的泄漏距離，mm；h為空心復(fù)合絕緣子的絕緣距離，mm。特高壓換流變套管的最小公稱爬電距離Lc可按式（4）計(jì)算。

式（4）中：λ為最小公稱爬電比距；Ur為設(shè)備的額定電壓；kD為直徑系數(shù)。

由于特高壓換流變套管絕緣子區(qū)域的污穢等級(jí)達(dá)到III級(jí)，根據(jù)GB/T 5582－1993《高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級(jí)》中污穢等級(jí)與爬電比距的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此時(shí)λ取值為25 kV/mm；按照IEC/TS 60815-2001《污染條件用高壓絕緣子的選擇和尺寸選定》要求，對(duì)于平均直徑大于500 mm的絕緣子，需對(duì)爬電距離進(jìn)行1.2倍修正[20]。

根據(jù)式（4）計(jì)算得到換流變套管的最小公稱爬電距離Lc為24 000 mm，技術(shù)條件中取一定安全裕度，要求Lc大于26 630 mm，因此在設(shè)計(jì)中擬采用136組大小傘，則空心復(fù)合絕緣子的絕緣距離應(yīng)不小于5 958 mm。根據(jù)空心復(fù)合絕緣子的制造條件和規(guī)格，最終將其絕緣高度設(shè)計(jì)為7 490 mm，大傘外徑為835 mm，小傘外徑為803 mm，且空心復(fù)合絕緣子的內(nèi)筒徑為687 mm，其結(jié)構(gòu)示意如圖11所示。

圖11 特高壓換流變套管空心復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)Fig.11 Hollow composite insulator structure for UHV converter bushing

在雷電沖擊試驗(yàn)電壓2 405 kV下對(duì)空心復(fù)合絕緣子沿面場(chǎng)強(qiáng)分布進(jìn)行校核計(jì)算，主絕緣芯子結(jié)構(gòu)尺寸采用改進(jìn)等裕度法優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。截取其內(nèi)外表面場(chǎng)強(qiáng)的矢量和和切向分量，場(chǎng)強(qiáng)截取路徑如圖11所示，場(chǎng)強(qiáng)分布情況如圖12所示。

圖12 空心復(fù)合絕緣子內(nèi)外表面場(chǎng)強(qiáng)分布Fig.12 Field strength distribution on inner and outer surface of hollow composite insulator

從圖12可以看出，空心復(fù)合絕緣子內(nèi)外表面場(chǎng)強(qiáng)矢量和均大于切向場(chǎng)強(qiáng)，且外表面場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩，這主要是由于外場(chǎng)強(qiáng)截取路徑交替沿著大小傘的表面，因此圖12(a)的橫坐標(biāo)約等于空心復(fù)合絕緣子的爬電距離Lx；內(nèi)表面場(chǎng)強(qiáng)的截取路徑未穿過(guò)大小傘，因此曲線較為平滑，且圖12(b)的橫坐標(biāo)約等于空心復(fù)合絕緣子的絕緣高度Ld。內(nèi)、外表面場(chǎng)強(qiáng)矢量和的最大值分別為0.79 kV/mm、0.82 kV/mm，滿足0.90 kV/mm的場(chǎng)強(qiáng)允許值；切向場(chǎng)強(qiáng)的最大值分別為0.17 kV/mm、0.38 kV/mm，滿足0.40 kV/mm的切向場(chǎng)強(qiáng)允許值。

將套管用復(fù)合絕緣子進(jìn)行三維建模分析，考慮套管內(nèi)部金屬極板、外部均壓環(huán)、換流閥廳墻壁，研究特高壓套管用復(fù)合絕緣子的沿面電場(chǎng)分布規(guī)律[21]。圖13為特高壓穿墻套管等位線分布。由圖13可知，套管電壓等位線被中間墻體明顯分隔為兩部分，且戶內(nèi)、戶外電位分布不對(duì)稱，表明墻體對(duì)套管整體電位、電場(chǎng)分布具有一定畸變作用，需運(yùn)用三維模型將墻體的影響考慮在計(jì)算中，套管本體的三維電場(chǎng)分布如圖14所示。

