高压输电线路中的绝缘子串型优化设计与性能评估

高压输电线路中绝缘子串型的优化设计,提高了性能并保障输电可靠性。为此,分析了绝缘子串型的基本原理、材料特性、失效机理以及影响因素,并通过大数据分析不同参数对绝缘子串型性能的影响,设计并实现了一种基于模型算法的绝缘子串型优化方法,利用实验验证了其有效性。为评估优化设计后的绝缘子串型性能,研究中采用了实验测试和仿真技术,并制定合理评价标准,分析和评价实验结果。研究结果表明,该方法具有较高的实用性和创新性,能够有效提高绝缘子串型的热稳定性和耐电晕性。该方法为优化高压输电线路建设提供了一种新的思路和技术方法,有望推进输电技术进步和提高线路的安全性。

特高压直流输电线路直线塔V型悬垂绝缘子串选型

在特高压直流输电线路工程中,直线塔通常采用导线V型悬垂绝缘子串,由于该金具串形式多样,受力复杂,在选型时往往又存在粗放设计的情况,因此会使工程存在一定的资源浪费情况。文章利用受力平衡原理对直线塔V型悬垂绝缘子串选型的数学模型进行分析,得到V型悬垂绝缘子串选型计算方法,给出计算程序编写流程图,将程序应用于某±800 kV特高压直流输电线路工程中,验证了该方法的正确性和可行性。

带电更换500 kV管型母线V型绝缘子串的技术研究

本文深入探讨了带电作业技术在500 kV输电线路中更换管型母线V型绝缘子串的应用。针对传统停电更换方法的局限性,提出了一种创新的带电更换方法,并详细分析了其技术要点、操作步骤及安全措施。通过理论分析与现场实践验证,该方法在提高作业效率、保障供电可靠性及降低安全风险方面展现出显著优势。

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于±500kV线路Y型绝缘子串的人工污秽试验研究,绝缘子染污采用固体层法,试验结果表明,Y型绝缘子串与悬垂串相比,直流污秽闪络电压可提高约9%。在±500kV输电线路上采用Y型绝缘子串时,在不同污区单串采用的绝缘子片数可比单悬垂串略微减少。Y型绝缘子串用于重污秽地区输电线路时,可减小杆塔尺寸,降低工程造价。文章还提出了在不同污秽地区所需要的绝缘子片数,为±500kv直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。

Y型绝缘子串交流和直流电压分布特性

采用球隙法测量了交、直流500kV输电线路中Y型串绝缘子的电压分布,采取相应措施减小了环境因素对测量结果的影响,得到了交、直流500kV电压下Y型串的电压分布曲线。研究结果表明:在交流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,其电压分布曲线和交流悬垂I串类似;在直流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,绝缘子串导线侧绝缘子分担电压高于其它绝缘子,总体上呈现导线侧和杆塔侧两端高、中间低的分布趋势。研究结果为Y型串输电系统的外绝缘设计提供了参考依据。

特高压交流线路Y型复合绝缘子串静电场分布

通过建立理想条件下特高压双回输电线路Y型复合绝缘子串的三维静电场有限元分析模型,计算了Y型绝缘子串和均压环表面电场分布。分析了串长比例、V串部分夹角和单双联串型对绝缘子串和均压环电场分布的影响。研究结果表明,串长比例和夹角对跑道型均压环和复合绝缘子表面电场强度最大值的影响与导线到上横担的距离密切相关。仅从静电场角度分析,建议串长比例为4 m/5 m(I部分/V部分),相比初设参数2 m/7 m,跑道环表面最大电场强度降低了1.6%,复合绝缘子降低了3.5%,相同串长位置(2 m)处承担电压降低了13.2%;鉴于夹角变化时均压环和复合绝缘子表面最大电场强度变化都在2%以内,建议夹角保持初设参数105°;单联Y型串各部分最大电场强度均小于双联Y型串,其中I串大环达8.7%,复合绝缘子21.9%,串型选择建议采用单联Y型串。

特高压交流输电线路倒V型绝缘子串电场分布计算和均压环参数优化设计

倒V型复合绝缘子串相比悬垂绝缘子串有更好的防污、防冰特性,适用于特高压输电线路的改造,而绝缘子串的金具电晕特性问题需要关注。为保障特高压交流输电线路倒V型复合绝缘子串均压环满足工程防晕降噪要求,本文建立了特高压输电线路倒V型复合绝缘子串和均压环的三维有限元模型,采用有限元软件ANSYS对复合绝缘子串和均压环表面电场进行了计算,分析了均压环中心直径、管径、罩入深度、倒V串夹角以及绝缘子串长对电场分布的影响。在综合考虑各因素的前提下,采用控制变量法给出了均压环等参数优化配置建议。

