受绝缘子爬电距离和干弧距离共同影响，XWP-210绝缘子在覆冰污秽地区的外绝缘效果最好。此外，在重庆大学多功能人工气候室进行人工覆冰试验，将试验结果进行压强换算后，与自然覆冰结果进行了对比。自然覆冰比人工覆冰的直流冰闪电压更高，分散性更大。试验结果可为超高压直流输电线路外绝缘设计提供参考。摘要 输电线路绝缘子的覆冰将严重影响其电气性能，危害输电线路的运行安全。直流输电具有线路造价低、运行损耗小、节省线路走廊、能非同期连接两个交流电网等优点，适用于大容量、远距离输电，促成了我国“西电东送”和“北电南送”的电能传输格局。该文在重庆大学雪峰山自然覆冰试验基地进行自然覆冰直流闪络试验。研究表明，长串绝缘子在自然覆冰情况下的直流冰闪电压随污冰参数（ISP）呈负幂函数变化。自然条件下，LXY-160型、XWP-210型和FXBW-220/100型等绝缘子的直流冰闪试验显示，干弧最小闪络电压梯度受绝缘子爬电距离和干弧距离共同影响，XWP-210绝缘子在覆冰污秽地区的外绝缘效果最好。此外，在重庆大学多功能人工气候室进行人工覆冰试验，将试验结果进行压强换算后，与自然覆冰结果进行了对比。自然覆冰比人工覆冰的直流冰闪电压更高，分散性更大。试验结果可为超高压直流输电线路外绝缘设计提供参考。
关键词：直流 污冰参数 自然覆冰 闪络特性
由于我国幅员辽阔，且能源中心和负荷中心逆向分布，长距离输电线路将不可避免地需要穿越低气压、污秽和覆冰等共存的复杂环境地区。在低气压、覆冰、污秽共同作用下，绝缘子的电气强度会显著下降，输电线路通过这些地区时，电气强度的降低导致绝缘子在正常运行电压下可能发生闪络，造成局部或大范围停电，这将会给社会生产和人民生活带来严重不便，甚至造成重大的经济损失[1-2]。
自20世纪50年代以来，国内外研究者针对复杂环境下绝缘子的闪络特性和放电机理开展了大量的研究，取得了很多有价值的成果。文献[3-6]对绝缘子表面的覆冰类型及其对闪络电压的影响展开研究，得出绝缘子覆冰时闪络电压仅为覆雪时的40%，绝缘子覆雨凇时其闪络电压最低。文献[7-9]分析了污秽对覆冰绝缘子闪络电压的影响，并指出固体涂层法和覆冰水电导率法两种染污方式存在等价性。文献[10-11]采用覆冰水电导率法模拟绝缘子覆冰过程中的污秽，得到盐密和覆冰水电导率之间的对应关系，同时得出闪络电压和覆冰水电导率之间呈幂函数变化，污秽越严重，绝缘子的闪络电压也越低。文献[12]提出用污冰参数（Ice Stress Product, ISP）来表征冰重和污秽度对绝缘子串闪络性能的影响。文献[13]用ISP作为参数，得出绝缘子串最小闪络电压与绝缘子串长呈线性关系，并提出干弧距离最小闪络电压梯度和ISP参数间存在联系。文献[14-15]提出绝缘子冰厚测量方法和多种覆冰绝缘子电气特性试验方法。
目前对覆冰绝缘子串闪络特性的研究多采用人工气候室模拟自然覆冰环境的方法[15-16]，对高寒、高湿自然环境下绝缘子长串直流闪络特性的研究在国内外几乎还是空白。基于此，本文在重庆大学的湖南省怀化市雪峰山自然覆冰试验基地开展了多种绝缘子串在自然覆冰情况下直流闪络特性的试验研究，分析了ISP和绝缘子类型对绝缘子直流冰闪电压的影响，并在重庆大学多功能人工气候室内进行对照试验，将气压换算后的人工覆冰试验结果同雪峰山自然覆冰试验结果进行对比分析。本文将对高海拔、污秽和覆冰共存地区的外绝缘选择、防闪络策略的制定以及保障系统的安全运行提供帮助，在工程上有一定的应用价值。
本文以10片LXY-160绝缘子、10片XWP-210绝缘子和FXBW-220/100复合绝缘子为试验对象。三种绝缘子的结构如图1所示，技术参数见表1。其中，S为绝缘子表面积，l为爬电距离，h为结构高度，D为盘径。
图1 试验绝缘子结构
Fig.1 Schematic diagram of the structure of test insulators
表1 试验绝缘子技术参数
Tab.1 Technical parameters of test insulators
绝缘子类型D/mmh/mml/mmS/cm2 LXY-1602801704002 098 XWP-2103001704502 783 FXBW-220/1001702 1506 30013 878
本文自然覆冰试验以雪峰山自然覆冰试验基地为试验平台，该试验平台海拔高度1 400m；人工覆冰试验以重庆大学多功能人工气候实验室为试验平台，海拔高度232m。
主要使用仪器包括：尼康D5300摄像机，采用18～55mm防抖镜头；测量气象参数的六要素微气象仪，每分钟采集一次气象数据，采集的气象参数为大气温度、大气湿度、大气压力、风速、风向、日累计雨量六个方面。微气象仪如图3所示。
图2 试验平台
Fig.2 Test platform
图3 微气象仪
Fig.3 Meteorological instrument
