覆冰閃絡的動態電路模型可用于模擬冰閃發展的動態變化過程，有助于深入探究覆冰絕緣子閃絡發展的機理。
針對現有動態模型中的時變電弧方程僅表征電弧在空氣間隙發展的不足，充分考慮冰層表面對電弧發展的影響，對時變電弧方程進行改進，使其能夠更加準確地描述實際冰閃電弧的動態變化。在此基礎上，建立大功率直流電源覆冰閃絡的動態電路模型，將模型仿真結果與已有模型進行對比，同時在人工氣候室內對等效玻璃平板進行覆冰閃絡的試驗驗證。
結果表明：建立的動態電路模型所預測的閃絡電壓值更接近試驗值，兩者最大相對誤差為6.6%；預測泄漏電流與實測泄漏電流的動態變化規律具有較好的一致性。
覆冰閃絡是影響輸電線路安全運行的主要因素之一。為了揭示覆冰絕緣子的放電機理，準確預測覆冰絕緣子的閃絡電壓，從20世紀60年代開始，國內外學者對覆冰絕緣子的大功率直流電源閃絡模型開展了一系列研究。
覆冰絕緣子大功率直流電源閃絡的靜態模型由基于污穢放電的Obenaus模型演化而來。模型由電弧通道和剩余冰層電阻串聯構成，可通過數學解析求解得到冰閃時的臨界閃絡電壓。但在實際絕緣子覆冰閃絡過程中，局部電弧電阻等參數會隨電弧長度的發展而動態變化，靜態模型并不能體現此動態變化過程，進而無法預測泄漏電流的時域變化。因此，覆冰絕緣子閃絡的靜態模型具有一定的局限性。
覆冰絕緣子閃絡的動態模型在靜態模型的基礎上引入表征電弧電阻動態變化的時變電弧方程。具體而言，該模型將局部電弧等效為動態的電阻、電感，通過對比不同時刻局部電弧的電壓梯度Earc和剩余冰層電壓梯度Ep判斷電弧是否發展，當電弧長度超過泄漏距離時即判定發生閃絡。
然而，Farzaneh動態模型采用的電弧方程為Mayr方程，該電弧方程表征的是電弧在空氣間隙發展時電弧電阻的時域變化關系，然而實際冰閃過程中電弧沿冰層表面發展，沿面電弧與空氣間隙電弧存在較大差異，因此該模型對實際冰閃電弧的描述存在一定的缺陷。
本文針對現有動態模型中時變電弧方程僅表征電弧在空氣間隙發展的缺陷，通過改進時變電弧方程，更加準確地描述實際覆冰閃絡時電弧電阻的動態變化過程。同時，基于改進的時變電弧方程建立動態電路模型，通過程序使得模型能夠預測閃絡電壓和泄漏電流的動態變化過程，并與現有模型和人工覆冰閃絡試驗結果進行對比，驗證模型的有效性和準確性。
圖1 等效電路模型
結論
1）本文得到了考慮冰層表面影響的時變電弧方程，并基于此方程建立覆冰閃絡的動態電路模型。
2）利用本文動態電路模型對大功率直流電源正極性和負極性兩種電壓類型的閃絡過程進行仿真，并將本文模型的仿真結果與已有模型進行對比，閃絡電壓隨覆冰水電導率的變化規律具有高度的一致性。
3）對嚴重覆冰情況下平板模型的閃絡過程進行仿真，并在低溫、低氣壓人工氣候實驗室對玻璃平板進行冰閃試驗。實測不同覆冰水電導率下的閃絡電壓值與本文電路模型的仿真值最大相對誤差僅為6.6%。實測閃絡泄漏電流波形與仿真波形相近，且臨界閃絡電流的相對誤差僅為6.4%。
因此，本文建立的基于考慮冰層表面影響的改進時變電弧方程的動態電路模型能夠更加準確地預測嚴重覆冰情況下的閃絡電壓和泄漏電流，對深入研究覆冰閃絡機理具有一定的參考價值，對輸電線路的冰閃預警具有一定的工程價值。
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