基于风偏角限制的防风偏绝缘子串应用研究

为解决输电线路悬垂绝缘子串风偏造成空气间隙不足的问题,提出一种将导线与塔材空气间隙限制在操作过电压间隙范围以外的复合绝缘子串封挡装配方法,并对绝缘子串封挡和挂点杆件受力进行了分析计算。以110~500kV电压等级输电线路为例,从导线水平风荷载入手,基于故障风速数据确定复合绝缘子串承受冲击荷载范围;分析导线发生摇摆时复合绝缘子串的封挡受力过程,给出绝缘子串的安装形式、封挡控制角度的确定方法和拉力承受范围;分析复合绝缘子串两端挂点的局部杆件受力情况,给出无超应力杆件的撞击点水平活动量和绝缘子串偏移角度。结果表明:随着风速增加,防风偏复合绝缘子串承受的冲击荷载逐渐增加,挂点杆件承受的局部拉力逐渐增加;通过改变绝缘子串安装松弛度,增加导线与绝缘子串撞击点的水平活动量和偏移角度,可以降低局部杆件受力,有效控制风偏角度。

带电安装500 kV紧凑型输电线路覆冰在线监测装置专用工具的研究与应用

在电力系统中,输电线路遭受覆冰灾害造成倒杆、断线、供电中断带来巨大损失,预防输电线路覆冰灾害,提前做好监测是目前最佳的方法,现阶段主要是通过安装输电线路覆冰在线监测装置,实时采集现场覆冰数据,分析现场情况,及时采取除冰措施,保证输电线路在冰冻时期安全稳定运行。而安装500 kV紧凑型输电线路覆冰在线监测装置核心点在于将该装置的承力数据传感器更换原线路的U型环金具,一般采用专用丝杆、卡具、绝缘拉板连接提线勾收紧导线,转移绝缘子串荷载后取下U型环金具,再换上覆冰监测装置承力数据传感器。500 kV紧凑型输电线路多使用复合绝缘子,采用“V”型方式连接导线。与常规的垂直绝缘子串不同,在安装承力数据传感器时,采用勾住导线转移荷载的方法,不适用,因绝缘子串为“V”型连接,受力转移导线荷载时因受力不均,造成导线翻转,难以完全转移绝缘子串荷载,不能或难以完成安装工作,且该方法需要作业人员进入电场等电位作业,因紧凑型输电线路杆塔的塔窗尺寸小,进入电场安全组合间隙小,等电位进入电场安全风险高,甚至不具备开展带电安装工作。现需研究一种专用工具,用于带电安装500kV紧凑型输电线路在线覆冰监测装置是很有必要的。

基于不同倾角下水珠形态量化特征的V串复合绝缘子憎水性判定方法

憎水性是表征复合绝缘子老化状况的重要指标,由于V串复合绝缘子伞裙与水平面呈不同的倾角,常规的检测方法无法对其憎水性进行有效的现场检测与判定。首先采用pH值为14、温度为100℃的Na OH溶液对复合绝缘子样片进行老化,在与水平面呈25°夹角的条件下采用喷水分级法测试获得了各老化后样片的憎水性等级,提出了采用微量进样器在样片表面滴加体积为20μL水珠的方法,排除了喷水分级法中水雾喷射角度、速度以及喷水量等因素对水珠形态特征的影响。针对不同倾角下水珠在不同憎水性等级样片表面的形态特征,研究了7个水珠形态特征参数与倾角和憎水性等级之间的关系,发现内上角、内顶角相关性较强;结合与倾角和憎水性密切相关的最大稳态水珠体积参数,提出了V串复合绝缘子憎水性等级的综合判定方法。通过对不同倾角下的伞裙开展水珠形态测试,验证了本文提出方法的有效性和准确性,实现了V串复合绝缘子的憎水性检测与判定。

