基于空間電場(chǎng)的復(fù)合絕緣子非接觸式覆冰監(jiān)測(cè)方法

張東東，劉錦，黃宵寧，張志勁

(1. 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院，南京211167；2.輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(重慶大學(xué))，重慶400044；3.國(guó)網(wǎng)浙江寧海供電公司，浙江 寧海315600)

0 引言

隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，大量輸電線路必然要經(jīng)過高海拔覆冰地區(qū)[1 - 4]。相比于傳統(tǒng)瓷和玻璃絕緣子，復(fù)合絕緣子因其重量輕、強(qiáng)度高、耐污性能好等優(yōu)點(diǎn)而被越來越廣泛地使用[5 - 6]。但是，在覆冰環(huán)境中，人工模擬試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)都表明，由于復(fù)合傘裙表面憎水性和憎水遷移性在覆冰環(huán)境下容易喪失，且較小的傘裙間隙更易被冰凌橋接，使得現(xiàn)有復(fù)合絕緣子的冰閃特性并不明顯優(yōu)于瓷和玻璃絕緣子。

因此，對(duì)于架空線路復(fù)合絕緣子覆冰狀態(tài)監(jiān)測(cè)、冰閃預(yù)警的研究勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展一系列研究，文獻(xiàn)[7]提出了圖像監(jiān)測(cè)法，在桿塔安裝攝像機(jī)拍攝圖片，并通過GPRS/GSM傳輸，人工判斷覆冰情況。文獻(xiàn)[8]提出利用光纖光柵技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種基于拉力傾角傳感器的架空線路覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。文獻(xiàn)[9]在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下研究了覆冰特性，通過閾值方法提取絕緣子覆冰前后的邊緣進(jìn)而對(duì)比覆冰前后圖像的邊界。文獻(xiàn)[10]提出通過對(duì)航空?qǐng)D像中的絕緣子進(jìn)行智能分割，并且通過組合支持向量機(jī)和小波多分辨率從圖像分析其絕緣狀況。上述幾種方法均只能監(jiān)測(cè)覆冰，無法實(shí)現(xiàn)覆冰放電、冰閃預(yù)警。

文獻(xiàn)[11 - 12]提出通過泄漏電流監(jiān)測(cè)來進(jìn)行冰閃預(yù)警，但是以目前的試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，泄漏電流同絕緣子表面電導(dǎo)率及覆冰狀態(tài)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系較弱，往往需要提取高次分量來進(jìn)行可靠的分析，而高次分量較易受到干擾[13 - 14]。此外，小電阻測(cè)量泄漏電流傳感器需要額外接線，穿心式泄漏電流傳感器受現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重，當(dāng)測(cè)量泄漏電流信號(hào)較小時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度。

作為電氣設(shè)備的重要參量之一，電場(chǎng)強(qiáng)度能夠很好地反映輸變電外絕緣的運(yùn)行狀態(tài)，且可以通過非接觸方式測(cè)得。例如，文獻(xiàn)[15]提出可以根據(jù)絕緣子周圍電場(chǎng)的變化規(guī)律檢測(cè)芯棒與絕緣護(hù)套之間出現(xiàn)的空氣或液體間隙。文獻(xiàn)[16]以模擬電荷法為基礎(chǔ)，提出利用非接觸式電場(chǎng)測(cè)量法來檢測(cè)掛網(wǎng)絕緣子的劣化情況。文獻(xiàn)[17]提出可以采用復(fù)合絕緣子周圍電場(chǎng)變化情況來反映其內(nèi)部導(dǎo)通性故障及其表面污層受潮。

現(xiàn)有研究也表明，絕緣子覆冰影響其電場(chǎng)分布，例如文獻(xiàn)[18]通過仿真分析干、濕覆冰情況下空氣間隙對(duì)于絕緣子電場(chǎng)和電位分布的影響，結(jié)果表明覆冰復(fù)合絕緣子沿面電場(chǎng)電位分布明顯發(fā)生畸變。文獻(xiàn)[19]研究了覆冰、污穢條件下對(duì)復(fù)合絕緣子傘裙沿面電場(chǎng)的影響，結(jié)果表明隨著冰棱長(zhǎng)度的增加，電場(chǎng)畸變?cè)郊訃?yán)重，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過起暈場(chǎng)強(qiáng)。