本文中自然覆冰试验基地采用的直流电源为±800kV双反馈倍压整流电源，额定电流为0.3A；人工气候试验室采用的直流电源为±600kV晶闸管双反馈倍压整流直流电源，额定电流为0.5A，均满足IEC标准和国家标准对污秽试验的直流试验电源的要求。
直流闪络试验原理接线如图4所示，本文按照图4中的接线方法对三种试验绝缘子串进行直流冰闪试验。图中，Q1为前级开关，Q2为后级开关，T为调压器，TB为试验变压器，C1、C2为倍压电容，VD1、VD2为高压硅堆，SCR为晶闸管，R0为限流电阻（5kW），Rx为保护隔离电阻，Ri为2W 标准电阻，G为保护放电管，H为330kV穿墙套管，E为人工气候室，F为电阻分压器（R1、R2分别为高、低压臂电阻，分压比100 000
1）。
图4 直流闪络试验原理接线
Fig.4 Principle wiring diagram of DC flashover test
1.3.1 绝缘子染污
本文采用覆冰水电导率法模拟试品覆冰过程中的染污。覆冰水电导率法具有所得的试验结果分散性较小，易于控制污秽的均匀性等优点。使用此方法需借助如图5所示的喷淋系统，用于控制湿度和空气中过冷却水滴的电导率。由b端输入一定电导率的过冷却水，通过调节c端的气泵控制喷出过冷却水滴的直径。其中喷头a距离绝缘子串2.5m，d端为低压接地端，e为高压连接端，f为试品，g为监测旋转导体。本文试验的覆冰类型为雨凇。
图5 喷淋系统
Fig.5 Spray system
依据文献[17]，并由大量试验统计得：当LXY- 160绝缘子串下端的监测旋转导体覆冰厚度小于6mm时，绝缘子串基本无冰凌桥接，为轻度覆冰；当旋转导体覆冰厚度为6～10mm时，LXY-160绝缘子伞间桥接数较少，绝缘子片间的最大桥接数低于5，为中等覆冰；当旋转导体覆冰厚度大于10mm时，LXY-160绝缘子片间桥接严重，冰凌数量多，为严重覆冰。LXY-160绝缘子在不同覆冰程度下的冰凌桥接情况如图6所示。
图6 LXY-160绝缘子在不同覆冰程度下的冰凌桥接情况
Fig.6 Ice bridging degree of LXY-160 insulators under different icing thickness
1.3.2 闪络特性试验方法
本文中，绝缘子的自然覆冰均在环境温度-5～-1℃，风速3～10m/s，压强86.5～87.5kPa，相对湿度98%～100%的条件下进行。绝缘子人工气候室覆冰环境温度设置为-6～-3℃。
本文试验均采用U形曲线法：将电导率一定的过冷却水由喷淋系统间歇喷洒到绝缘子附件的空气中，绝缘子覆冰达到预定要求时，停止喷雾并持续冷冻15min。采用均匀升压法对覆冰绝缘子不断进行重复闪络试验，相邻闪络试验间的时间间隔为3～5min，以绝缘子表面冰层是否完全融化和脱落作为终止试验的参看，测量直流闪络电压和冰重，并观察闪络现象。
计算50%闪络电压U50和标准偏差s 分别为
（1）式中，
为采用U形曲线法对第j串覆冰绝缘子进行试验得到的最低闪络电压（kV）；N为有效试验的总次数。
在重庆大学雪峰山覆冰试验基地对10片串LXY-160绝缘子进行自然覆冰试验。覆冰绝缘子的直流闪络电压随覆冰量的增加和覆冰水电导率的增加而降低，因此本文选择ISP作为表征覆冰量M和覆冰水电导率g20对覆冰绝缘子串闪络电压影响的特征参数，单位为kg·mS·cm-1。
将试品悬挂于雪峰山自然覆冰试验平台，对其覆冰期间的气象数据进行实时监控。在融冰期，对LXY-160绝缘子串进行直流冰闪试验，统计结果见表2，分析可知：
（1）LXY-160绝缘子串在不同覆冰程度下，冰闪电压均随ISP的增加而减小。且同绝缘子直流污闪电压随染污程度变化的规律类似，冰闪电压和ISP间呈明显负指数幂函数关系。
（2）LXY-160绝缘子自然覆冰直流闪络电压的标准偏差都在3.9%范围内，试验结果具有较小的分散性。
表2 自然覆冰的LXY-160绝缘子串闪络试验结果
Tab.2 Flashover test results of LXY-160 insulator string with natural icing
覆冰程度g20/(mS·cm-1)M/kgU50/kVs (%)ISP/(kg·mS·cm-1) 轻度覆冰3003.62543.4108 6003.61493.1216 1 0003.51143.9350 中等覆冰3005.41852.7162 6005.41191.9324 1 0005.41012.3540 严重覆冰3006.51543.6195 6006.41082.2384 1 0006.2952.8620
（3）LXY-160绝缘子自然覆冰直流闪络电压从轻度覆冰到中等覆冰平均降低25.13%，从中等覆冰到严重覆冰平均降低12.21%。