某500 kV输电线路复合绝缘子掉串故障分析

该文以湖北某500 kV输电线路的中相复合绝缘子掉串故障为例,展示球头挂环断裂、球头挂环与绝缘子钢帽在风力作用下的挤压痕迹的外貌特征,并对故障产生的原因进行分析。通过运行经验和实验论证,得出该复合绝缘子掉串的主要原因是球头挂环存在原始缺陷,以及大风天气使得球头挂环受到横向和顺线路方向力的反复挤压和剪切冲击,最终导致疲劳断裂,并对该故障暴露的问题提出建议。

复合绝缘子耐张串微风振动疲劳特性研究

耐张串使用复合绝缘子需考虑其在不同运行工况下的可靠性。微风振动发生频率高,是绝缘子运行中最常见的工况。概括了复合绝缘子及耐张串的使用现状,分析了复合绝缘子耐张串在微风振动时的受力情况,搭建了适用于特高压多串并联复合绝缘子耐张串振动研究的试验平台,并进行了多组复合绝缘子耐张串模拟微风振动试验。试验结果表明,微风振动引起复合绝缘子耐张串的机械性能下降不到5%,证明耐张串使用复合绝缘子是可行的。建议在现有复合绝缘子3 000万次振动试验后加入1.2倍额定机械负荷24 h耐受试验,以进一步考察其机械可靠性。

高海拔地区直流耐张绝缘子布置方式对其污闪特性的影响

绝缘子污闪特性的研究主要集中在悬垂Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅴ型布置的瓷、玻璃绝缘子,对水平耐张布置绝缘子的污闪特性研究较少,为此在1970m高海拔试验基地分别试验研究了水平耐张布置和悬垂Ⅰ型复合绝缘子和长棒形瓷绝缘子2种直流绝缘子人工污秽闪络特性的影响。结果表明:布置方式对绝缘子直流污闪特性影响不同;在不同污秽程度下,复合绝缘子悬垂Ⅰ型布置的均匀升压法,直流污闪电压比水平布置时高3.9%～9.3%;长棒形瓷绝缘子水平耐张布置的恒压升降法直流污闪电压比Ⅰ型布置时高2.76%～26.1%。最后用高速摄影机拍摄了绝缘子放电发展过程,探讨了2种布置方式对复合绝缘子与长棒形瓷绝缘子直流污闪特性不同影响规律的原因。

复合绝缘子在耐张串上的使用

总线了国内外复合绝缘子耐张串中的使用情况后分析了耐张串中使用绝缘子的受力情况。针对复合绝缘子受弯曲应力易变形的特点,对其进行了弯曲疲劳、大曲和振动试验,结果表明在振动、反复弯曲、大屈曲条件下复合绝缘子性能不会劣化。综合已有运行经验和试验结果认为复合绝缘子可在耐张串中使用。

500kV线路耐张复合绝缘子安全系数的选取

500kV线路的传统盘形瓷耐张绝缘子过于沉重、抗污闪性能不足、零值和经济性能差的问题越来越突出,需要采取新的技术措施。复合绝缘子以其重量轻、机械强度高、防污闪性能好等优点,已经在电力线路中的悬垂串中取得了良好的效果,解决其安全系数的选取问题是复合绝缘子应用于500kV线路耐张串上的关键问题。为此,从对比研究的思路出发,运用架空导线非线性动力学的分析方法,分析比较耐张复合绝缘子和悬垂复合绝缘子在动态力下的冲击系数。结果表明在断联、脱冰跳跃、舞动、台风等动态力作用下,耐张复合绝缘子的总体动态力冲击系数不大于悬垂复合绝缘子,得出结论:耐张复合绝缘子的安全系数与悬垂复合绝缘子一样取3是合适的。

220kV复合绝缘子机电性能试验研究

复合绝缘子的电气及机械性能是复合绝缘子能够长期可靠运行的保证。笔者抽取了11支在东北地区挂网运行不同时间的220 kV复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和机械拉力机分别进行了自然污秽闪络、人工污秽闪络、50%雷电冲击闪络、50%机械负荷耐受和机械破坏负荷等性能测试。结果表明:复合绝缘子的电气性能仍然处于较高水平,污闪电压和雷电冲击闪络电压与运行时间没有明显关系,与绝缘子结构高度成正比关系,早期楔式结构的复合绝缘子机械性能下降明显,且160 kN吨位复合绝缘子机械强度降至额定负荷以下,建议有关部门密切关注复合绝缘子机械性能的下降,采用定期抽检的方法避免事故的发生。