綜上，通過空間電場(chǎng)監(jiān)測(cè)的方式可實(shí)現(xiàn)非接觸式絕緣子覆冰狀態(tài)識(shí)別以及冰閃預(yù)警。但是目前尚未有研究能夠橫向?qū)Ρ炔煌脖鶢顟B(tài)下絕緣子空間電場(chǎng)分布特性，從而揭示覆冰閃絡(luò)過程下絕緣子空間電場(chǎng)變化規(guī)律。為此，本文以110 kV復(fù)合絕緣子串為對(duì)象，利用有限元仿真，研究覆冰狀態(tài)對(duì)絕緣子電場(chǎng)分布的影響，獲取雨凇、霧凇及覆冰放電下的絕緣子串空間電場(chǎng)變化規(guī)律，最后探討了基于空間電場(chǎng)的覆冰絕緣子狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，研究結(jié)果可為輸變電外絕緣非接觸式在線監(jiān)測(cè)及覆冰閃絡(luò)預(yù)警提供新思路。

1 絕緣子覆冰有限元仿真模型

1.1 基本仿真設(shè)置

在數(shù)學(xué)中，有限元法(finite element method， FEM)屬于求解偏微分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù)。將整個(gè)問題進(jìn)行區(qū)域分解，通過變分將誤差函數(shù)變小并接近穩(wěn)定解[20]。常用于處理多介質(zhì)多區(qū)域的電場(chǎng)問題，模型求解受網(wǎng)格剖分及單元的影響。本文仿真計(jì)算域的基本設(shè)置情況如下。

1)考慮迎風(fēng)側(cè)覆冰嚴(yán)重，容易形成棚結(jié)構(gòu)。背風(fēng)側(cè)覆冰程度通常較輕，因此本文以迎風(fēng)側(cè)覆冰情況為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)建立復(fù)合絕緣子二維模型。

2)冰層、水膜等作均勻介質(zhì)處理。

3)仿真計(jì)算模型主要考慮介質(zhì)的邊界條件和性質(zhì)所造成的電場(chǎng)分布變化，而忽略覆冰增長(zhǎng)過程中出現(xiàn)的電暈放電、水滴流動(dòng)等微小干擾。

4)假設(shè)覆冰表面為連續(xù)平滑、無凸起顆粒狀的結(jié)構(gòu)，不考慮覆冰表面的粗糙度，且設(shè)霧凇覆冰表面無水膜，雨凇覆冰表面均有連續(xù)的、電導(dǎo)率相同的水膜。

覆冰下的復(fù)合絕緣子沿面電場(chǎng)分布既不屬于穩(wěn)定的恒穩(wěn)電流場(chǎng)，也不是完全意義上的靜電場(chǎng)[21]。本文設(shè)覆冰絕緣子電場(chǎng)分布計(jì)算域?yàn)闇?zhǔn)電流場(chǎng)，利用復(fù)數(shù)域進(jìn)行求解，此時(shí)絕緣子電位由標(biāo)量轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)數(shù)矢量，計(jì)算域電位分布方程為：

(1)

式中：ε、σ分別為材料的介電常數(shù)和電導(dǎo)率；r、z為模型中的坐標(biāo)；ω為電源角頻率；φ為電位。

復(fù)合絕緣子的邊界條件為：

(2)

式中：l0為高壓電極；l1為接地電極；U為高壓電極初始電位。

對(duì)于不同介質(zhì)的邊界，有：

(3)

有限元求解變分問題的方程如式(4)所示。

(4)

式中：Ω為求解場(chǎng)域；T為包圍求解場(chǎng)域的曲線；f1和f2分別為兩種介質(zhì)的頻率。

1.2 仿真模型

本文選取大小傘27片的FXBW4-110/120棒型懸式復(fù)合絕緣子為仿真對(duì)象，如圖1所示，其最小公稱爬電距離為3 600 mm，結(jié)構(gòu)高度為1 440 mm，絕緣距離為1 200 mm，復(fù)合絕緣子介質(zhì)材料屬性如表1所示[22 - 23]。