在轻度覆冰情况下，绝缘子表面冰层的晶释效应使绝缘子上表面冰层的电导率减少，下表面冰层及冰凌的电导率增大，导致闪络电压随覆冰水电导率的增加而降低。
绝缘子轻度覆冰状态下无冰凌桥接，闪络电压较高；绝缘子中等程度覆冰状态下，开始有冰凌桥接，闪络电压大幅降低；绝缘子严重覆冰状态下，冰凌桥接数继续增加，闪络电压降低变缓。绝缘子在轻度覆冰状态下，冰凌的增长使“冰凌-伞裙”间空气间隙缩短，电弧更容易桥接空气间隙，导致闪络电压降低[18]。而中等覆冰情况下，冰凌桥接绝缘子串全部伞裙，放电路径沿冰凌湿润表面，闪络电压降低20%以上。严重覆冰情况下，冰凌数持续增加，为电弧提供更多放电通道，闪络电压缓慢降低，在覆冰程度饱和状态下，最低闪络电压几乎保持一致。
大量试验研究表明，在融冰期，覆冰绝缘子的ISP与覆冰水电导率呈负幂函数关系[4, 6, 13]。其经验公式为
（2）式中，A为常数，其值与绝缘子型号、覆冰状态等参数有关；q为一个反映覆冰量和覆冰水电导率综合作用时对最低直流冰闪电压影响的特征指数。
按照式（2）对表2中的数据进行拟合，结果如图7所示，式（3）～式（5）为对应的拟合公式，其中，R2为拟合决定系数。
图7 自然覆冰的LXY-160绝缘子串U50与ISP的拟合关系
Fig.7 Fitting relationship between U50 and ISP of LXY-160 insulator string with natural icing
轻度覆冰拟合曲线
（3）中等覆冰拟合曲线
（4）
严重覆冰拟合曲线
（5）从图7和三条拟合曲线可以得出：
（1）三条拟合曲线的拟合决定系数R2均大于0.98，曲线的拟合度较好。
（2）覆冰状态对常数A的影响很大，覆冰程度越严重，A值越小。例如，轻度、中等、严重覆冰的A值分别为1 925、605.8、264.8。
（3）特征指数q受覆冰量影响，覆冰量越大，q值越小，在图7中反映为曲线越平缓。例如，严重覆冰时，拟合曲线的q值为0.160 4，远小于轻度覆冰拟合曲线的q值0.433 2。
当LXY-160绝缘子串处于轻度覆冰，冰凌未桥接伞裙时，闪络电压受绝缘子表面冰层的覆冰水电导率和“冰凌-伞裙”间空气间隙距离的双重影响，U50随ISP的增加快速降低，拟合曲线陡，q值大。当绝缘子串覆冰处于中等覆冰或严重覆冰时，放电路径沿绝缘子冰凌湿润表面导通，绝缘子表面冰层的覆冰水电导率对其直流闪络电压的影响占比减弱，最低闪络电压最后将趋于稳定，所以U50随ISP的增加而缓慢降低，拟合曲线平缓，q值小。
在雪峰山自然覆冰试验基地，实时监控并记录气象数据，当环境条件满足第1.3.2节中的试验要求时，同时悬挂10片串LXY-160玻璃绝缘子、10片串XWP-210瓷（双伞）绝缘子和FXBW-220/100复合绝缘子进行覆冰。在本节试验中，仅选取轻度覆冰状态的绝缘子串进行试验。
为了更准确地对比不同类型绝缘子串的直流冰闪试验结果，引入干弧最小闪络电压梯度，其计算式为
（6）式中，L为干弧距离。
在融冰期对三种试验绝缘子串进行直流闪络试验，试验结果见表3。
表3 自然覆冰的三种试验绝缘子闪络试验结果
Tab.3 Flashover test results of three kinds of insulators with natural icing
绝缘子类型g20/ (mS·cm-1)M/ kgU50/ kV/ (kV·m-1)s (%)ISP/ (kg·mS·cm-1) LXY-1603003.6254163.873.4108 6003.6149119.353.1216 1 0003.511499.353.9350 XWP-2103004.6258156.363.4138 6005.3192116.364.6318 1 0005.8167101.213.6580 FXBW-220/1003001.786298138.63.928.2 6001.862241112.14.758.8 1 0002.622224104.23.4138
由式（2）和式（6）推导可知，与ISP的关系可表示为
（7）式中，
为常数，其值与绝缘子类型、覆冰状态等参数有关。
按照式（9）对表3中的数据进行拟合，得到图8和对应的拟合曲线公式如下。
图8 自然覆冰的三种试验绝缘子
和ISP的拟合关系
Fig.8 Fitting relationship between and ISP of three kinds of insulators with natural icing
LXY-160拟合曲线
（8）XWP-210拟合曲线
（9）
FXBW-220/100拟合曲线
（10）由表3、图8以及拟合曲线可知：
（1）三种试验绝缘子串的自然覆冰直流闪络电压的标准偏差都在4.7%范围内，试验结果分散性较小。并且在融冰期，三种试验绝缘子串的干弧最小闪络电压梯度均随ISP的增加而降低。