倒V型绝缘子串荷载的有限元分析

500 kV输电线路采用倒V型绝缘子串是解决覆冰闪络的有效措施,但档距、高差和不均匀荷载等原因将引起改造的铁塔纵向不平衡张力大于设计值,倒V型绝缘子串偏转致使绝缘距离不够等问题,限制了其应用范围。为此,应用悬链线模型和有限单元法研究了倒V型绝缘子串的力学荷载特性,并通过实荷载试验验证了算法的准确性,最后将此计算方法应用于500 kV输电线路倒V型绝缘子串的改造实例,为工程的进行提供了依据。工程实例的应用表明,该方法可信有效,既能应用于改造校核,也可推广应用于设计计算。

倒T型布置对绝缘子串覆冰及其交流闪络特性的影响

在覆冰环境下,输电线路绝缘子绝缘性能下降是导致电网事故的主要原因之一,目前国内外学者对绝缘子覆冰开展了大量的研究,但对绝缘子布置方式的研究相对缺乏。该文结合输电线路建设及改造过程中实际存在的一些问题,提出绝缘子串倒T型布置方式,并采用固体层法进行染污,在人工气候室内模拟绝缘子覆冰,对不同等值附盐密度(ESDD)、不同覆冰程度下,具有相同爬电距离的悬垂布置和倒T型布置的绝缘子串进行交流闪络特性的对比试验。研究结果表明:相对于悬垂布置,倒T型布置的绝缘子串的水平部分无冰凌桥接伞裙现象,其覆冰闪络电压和等值附盐密度、覆冰厚度之间满足负幂函数关系,且受等值附盐密度和覆冰厚度的影响较小;两种布置方式下闪络过程中的起弧位置和发展路径也存在差异;与垂直布置方式相比,倒T型布置的绝缘子串的临界泄漏电流下降约9.71%,其交流冰闪电压提高6.21%~9.69%。

特高压直流V型复合绝缘子串悬挂点伸入塔身应用研究

针对±800 kV特高压直流输电线路V型复合绝缘子串挂点伸入塔身后可能带来的各种技术问题,开展了±800 kV直流线路V型复合绝缘子串挂点伸入塔身后的电场计算及均压特性、塔头空气间隙冲击放电特性和带电作业分析研究。研究结果表明:V型复合绝缘子串悬挂点伸入塔身2.0 m范围内,各均压环和复合绝缘子串表面最大电场强度均满足场强控制要求,V型串伸入塔身的布置方式对塔头空气间隙的冲击放电特性影响不明显,带电作业人员进出高电场区域可选择从导线下方向上吊入高电位区的方式,即±800 kV特高压直流输电线路采用V型复合绝缘子串挂点伸入塔身的方案可行。研究成果为后续特高压直流线路的设计和建设提供了有力的技术支撑。

±1100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙放电特性及污闪特性分析

Y型绝缘子串通过缩短V型串单肢长度,增加下I串,从而缩短了横担长度,可达到优化塔头尺寸、降低杆塔单基指标的目的。针对特高压直流(UHVDC)输电线路开展了Y型绝缘子串的间隙放电试验及人工污秽试验,包括Y串2种V–I串长比例(8:1和7:2)下不同间隙距离的标准操作冲击电压试验,及3种等值盐密(ESDD)(0.05mg/cm^2、0.08 mg/cm^2、0.15 mg/cm^2)和2种串长(4.37 m、7.7 m)下的人工污秽试验,获得了±1 100 kV直流Y串绝缘子的空气间隙闪络特性和污秽闪络特性。研究结果表明:V–I串长比为8:1时,由于下I串长较短,因此容易产生冲击电压击穿放电,而当V–I串长比为7:2时,放电则较多地出现在屏蔽环对塔身;2种比例下,间隙冲击放电电压及绝缘子污秽闪络电压值相差不大,差别分别为2.8%和5%;直流Y串污耐压值与盐密变化呈幂指数关系,而污耐压值与串长呈线性关系;此外,Y型串与I串、V串试验结果对比表明,各串型间隙放电特性、污秽闪络特性之间无明显差异。研究结果可为±1 100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙配置及污秽外绝缘配置提供参考,对我国±1 100 kV直流输电线路实现Y型串的应用和推广具有重要价值。