圖1 FXBW4-110/120復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)圖

表1 材料屬性

本文通過人工截?cái)喾▽?duì)無界域進(jìn)行處理，計(jì)算域的精度受有限域大小的影響。文獻(xiàn)[24]指出，當(dāng)有限域的大小超過特定范圍時(shí)，再增大也不會(huì)對(duì)于計(jì)算有太大影響。因此，參考絕緣子結(jié)構(gòu)高度和電場(chǎng)變化情況來確定計(jì)算域，設(shè)置復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)高度的3倍為計(jì)算域，如圖2(a)所示。模型中除地面以外，其他5個(gè)邊界面均為零電荷的人工截?cái)嗝妗?/p>

圖2 不同覆冰狀態(tài)復(fù)合絕緣子仿真模型示意圖

本文研究絕緣子外側(cè)不同徑向距離d下與其平行且等高的某一直線上的空間電場(chǎng)數(shù)值，如圖2(b)所示。

1.3 覆冰狀態(tài)設(shè)置方法

通常伴隨著大氣環(huán)境的改變，且受到多種因素的影響，覆冰在復(fù)合絕緣子上體現(xiàn)出的效果也有所不同，覆冰在復(fù)合絕緣子傘裙表面形成長(zhǎng)度、厚度、位置不同的冰凌，不同覆冰狀態(tài)、類型對(duì)復(fù)合絕緣子電場(chǎng)和電位分布的影響都不同。

為了研究上述不同覆冰狀態(tài)、類型對(duì)復(fù)合絕緣子電場(chǎng)分布的影響，本文建立了不同覆冰狀態(tài)(干冰、濕冰)、不同冰凌(長(zhǎng)度、厚度、位置)和不同位置的局部電弧的復(fù)合絕緣子仿真模型，具體情況如下。

1)對(duì)于霧凇覆冰(結(jié)冰期)的仿真設(shè)置，只考慮其上和下表面均有覆冰的情況，仿真模型如圖2(c)所示，具體參數(shù)設(shè)置見表2。

表2 霧凇覆冰參數(shù)設(shè)置

2)對(duì)于雨凇覆冰(融冰期)的仿真設(shè)置，復(fù)合絕緣子表面冰層融化形成連續(xù)水膜，仿真模型如圖2(d)所示，具體參數(shù)設(shè)置見表3。

表3 雨凇覆冰參數(shù)設(shè)置

3)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，覆冰絕緣子發(fā)生閃絡(luò)的環(huán)境條件多數(shù)在融冰期，絕緣子覆冰過程中難以完全橋接絕緣子傘裙，高壓端傘裙的冰層融化形成空氣間隙以及局部干燥帶。由于低壓端傘裙處電場(chǎng)強(qiáng)度高于絕緣子中部的電場(chǎng)強(qiáng)度，所以低壓端在高壓端之后也同樣會(huì)產(chǎn)生空氣間隙。正是因?yàn)榭諝忾g隙承擔(dān)了絕大部分的絕緣子所承受的電壓，高低壓端的場(chǎng)強(qiáng)往往高于覆冰絕緣子沿面其他位置的場(chǎng)強(qiáng)，因此，覆冰絕緣子閃絡(luò)過程中高低壓端往往是電弧起始的地方。

因此本文研究覆冰閃絡(luò)前不同階段局部電弧下絕緣子的空間電場(chǎng)分布特性，如圖2(e)所示，高低電壓端起弧分別屬于局部電弧的不同階段，高壓端起弧為階段一，低壓端起弧為階段二，且通過在絕緣子傘裙表面邊界設(shè)置電位差來模擬局部電弧放電，局部電弧橋接區(qū)域用電勢(shì)交替排列來模擬。

交流電弧的發(fā)展過程中，電弧會(huì)出現(xiàn)熄滅和重燃現(xiàn)象。這是因?yàn)殡娀‘a(chǎn)生的熱量會(huì)加速覆冰的融化；另一方面，電弧的能量也會(huì)使其周圍的水膜消失，促使新的干燥帶的形成。電弧電壓維持方程為：