（2）三种试验绝缘子串拟合曲线的拟合决定系数R2值均大于0.9，拟合程度高，三条拟合曲线的可靠性高。
（3）LXY-160绝缘子和XWP-210绝缘子的拟合曲线在ISP=90kg·mS·cm-1时的值均为176.8kV·m-1。LXY-160绝缘子和FXBW-220/100复合绝缘子的拟合曲线在ISP=640kg·μS·cm-1时的值均为75.59kV·m-1。
（4）XWP-210瓷绝缘子串的值最大，防冰闪效果最好，FXBW-220/100复合绝缘子的值最小，防冰闪效果差。XWP-210瓷绝缘子单片的爬电距离为450mm，大于爬电距离为400mm的LXY-160玻璃绝缘子，所以在ISP相同的情况下，XWP-210瓷绝缘子的值比LXY-160玻璃绝缘子要大。三种试验绝缘子串均用于电压等级220kV输电线路的外绝缘防护，FXBW-220/100复合绝缘子的干弧距离为2 150mm，10片串LXY-160绝缘子和XWP-210绝缘子的干弧距离均为1 700mm。由式（6）可知，值与干弧距离L成反比，当ISP相同时，FXBW-220/100复合绝缘子的干弧最小闪络电压梯度最小。综上所述，XWP-210绝缘子在覆冰污秽地区的防冰闪效果最好。
在重庆大学大型多功能人工气候实验室对10片串LXY-160绝缘子、10片串XWP-210绝缘子和FXBW-220/100复合绝缘子进行试验。人工气候室设置温度-6～-3℃。本节中的试验绝缘子串人工覆冰模拟第2.2节中试验绝缘子串的自然覆冰程度，均为轻度覆冰。
大量试验结果表明，绝缘子闪络电压与覆冰水电导率g20（换算至20℃时）存在如下关系
（11）式中，B为常数，与覆冰状态、绝缘子结构等有关；b为g20对绝缘子闪络电压影响的特征指数。
自然覆冰试验所在的雪峰山自然覆冰试验基地海拔高度为1 400m，而重庆大学人工气候实验室海拔高度232m，所以在进行人工试验结果与自然覆冰结果对比之前必须进行气压换算，将人工覆冰试验结果换算到自然覆冰的高度，换算方式[15]为
（12）
（13）
式中，H为海拔高度；p为H对应的压强；p0为标准参考条件下压强；U0为在标准参考气压条件下的闪络电压；UH为海拔高度为H时的绝缘子闪络电压；n为压强影响系数。
由于本文需将低海拔的人工覆冰试验结果校正到自然覆冰海拔高度下，对式（12）和式（13）换算得
（14）
（15）
式中，pN为自然覆冰基地的压强；pA为人工气候实验室压强；HN为自然覆冰基地海拔高度；HA为人工气候实验室海拔高度；UA为人工气候室覆冰试验下的电压；UC为UA换算到雪峰山自然覆冰海拔下的电压。
根据不同类型绝缘子在不同覆冰水电导率下n的取值[13]，计算得到表4所示结果。其中，U50为雪峰山自然覆冰试验基地试验所得数据，DU=U50-UC是自然覆冰闪络电压与气压换算后人工覆冰闪络电压间的差值。
表4 人工覆冰情况下三种试验绝缘子气压校正后的直流闪络试验结果
Tab.4 DC flashover test results of three kinds of test insulators after pressure correction under artificial icing
绝缘子类型γ20/ (mS·cm-1)nUC/ kVs (人工覆冰)(%)U50/kVs (自然覆冰)(%)DU/ kV LXY-1603000.67224.482.92543.429.52 6000.64175.723.31853.19.28 1 0000.59145.362.81543.98.64 XWP-2103000.54208.843.12583.449.16 6000.58177.561.71924.614.44 1 0000.39159.162.11673.67.84 FXBW-220/1003000.60251.163.22983.946.84 6000.54227.243.82414.713.76 1 0000.58215.283.42243.48.72
由表4可得：
（1）人工覆冰和自然覆冰试验的闪络电压值与覆冰水电导率γ20均呈负幂函数关系。
（2）DU全部为正值，表明在相同气压相同覆冰水电导率相同覆冰情况下，自然覆冰的直流冰闪电压总是大于人工覆冰的冰闪电压。覆冰水电导率为300mS·cm-1时，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰高11.6%～19%；覆冰水电导率为600mS·cm-1或1 000mS·cm-1时，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰高3.9%～7.5%。
（3）人工覆冰的s 值在1.7～3.8，自然覆冰的s值在3.1～4.7，人工覆冰的标准偏差更小，最低闪络电压的试验分散性小；自然覆冰的标准偏差更大，最低闪络电压的试验分散性更大。