特高压交流V型悬式绝缘子串空间位置确定的方法

针对特高压交流试验示范工程中所用特高压V型悬式绝缘子串的空间位置难以准确定位的问题,提出了特高压V型悬式绝缘子串中各片绝缘子空间位置的一种计算方法。首先分析了悬式绝缘子串、金具、扩径导线组合结构的受力模型;其次通过试验总结出扩径导线上下挂点荷载的分配规律,为特高压V型悬式绝缘子串的空间定位明确边界条件;然后分析了特高压V型悬式绝缘子串的竖向荷载对其空间定位的影响,采用状态方程回归得到各片绝缘子空间位置;最后通过与实际试验结果对比分析,验证了所提计算方法的准确性。该计算方法为设计院在后续特高压工程中进行均压环设计提供了准确的参数。

1000kV双回输电线路Y型绝缘子串杆塔设计

1 000 k V淮南-南京-上海特高压交流线路在房屋密集地区,采用V型绝缘子串以减小走廊,因风速较大使得V型绝缘子串的夹角很大,横担较长,为满足间隙要求,横担也起拱设计。采用Y型绝缘子串可充分利用层间距离及塔头间隙的裕度,缩减横担长度,降低杆塔重量。以本工程为例,从Y型绝缘子串的结构、绝缘长度、电场分布、间隙的冲击放电和电磁环境等设计方面进行介绍分析,总结经验,优化设计。

倒V型绝缘子串在山地输电线路中的应用

分析了倒V型绝缘子串的应用特点,指出山地输电线路应用倒V型绝缘子串须进行校核计算;通过实荷载试验验证了计算方法的可靠性。并对五娄500 kV输电线路倒V型绝缘子串的改造实例进行了校核计算。

中相V型绝缘子串的设计要点

结合国内超高压送电线路设计运行的现状,分析研究了V型绝缘子串的技术特性,对在500kV田盐I、II回线工程中采用V型串和I型串的技术经济性进行了比较,通过对V型串在500kV田盐I、II回线中的应用实践探讨,指出在沿海高风速地区、走廊通道狭窄地区采用V型串的合理性和必要性。

特高压输电线路V型绝缘子串动力学特性数值仿真研究

针对特高压输电线路使用的V型绝缘子串结构安全问题,用SAP2000软件对特高压输电线路V型绝缘子串串线耦合结构进行了动力学分析。首先,建立了基于索单元的两线一串等效有限元分析模型;其次探讨了绝缘子串的失效准则,提出了绝缘子串轴力和导线悬挂点位移是考量绝缘子串安全性的两个指标;然后,通过静力学分析研究了V型绝缘子串夹角变化对结构安全性的影响;最后用AR法生成随机脉动风场,通过风振响应分析研究了V型绝缘子夹角、风速、风攻角对绝缘子串最大轴力、导线最大张力和导线悬挂点的影响,指出了在设计绝缘子时应当综合考虑选取最优方案。本文研究结果为特高压输电线路V型绝缘子串结构安全设计与校核提供了分析依据和设计建议。

紧凑型直线塔V型绝缘子串受力分析

介绍了V型绝缘子串悬挂方式及受力分析。以500kV某输电线路工程为例,用工程简化和理论方法来阐述V型绝缘子串的计算方法。计算结果表明:理论方法在铁塔横担上及短腿腿部斜材的选材稍大些;塔身的选材上两者差别不大。

浅析V(L)型绝缘子串组装型式

为了减少建设走廊,V(L)型悬垂绝缘子串在架空输电线路中大量应用。通过对《国网金具通用设计》和工程中所用V(L)型绝缘子串的连接方式和受力进行分析,指出目前V(L)型绝缘子串连接方式中存在的问题,并提出解决建议,从而使V(L)型绝缘子串受力合理、转动灵活。

基于安全防护的500kV紧凑型线路V型绝缘子串受力特性分析与研究

V型绝缘子串是紧凑型输电线路的重要组成部分,能够有效地缩短串长的垂直高度以及减小导线悬挂点风偏范围。采用二分法,对V型绝缘子串的力学模型进行数值计算,研究了500 kV紧凑型线路V型串夹角变化过程中导线悬挂点水平位移、垂直位移、受压串轴向压缩量以及受压串最大应力随风速的变化关系,从控制最大应力的角度,对V型串夹角进行优化,得到V型串夹角最优值。并根据V型绝缘子串受力特点提出相关防护措施。

紧凑型线路V型绝缘子串带电检修

通过分析论证,提出一种简便的V型绝缘子串带电检修方法,并在云南省首次紧凑型输电线路带电作业中得到应用。