Ua=ALaI-na

(5)

式中：Ua為局部電弧所承受電壓的峰值，V；I為泄漏電流的峰值，A；La為電弧長(zhǎng)度，cm；na為與電弧電流有關(guān)的常數(shù)，考慮I<0.1 A時(shí)，na=0.2～0.5；A為與氣體性質(zhì)和氣壓有關(guān)的常數(shù)，且與電弧冷卻情況有關(guān)，在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下，空氣電離A=60～80 VA/cm。電弧長(zhǎng)度為60 mm，本文取A=71 VA/cm、na=0.3、I=15 mA，由式(5)依次計(jì)算出電弧電位為250～1 500 V之間，從而形成電位差，并帶入物理場(chǎng)計(jì)算。

2 空間電場(chǎng)分布仿真結(jié)果及分析

2.1 未覆冰絕緣子串的電場(chǎng)分布情況

圖3為不同徑向距離下未覆冰復(fù)合絕緣子串的電場(chǎng)幅值圖。

圖3 未覆冰復(fù)合絕緣子串的電場(chǎng)分布

圖中d為電場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)到復(fù)合絕緣子大傘裙邊界的距離。由圖3可以得出以下結(jié)論。

1)由各測(cè)量距離上最大電場(chǎng)幅值可以看出，當(dāng)d從0.15 m增大到0.20 m時(shí)，絕緣子串最大空間電場(chǎng)值減小了21.35%，當(dāng)d從0.20 m增大到0.30 m時(shí)減小了36.00%，當(dāng)d再增大0.20 m時(shí)減小了56.39%，可見隨著d的增大，空間電場(chǎng)幅值的減小趨勢(shì)越來越明顯。

2)整串絕緣子的電場(chǎng)幅值分布極不均勻，呈現(xiàn)“馬鞍形”分布，高壓端附近的電場(chǎng)幅值最大，隨著距離的增加，電場(chǎng)幅值急劇下降，在中部位置達(dá)到谷點(diǎn)，低壓端處電場(chǎng)幅值相較于中部略有上升。

由圖3可知，當(dāng)徑向距離d由0.15 m增至0.3 m時(shí)，絕緣子串空間電場(chǎng)幅值衰減程度可達(dá)40%。同時(shí)文獻(xiàn)[24]中的結(jié)論也指出，當(dāng)徑向距離大于0.3 m時(shí)，不同劣化程度下絕緣子串空間電場(chǎng)幅值變化不明顯。因此，本文均選取d=0.3 m來研究不同覆冰狀態(tài)下的絕緣子串空間電場(chǎng)分布特性，并且設(shè)空間電場(chǎng)變化率ΔE為：

(6)

式中：E為空間電場(chǎng)強(qiáng)度，V/m；a為未覆冰復(fù)合絕緣子串；b為霧凇覆冰；c為雨凇覆冰；d為融冰期下的局部起弧。

2.2 不同霧凇狀態(tài)下的絕緣子串的電場(chǎng)分布情況

圖4為霧凇覆冰下的復(fù)合絕緣子串的電場(chǎng)分布。由圖4可知，不同霧凇覆冰程度下，絕緣子空間電場(chǎng)幅值隨著距離高壓端位置的變遠(yuǎn)而降低。此外，與非覆冰情況相比，霧凇覆冰下絕緣子空間電場(chǎng)幅值變化趨勢(shì)相同、數(shù)值相近，經(jīng)計(jì)算，不同霧凇狀態(tài)下，其空間電場(chǎng)變化率ΔEb,a在5%～15%之間，變化不明顯，且隨著霧凇覆冰的加重，空間電場(chǎng)幅值呈現(xiàn)微小的下降趨勢(shì)。這是由于霧凇覆冰屬于干增長(zhǎng)，且為電阻較大的絕緣體，霧凇厚度的增加并沒有改變霧凇的形態(tài)，僅僅使得絕緣子等效直徑增大，反而會(huì)弱化霧凇所產(chǎn)生的電場(chǎng)畸變效應(yīng)。因此，霧凇覆冰下，絕緣子串的空間電場(chǎng)分布無明顯改變。