直流闪络试验，覆冰绝缘子串的闪络路径主要沿冰层外表面，容易出现飘弧现象，并且在高海拔低气压下，直流闪络试验的飘弧现象更为严重。由于飘弧现象的存在，使得绝缘子闪络过程中电弧发展受污秽程度的影响减小。虽然将人工覆冰的闪络电压换算到了自然覆冰的海拔高度，但是飘弧现象产生的影响不能被简单置换。当绝缘子表面冰层电导率小时，闪络电压主要受“冰凌-伞裙”间空气间隙距离影响，由于局部飘弧现象，使得局部电弧需要发展的更长才能形成放电通道，要求有更高的电压。试验结果也显示，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰闪络电压值高11.6%～19%。在自然覆冰试验中，绝缘子串闪络时出现的飘弧现象如图9所示。当覆冰水电导率逐渐大后，闪络电压受表面冰层融冰水电导率的影响增大，闪络电压同时受“冰凌-伞裙”间空气间隙距离和污染情况的影响，飘弧现象产生的影响相对减弱，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰闪络电压值高3.9%～7.5%。
自然覆冰环境下风向、风速不能控制，导致绝缘子表面覆冰不均匀[19]。且自然覆冰环境下，风速较大，可增加过冷却水滴输送率，增加覆冰量，同时使得绝缘子表明生成的冰凌弯曲内卷。冰棱的内卷增加局部飘弧的不确定度，风速大小改变局部飘弧对闪络电压的影响，所以自然覆冰闪络试验比人工覆冰闪络试验更具有不确定性，闪络电压值的分散性也更大。
将表4中试验所得数据按式（13）进行曲线拟合。轻度覆冰情况下三种试验绝缘子在自然覆冰和人工覆冰环境下的50%闪络电压与g20的关系如图10所示。曲线拟合结果见表5。由图10和表5可知：
图9 自然覆冰环境下三种试验绝缘子闪络时的飘弧现象
Fig.9 Flashover arc phenomenon of three kinds of test insulators in natural ice-covered environment
（1）人工覆冰拟合曲线的R2均非常接近1，表明曲线拟合度高。人工覆冰试验更容易控制风速、温度、空气湿度等变量，试验误差小，可信度高。
（2）自然覆冰试验拟合所得常数B值均大于人工覆冰试验。
（3）自然覆冰拟合曲线b值比人工覆冰拟合曲线b值大。例如，XWP-210绝缘子自然覆冰条件下b值为0.365，在人工覆冰条件下为0.226。自然覆冰环境，绝缘子闪络电压随覆冰水电导率g20的增加下降得更快。自然覆冰环境中风速、温度、空气湿度的动态变化，导致绝缘子表面覆冰容易出现雨淞和雾凇共存的现象。融冰期时，雾凇更容易在表面融化。由于晶释效应，使得绝缘子冰层表面的覆冰水电导率增加，所以自然环境覆冰绝缘子融冰期的闪络电压受覆冰水电导率的影响更大。
图10 轻度覆冰情况下自然覆冰和人工覆冰绝缘子串50%闪络电压与g20的关系
Fig.10 Relationship between insulator string U50 and g20 under natural and artificial icing conditions
表5 曲线拟合得到的B、b、R2值
Tab.5 Values of B、b、R2 obtained by curve fitting
绝缘子类型自然覆冰人工覆冰 BbR2BbR2 LXY-1602 733.90.4180.995 71 757.30.3610.999 8 XWP-2102 043.30.3650.986 4757.240.2260.999 4 FXBW-220/1001 162.90.2410.965 4522.470.1290.993 1
1）自然覆冰情况下，LXY-160玻璃绝缘子从轻度覆冰到中等覆冰状态，冰凌桥接全部伞裙，闪络电压大幅降低。拟合特征指数b受覆冰量影响，覆冰量越大，b值越小。特征指数b值受覆冰水电导率的影响需要进一步试验探讨。
2）LXY-160玻璃绝缘子、XWP-210瓷（双伞）绝缘子和FXBW-220/100复合绝缘子的干弧最小闪络电压梯度
与ISP呈负幂指数关系。XWP-210绝缘子串在覆冰污秽地区的电气性能最好。
3）与人工覆冰相比，绝缘子自然覆冰闪络试验环境参数难以控制，且有局部飘弧现象，测得的闪络电压值分散性更大。并且覆冰水电导率为300mS·cm-1时，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰高11.6%～19%；覆冰水电导率为600mS·cm-1或900mS·cm-1时，自然覆冰闪络电压值比人工覆冰高3.9%～7.5%。此现象产生的机理需要进一步研究。
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DC Flashover Characteristics of Natural Environment Insulators Covered with Ice
