当淋雨量为40 mm/h时，过冷却水滴的冻结时间为0.581 s略小于相邻雨滴撞击绝缘子表面相同位置处的时间间隔0.559 s。由于过冷却水滴的碰撞时间与冻结时间相差不大，更有利于绝缘子覆冰及冰凌的形成。单位时间内降落到绝缘子上的过冷却水滴多于完全冻结的过冷却水滴，因此会有一部分未冻结的过冷却水沿着绝缘子的边缘流淌滴落冻结成冰凌。过冷却水滴冻结所释放潜热以换热的形式将热量传给周围空间。此时所有撞击到绝缘子上的过冷却水滴大都会冻结在绝缘子表面，未冻结的少量过冷却水滴沿绝缘子边缘滴落冻结形成冰凌，且所形成的冰凌质地坚硬，粗细均匀。当淋雨量为86.4 mm/h时，相邻雨滴撞击绝缘子表面相同位置处的时间间隔远小于雨滴的冻结时间，此时绝缘子串上滴落的过冷却水冻结时的热量并不能快速的释放到周围空间，进而在绝缘子表面上形成“水内冰”，越靠近底端绝缘子所形成的冰凌越短且长短粗细等都不均匀，所形成的冰近似于浸透了水的雪，质地不够坚硬，但却能够牢牢的粘附于绝缘子的表面上，冰凌的形成较为困难。通过实验及数据分析，发现在不同的降雨量条件下，覆冰密度及单位时间内单片绝缘子的覆冰重量与淋雨量存在着密切的联系，如图4所示。

当淋雨量较小即小于35 mm/h时，冰密和覆冰重量随淋雨量的增加而增大。在淋雨量较小时，碰撞到绝缘子的过冷却水滴能够迅速冻结为坚固的结晶冰，所形成的冰中含有一定数量的细微气泡，当淋雨量逐渐增大时，过冷却雨滴冻结时间延长，此时所形成的冰中所含细微气泡减少，覆冰密度也会相应的增加。由于降落到绝缘子上的过冷却水几乎都冻结在了绝缘子上，所以覆冰的重量随淋雨量的增加而增加;当淋雨量为35耀60 mm/h时，由于过冷雨滴的碰撞时间略小于雨滴的冻结时间，因此会形成纯粹、透明的冰。此时冰已经接近理论上的纯冰，所以冰的密度变化不大。在淋雨量逐渐增大的过程中，淋雨量相对较小时有利于冰凌的形成，当淋雨量达到某一值(如50 mm/h)时过多的过冷却雨滴释放的潜热未及时释放到周围环境中会阻止冰凌的形成导致覆冰重量的下淋;在淋雨量大于60 mm/h时，此时的过冷却水滴碰撞绝缘子表面所需时间大于其冻结时间。过多的过冷却水滴已经严重影响到绝缘子上表面覆冰及冰凌的形成，在绝缘子表面会形成‘水内冰’，所形成的冰凌很短或消失，冰密逐渐接近于水的密度，覆冰重量也不断的下降。

4 结论

1)通过计算分析在不同自然条件下过冷却雨滴的冻结时间子及雨滴碰撞时间间隔驻子的关系可知：如果子<驻子,则覆冰为“干增长”;如果子>驻子, 则覆冰为“湿增长”。

2)在覆冰水颗粒、覆冰温度、覆冰时间、覆冰水电导率等相同条件下，绝缘子表面的覆冰密度随着淋雨量的增大而增加;绝缘子的覆冰重量随淋雨量的增大先增大后减少。

参考文献

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收稿日期：2010-09-04。

作者简介：

王永强(1975—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要从事电气设备在线监测与故障诊断和高压电绝缘技术的研究;

李晓光(1983—)，男，硕士研究生，研究方向为电气设备外绝缘覆冰。