圖4 霧凇覆冰對(duì)復(fù)合絕緣子空間電場(chǎng)的影響

2.3 不同雨凇狀態(tài)下的絕緣子串的電場(chǎng)分布情況

圖5為雨凇覆冰下復(fù)合絕緣子串的電場(chǎng)分布。由圖5可知，雨凇覆冰情況下，絕緣子串空間電場(chǎng)明顯提高，這是因?yàn)楸枰约氨娓唠妼?dǎo)率水膜的存在會(huì)使絕緣子表面呈現(xiàn)阻容性，導(dǎo)致絕緣子電壓分布不均和附近的空間電場(chǎng)發(fā)生畸變。與非覆冰情況相比，雨凇覆冰下絕緣子空間電場(chǎng)數(shù)值變化明顯。經(jīng)計(jì)算，在距離高壓端1 000 mm至1 400 mm位置處，2種雨凇覆冰狀態(tài)下，空間電場(chǎng)幅值ΔEc,a最大值分別為22.7%和55.2%?？梢?，雨凇覆冰下，絕緣子串的空間電場(chǎng)分布有明顯改變。

2.4 不同局部電弧下的絕緣子串電場(chǎng)分布情況

圖6為局部電弧下的復(fù)合絕緣子串的電場(chǎng)分布。由圖6可知，不同階段下的局部電弧，絕緣子串空間電場(chǎng)隨著高壓端距離的變化呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)，這是因?yàn)楦脖诰植侩娀〉慕苟鸁嶙饔孟氯诨?，使得表面冰層融化后絕緣子表面電阻、泄漏距離降低，空間電場(chǎng)發(fā)生畸變。與非覆冰情況相比，局部電弧下絕緣子空間電場(chǎng)數(shù)值變化明顯。經(jīng)計(jì)算，在距離高壓端1 000 mm至1 400 mm位置處，兩種局部放電階段下，空間電場(chǎng)幅值ΔEd,a最大值分別為86.8%和206.2%?？梢姡脖砻娈a(chǎn)生局部電弧后，絕緣子串的空間電場(chǎng)分布有明顯改變。

圖6 局部電弧對(duì)復(fù)合絕緣子空間電場(chǎng)的影響

3 不同覆冰狀態(tài)對(duì)復(fù)合絕緣子空間電場(chǎng)的影響及其監(jiān)測(cè)

第2節(jié)研究表明，覆冰情況下絕緣子空間電場(chǎng)幅值變化明顯。選取典型覆冰情況下絕緣子空間電場(chǎng)幅值的仿真結(jié)果，繪制成折線圖如圖7所示。

由圖7可知，不同覆冰狀態(tài)下，靠近絕緣子低壓端的空間電場(chǎng)幅值變化最為明顯。

1—未覆冰絕緣子；2—輕度霧?。?—中度霧?。?—重度霧?。?—輕度雨?。?—重度雨??；7—局部電弧階段一；8—局部電弧階段二

圖7同時(shí)表明，隨著覆冰、放電狀態(tài)的加劇，靠近低壓端位置的電場(chǎng)幅值變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。為此，對(duì)比不同覆冰狀態(tài)下，NO.25、NO.26、NO.27這3片絕緣子對(duì)應(yīng)位置處的空間電場(chǎng)幅值，分別記為A、B、C，如圖8所示。