Abstract Icing of insulators in transmission line will seriously affect its electrical performance and endanger the operation safety. DC transmission has the advantages of low cost, low power loss during operation, saving line corridor and the ability to connect two AC power networks, and so on. It is suitable for large capacity and long distance transmission, and promotes the power transmission pattern of “power transmission from west to east” and “power transmission from north to south” in China. In this paper, the natural icing DC ice flashover test was carried out at the natural icing test base of Xuefeng Mountain, Chongqing University. The results show that under the condition of natural icing, the DC ice flashover voltage varies with the pollution ice parameter ISP in a negative power function. Under natural conditions, the DC ice flashover tests of LXY-160, XWP-210 and FXBW-220/100 insulators show that the minimum flashover voltage gradient of dry arc is affected by both creeping distance and dry arc distance of insulators, and the external insulation effect of XWP-210 insulator is the best in the area covered with ice and pollution. In addition, the artificial icing experiment was carried out in the multi-function artificial climate room of Chongqing University. After the air pressure conversion of the experimental results, compared with the natural icing results, it is known that the DC ice flash voltage of natural icing is higher and the dispersion is greater than that of artificial icing. The test results can provide a reference for the external insulation design of EHV DC transmission lines.
keywords：DC, ice stress product, nature icing, flashover performance
中图分类号：TM85
DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.190713
国家自然科学基金重点项目（51637002）和国家电网公司总部科技项目（521999180006）资助。
收稿日期2019-06-12
改稿日期 2019-09-11
蒋兴良 男，1961年生，教授，博士生导师，研究方向为高电压绝缘技术、气体放电以及输电线路覆冰及防护。E-mail: xljiang@cqu.edu.cn
邹佳玉 女，1995年生，硕士研究生，研究方向为自然覆冰状态下绝缘子长串的直流闪络特性。E-mail: 735196945@qq.com（通信作者）
（编辑 崔文静）