±500 kV直流复合绝缘子的电位分布特性

为研究±500 kV直流复合绝缘子的电位分布特性,采用动电容测量法,运用直流线路绝缘子串电位分布测量表,选用FXBZ-±500/300型棒形悬式复合绝缘子作为试品,对比了±500 kV高压直流输电线路工程双悬垂串、双V形串复合绝缘子与单串绝缘子的电位分布特性,发现±500 kV直流双联复合绝缘子串因具有邻近效应而使得其高压端部的分布电压较单串而言要高。根据不同罩入深度、不同组装方式下的均压装置对双联复合绝缘子电位分布特性的影响,给出了双联直流复合绝缘子均压装置合理的结构尺寸和安装形式,可指导电力系统正确选用复合绝缘子均压装置。

500kV交流输电线路组合绝缘子串试验分析

为系统研究500 kV交流线路复合绝缘子和盘形绝缘子组合绝缘子串配置的电压分布,给工程设计提供参考,对复合绝缘子两端安装不同片数玻璃绝缘子、采用下沉式和上扛式悬垂线夹、单I串和双I串、有无均压环等组合绝缘子串结构型式进行了大量试验和数值分析研究,提出了一种可使复合绝缘子金属附件连接区避开高场强区域的绝缘子串组合型式。研究结果表明,在相同结构高度下,采用上扛式悬垂线夹,复合绝缘子导线端配5片玻璃绝缘子,可将该组合串中复合绝缘子高压端部最高电压分布由原41%降低至14%;在导线端安装6片玻璃绝缘子,横担端安装1片玻璃绝缘子,可将该组合串中复合绝缘子高压端部最高电压分布由41%降低至11%,导线端盘型绝缘子可免除均压装置,同时绝缘子串的雷电冲击闪络电压也有所提高。

330kV紧凑型线路V型合成绝缘子的荷载性能研究

V型合成绝缘子串是紧凑型线路的重要组成部分,具有重量轻、易清洗、抗拉强度高的优点以及稳定的后屈曲抗压能力。文中主要目的是研究330kV紧凑型线路中V型合成绝缘子串的力学荷载特性。首先基于大挠度理论分析了受压V型合成绝缘子的力学特性,并根据大屈曲试验确定了合成绝缘子破坏时对应的轴向压缩量以及对应该压缩量的破坏应力,然后进行V型合成绝缘子串的力学荷载试验,研究了夹角变化过程中,位移、轴向压缩量以及最大应力随载荷比的变化关系,确定了紧凑型线路设计时优先选用的V型串夹角,为紧凑型线路设计提供理论指导。最后,基于文中的理论分析和试验结果,确定天成330kV紧凑型线路设计中选用65°作为V型合成绝缘子串夹角。

±800kV特高压直流耐张串应用复合绝缘子的可行性

复合绝缘子因其优异的耐污性能和良好的技术经济性而在特高压直流输电线路中有良好的应用前景。对特高压直流线路耐张串上使用复合绝缘子的机械性能进行研究,通过建立输电导线有限元模型和耐张串多串绝缘子并联模型,仿真计算得到不同并联串型布置下,耐张串在各种动态运行工况下承受的最大动态机械载荷;对比仿真计算结果,考虑复合绝缘子长期运行的机械可靠性,给出特高压直流线路上应用复合绝缘子耐张串的推荐选型方案;综合仿真理论分析和已有的复合绝缘子试验结果可知,特高压直流线路耐张串上应用复合绝缘子是可行的。