圖8 NO.25、NO.26、NO.27絕緣子對(duì)應(yīng)位置

圖9為3處位置不同覆冰狀態(tài)下空間電場(chǎng)幅值的變化。由圖9可知，在覆冰氣象條件下，當(dāng)絕緣子從霧凇覆冰發(fā)展至產(chǎn)生局部電弧階段，3處位置絕緣子空間電場(chǎng)幅值總體呈上升趨勢(shì)，且越接近覆冰閃絡(luò)，上升幅度越大。因此，上述結(jié)果表明，通過定點(diǎn)監(jiān)測(cè)110 kV復(fù)合絕緣子橫擔(dān)d=0.3 m處、正對(duì)最末位置3片絕緣子的空間電場(chǎng)信號(hào)，來識(shí)別覆冰程度及電弧發(fā)展程度是可行的。不同覆冰狀態(tài)下，該位置電場(chǎng)幅值變化范圍為13～46 kV/m，且經(jīng)計(jì)算，絕緣子霧凇覆冰時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大4.8%～14.7%，雨凇覆冰時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大17%～45%，產(chǎn)生局部電弧時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大17%～45%，產(chǎn)生局部電弧時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大83.3%～206.2%?，F(xiàn)場(chǎng)覆冰環(huán)境下，導(dǎo)線、絕緣子的擺動(dòng)可能對(duì)其空間電場(chǎng)分布造成一定影響，小幅電壓波動(dòng)以及工程測(cè)量誤差也會(huì)使得空間電場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果難以穩(wěn)定，從而存在誤判的可能。絕緣子霧凇覆冰時(shí)，雖然理論上空間電場(chǎng)幅值變化可達(dá)15%，但結(jié)合上述實(shí)際情況，該變化容易受其他因素干擾而造成誤判。而雨凇覆冰、產(chǎn)生局部電弧時(shí)，絕緣子串特征位置處的空間電場(chǎng)幅值增長(zhǎng)率分別可達(dá)40%、200%，且兩者之間沒有重疊，因此實(shí)際情況下，雨凇覆冰和產(chǎn)生覆冰電弧更容易被監(jiān)測(cè)到。

1—未覆冰絕緣子；2—輕度霧?。?—中度霧??；4—重度霧?。?—輕度雨??；6—重度雨??；7—局部電弧階段一；8—局部電弧階段二

本文研究結(jié)果表明，運(yùn)行中復(fù)合絕緣子串特定位置處空間電場(chǎng)變化率與其覆冰狀態(tài)存在明確的相關(guān)性。該方法的現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)施性較強(qiáng)，因?yàn)橄鄬?duì)于其他監(jiān)測(cè)設(shè)備，非接觸式在線監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。應(yīng)用該方法研制出的空間電場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)樣機(jī)已經(jīng)運(yùn)用到變電站外絕緣的狀態(tài)監(jiān)測(cè)上，如圖10所示。

圖10 變電站避雷器外絕緣監(jiān)測(cè)實(shí)施示意圖

下一步將基于仿真結(jié)論在實(shí)驗(yàn)室定點(diǎn)監(jiān)測(cè)并分析絕緣子串覆冰閃絡(luò)空間電場(chǎng)波形，以形成更為科學(xué)的特征參量提取及識(shí)別方法，從而直接運(yùn)用于架空線路外絕緣在線監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中，為非接觸式絕緣子覆冰識(shí)別及冰閃預(yù)警提供技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

本文研究了基于空間電場(chǎng)的復(fù)合絕緣子非接觸式覆冰監(jiān)測(cè)方法，得到的主要結(jié)論如下。

1)霧凇、雨凇、放電3種狀態(tài)下，復(fù)合絕緣子空間電場(chǎng)幅值沿串分布有明顯差異，ΔE變化顯著。

2)隨著覆冰程度的加重及放電的發(fā)展，絕緣子空間電場(chǎng)幅值總體呈上升趨勢(shì)，且在靠近低壓端附近監(jiān)測(cè)不同覆冰形態(tài)及放電程度的差異明顯。

3)通過定點(diǎn)監(jiān)測(cè)110 kV復(fù)合絕緣子橫擔(dān)d=0.3 m處、正對(duì)最末3片位置的空間電場(chǎng)信號(hào)來識(shí)別覆冰程度及電弧發(fā)展程度是可行的。

對(duì)上述監(jiān)測(cè)位置處的仿真結(jié)果表明，在不同覆冰狀態(tài)下，電場(chǎng)幅值變化范圍為13～46 kV/m。與無覆冰絕緣子相比，當(dāng)絕緣子霧凇覆冰時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大4.8%～14.7%，雨凇覆冰時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大30%～45%，產(chǎn)生局部電弧時(shí)，該處空間電場(chǎng)幅值增大84.8%～206.2%。