圖13 特高壓穿墻套管電壓等位線分布Fig.13 Equipotential potential distribution of UHV bushing

圖14 特高壓穿墻套管本體三維電場(chǎng)分布Fig.14 The 3D electric field distribution of UHV bushing

從圖14可以看出，穿墻套管外部最高場(chǎng)強(qiáng)位于兩端引出線高壓均壓環(huán)表面，其最大電場(chǎng)強(qiáng)度值為2 546 V/mm，考慮到外界空氣擊穿強(qiáng)度一般為3 000 V/mm，因此該均壓環(huán)基本滿足場(chǎng)強(qiáng)控制要求。高壓雙均壓環(huán)結(jié)構(gòu)可有效屏蔽套管中心導(dǎo)電桿和進(jìn)出套管導(dǎo)線之間的連接裝置，將最大場(chǎng)強(qiáng)值控制在較低水平，避免電暈放電的發(fā)生[22-23]。大均壓環(huán)以下為硅橡膠空心絕緣子與高電位金具接觸部位，應(yīng)通過(guò)該均壓環(huán)對(duì)三接觸點(diǎn)進(jìn)行有效屏蔽，避免硅橡膠在高場(chǎng)強(qiáng)作用下的電暈燒蝕?？紤]到穿墻套管外絕緣特性，其中間法蘭與墻體形成的三角區(qū)域?yàn)殛P(guān)鍵部位，若該處電場(chǎng)過(guò)高易引起硅橡膠空心絕緣子端部放電，最終會(huì)導(dǎo)致套管高壓端的閃絡(luò)放電，故研究了特高壓穿墻套管此處的三維電場(chǎng)分布，結(jié)果如圖15所示。

圖15 特高壓穿墻套管低壓均壓環(huán)電場(chǎng)分布Fig.15 Electric field distribution of low voltage corona ring for UHV bushing

從圖15可以看出，低壓均壓環(huán)和墻體之間形成了較好的屏蔽區(qū)域，使空心復(fù)合絕緣子與接地法蘭間的三接觸點(diǎn)位于低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)，但最高場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)在低壓屏蔽環(huán)表面，其值約為900 V/mm，遠(yuǎn)小于空氣的擊穿強(qiáng)度。同時(shí)空心復(fù)合絕緣子表面最高場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)在低壓屏蔽環(huán)前端，這是由于穿墻套管內(nèi)部屏蔽層結(jié)構(gòu)對(duì)外部電場(chǎng)分布的調(diào)制作用導(dǎo)致。

3 結(jié)論

（1）特高壓空氣間隙閃絡(luò)試驗(yàn)表明閃絡(luò)電壓與間隙距離滿足威布爾分布規(guī)律，且得到了套管用復(fù)合絕緣子在空氣中的閃絡(luò)電壓與絕緣距離的定量擬合關(guān)系，同時(shí)將海拔修正指數(shù)K設(shè)定為1.36。

（2）通過(guò)定量校核計(jì)算確定高海拔換流變套管復(fù)合絕緣子空氣端絕緣高度為8 500 mm，爬電距離為29 760 mm。力學(xué)性能方面保持了較好的設(shè)計(jì)裕度值，Ⅷ級(jí)抗震復(fù)合絕緣子最大應(yīng)力設(shè)計(jì)為23 MPa，許用應(yīng)力設(shè)計(jì)為60 MPa，套管總質(zhì)量設(shè)計(jì)為4 900 kg，彎曲負(fù)荷設(shè)計(jì)為5 000 N，以上設(shè)計(jì)均考慮了良好設(shè)計(jì)裕度值。

（3）建立了特高壓套管用復(fù)合絕緣子三維有限元模型，仿真模擬得到復(fù)合絕緣子的三維電場(chǎng)分布與其實(shí)際運(yùn)行情況更加接近，外表面場(chǎng)強(qiáng)矢量和均大于切向場(chǎng)強(qiáng)，且外表面場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩，因此具備不同的電壓閃絡(luò)特征。