直流复合绝缘子在耐张串上的应用及试验分析

为研究直流复合绝缘子应用在耐张串上的可行性，提高线路安全运行的可靠性，分析了耐张串复合绝缘子的受力，认为它能承受运行中可能出现的拉伸、扭转、弯曲、振动等各种载荷；对已运行1年的龙政线耐张串直流棒形悬式复合绝缘子的试验分析表明，其电气和机械性能无任何下降。因此复合绝缘子完全可应用在耐张串上，≤220kV电压等级线路建议推广应用，≥330kV电压等级线路建议2～4串并联小批量试运行，积累运行经验。建议针对耐张串复合绝缘子实际运行的电气和机械工况，研究适合于复合绝缘子的试验方法。

±500kV直流输电线路绝缘子污秽沿串分布特性

为研究绝缘子串沿串积污特性及影响因素,深入进行复合绝缘子的自然积污特性的试验研究。文中对兴安±500 kV直流输电线路沿线具有代表性、典型性的运行绝缘子串制定人工污秽取样方案与实地取样,并对污秽样品进行处理研究,深入分析了不同绝缘子串材质与不同插花型式的绝缘子的污秽沿串的积污特性。研究表明:高压直流输电线路绝缘子串积污受自然落污与电场两方面作用,高压端盐密值要大于低压端;上表面污秽物盐密值不一定小于下表面;不同插花形式中,小伞裙的污秽度最大;合理的设计伞形结构对提高耐污性能有重要作用。研究成果可指导运行部门优化架空输电线路的外绝缘配置、制定运行维护策略。

±800kV直流复合绝缘子正方形耐张串均压环设计

为了系统研究±800kV特高压直流输电线路复合绝缘子的耐张串电场特性和均压环配置方案,以正方形四联复合绝缘子耐张串为研究对象,研究了不同布置方式、不同均压环形式下的耐张串电场分布。应用有限元方法建立了含自立耐张塔、分裂导线、耐张串绝缘子的三维模型并对其进行了电场计算,研究了均压环的几何参数对耐张串电场分布的影响规律。根据绝缘子和均压环表面电场强度控制的考虑,对不同布置方式的均压环配置进行了设计,并对比了不同的均压环设计方案。有限元计算结果表明,加装均压环后,绝缘子和均压环表面电场强度均满足设计要求。

带电更换750kV线路直线单串复合绝缘子技术实践与改进

开展750 kV线路带电作业是非常必要的。通过对带电更换750 kV线路直线单串复合绝缘子操作工具及操作流程进行技术改进,降低了操作人员的劳动强度,提高了工作效率,简化了操作流程,缩短了带电作业时间,降低了作业安全风险,可靠确保安全性的同时,进一步提高了经济效益。

V形复合绝缘子力学特性研究

绝缘子串的风偏闪络一直是影响输电线路安全运行的主要问题之一。针对哈密—郑州±800 k V特高压直流工程的V形复合绝缘子串风偏设计校核问题,在I形绝缘子串弦多边形方法的基础上,构建并推导了适用于V形复合绝缘子串(含金具等)的弦多边形计算方法,并利用有限元方法验证了该方法的准确性和有效性,给出了确定该方法适用范围的最小轴向拉力计算方法。进而基于该特高压线路的参数,应用此方法研究了V串夹角、导线平均高度及水平档距/垂直档距组合变化对风偏特性的影响。结果表明,在给定垂直档距和水平档距条件下,建议V串夹角随导线平均高度增大而增大;在给定导线平均高度和垂直档距条件下,建议V串夹角随水平档距增大而增大;在给定导线平均高度和水平档距条件下,建议V串夹角随垂直档距增大而减小。给出了不同导线平均高度、垂直档距和水平档距条件下所建议的V串夹角值。

棒形悬式复合绝缘子在变电站的应用及前景

阐述了复合绝缘子应用于变电站的主要问题是在强电场的条件下,如何长期可靠地运行,并结合当前的运行经验和研究成果,从电气特性和机械特性等方面提出了复合绝缘子应用于变电站具体的建议和运行维护措施。认为耐张串复合绝缘子应采用双串;宜使用耐酸芯棒,且芯棒直径不小于24mm;端部连接工艺用内楔式;连接金具需优化设计;采用双串进行电气间隙校核。