清华大学学报(自然科学版)

作者：杨皓元, 水凯, 王振华, 陈思怡, 尤飞, 张云

单位：1. 南京工业大学 安全科学与工程学院, 南京 211816;<br>2. 安徽海螺水泥股份有限公司, 芜湖 241000;<br>3. 南京工业大学 火灾与消防工程研究所, 南京 211816;<br>4. 中国南方电网超高压输电公司梧州局, 梧州 543002

关键词：输电线路,极性效应,丙烷喷射火焰,击穿电压,泄漏电流,放电电弧

基金：国家自然科学基金项目（51376089，50906039）\r\n

高压输电导线作为输电系统的核心部分，一旦发生火灾将可能造成严重的后果。目前针对电极形状对输电线路间隙击穿的定性定量研究较少。该文利用30 kV&#183;A/50 kV高压工频放电系统、丙烷喷射模拟火源以及棒/板2种不同形状电极，从击穿电压、击穿极性特征、击穿电弧特征3个方面研究了火焰条件下电极形状对间隙击穿特性的影响。研究发现，火焰条件下间隙距离小于8.0 cm时击穿波形具有“两期两点”特征，即击穿前“放电诱导期”、临界击穿时“间隙击穿点”、击穿产生电弧后“电弧导通期”、电弧阶段性消失时“击穿消失点”。通过设置不同间隙距离，测量不同电极组合的平均击穿电压和平均击穿场强，发现随间隙距离增大，棒-棒和棒（阴）-板（阳）电极击穿电压值增加速率分别为最低和最高。相较于空气间隙击穿，火焰条件下由于存在火焰流场和热浮力，间隙击穿具有更明显的极性特征，不同电极形状会影响正负周期形成导电通道的概率。击穿方向为正周期时，棒（阴）-板（阳）电极组合击穿概率最大，击穿方向为负周期时，棒（阳）-板（阴）电极组合击穿概率最大。研究结果表明：击穿电弧演变过程可分为导通阶段、燃烧阶段和熄灭阶段，火焰条件下电弧体积明显增大，向上漂移程度更剧烈，且火焰流场和热浮力会改变电极预设放电位置。该研究对山火防治以及山区高压电网的安全运行具有重要意义。

来源：2022年第6期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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