110 kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验

为了将复合材料杆塔应用于输电线路,以便解决或降低雷击污闪故障问题,有必要进行复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验。试验结果表明,聚氨酯复合材料在受潮、淋雨等条件下仍具有一定的绝缘性,作为杆塔材料可以提高杆塔的绝缘水平;110 kV复合材料杆塔,在地线顺线方向引出、悬空引下接地方式下,与常规铁塔相比,相地间隙增加了70%,相地雷电冲击放电电压增加了约75%,爬电距离增加了约40%以上;在Ⅲ级污秽条件下,相地污秽耐受电压为相地最大工作电压的2.5倍以上;杆塔的整体强度,满足各工况下荷载的要求,杆塔的挠度比常规铁塔大。挂网运行的2基110 kV同杆双回半复合材料杆,在1年多时间的实际运行中情况良好。     

110kV输电线路复合材料杆塔特性试验研究

为了研究110 kV复合材料杆塔特性,对2种不同接地方式下的110 kV单杆双回复合材料杆塔进行了相地操作冲击、雷电冲击、工频污闪等电气特性的试验研究,并对3种结构形式的110 kV复合材料杆塔进行了6种典型工况下的结构荷载试验.根据复合材料杆塔试验结果得出:110 kV复合材料杆塔在合适的接地方式下,杆塔的绝缘水平有...     

走廊紧张地区110 kV输电复合材料火箭塔电气性能研究

为了缓解土地紧张地区土地供应紧张与输电线路征地间的矛盾，本文开发了一种全新结构型式的复合材料绝缘杆塔，其外形像一枚火箭，导线从绝缘的复合材料火箭塔内部穿过，最大程度地压缩线路走廊，并对110 kV复合材料火箭塔的电气性能进行系统研究。结果表明：110 kV复合材料火箭塔的干雷电冲击电压为979 kV，湿操作冲击电压为576 kV,1 min湿工频耐受闪络电压平均值为282 kV，在盐密度为0.20 mg/cm2、灰密度为1.00 mg/cm2的污秽度下，工频污秽闪络电压为106.2 kV；相比传统110 kV悬式复合绝缘子铁塔，110 kV复合材料火箭塔的雷电冲击电压值提升了78%，湿操作冲击电压值提升了34%,1 min湿工频耐受闪络电压值提升了22.6%，污秽闪络电压值相当，且大幅压缩了线路走廊，其最小线路走廊宽度为1.8 m，远低于110 kV铁塔5.5～7.5 m的走廊宽度。     

复合材料电杆在山区配电网中的应用

论述了复合材料电杆在山区配电网中的应用。为解决山区杆塔的运输安装困难以及减少雷击污闪故障,对复合材料杆塔的电气、机械特性作了试验。试验结果表明:聚氨酯复合材料电杆在受潮、淋雨等条件下,具有良好的绝缘性,因而可以提高线路的绝缘水平。与常规钢筋混凝土电杆相比,冲击放电电压增加了约5.9倍,爬电距离增加了3.2倍;杆塔的整体强度满足各工况下荷载的要求。一条10kV的12基复合材料电杆线路已在南网挂网运行,情况良好。     

110kV双回线路管型复合材料杆避雷线架设与接地方案研究

我国学者尝试在雷电活动强烈、污秽严重地区的110 k V架空线路应用复合材料绝缘杆,以提高相对地空气间隙距离和爬电距离。然而绝缘水平的提高,复合材料杆还是否需要架设避雷线以及避雷线接地引下线,是防雷面临的关键技术问题之一。针对典型110 k V复合材料杆,对比研究未架设避雷线的复合材料杆与架设避雷线的同电压等级、相同导线高度铁塔线路的雷电性能,考虑2种杆塔线路引雷能力、雷电冲击绝缘强度以及建弧率等因素的差异,发现:2种杆塔线路引雷能力间的差异可以忽略;未架设避雷线的复合材料杆雷电冲击绝缘强度是铁塔的3.5倍,建弧率为铁塔的53%,但是反击耐雷水平仅为24.5 k A,雷击跳闸率高达1.13次/(100 km?a),均明显劣于铁塔。据此,推荐110 k V复合材料杆架设避雷线。然后,对比估算避雷线不同接地方案下雷电性能的差异发现:避雷线若不经引下线接地,则复合材料杆雷电性能明显劣于铁塔,但若经引下线逐杆接地,则雷电性能显著优于铁塔。因此,提出避雷线应逐杆接地。综上所述,110 k V复合材料杆线路防雷接地方案应当采用架设避雷线,且通过金属引下线逐杆接地的设计。     

110 kV绝缘杆塔输电线路雷电侵入波过电压研究

为充分发挥复合材料杆塔效能,研究取消架空地线和接地引下线,形成全绝缘杆塔;考虑绝缘杆塔失去原有泄流路径,雷电过电压沿导线传播可能危害到变电站设备,在进线段采用铁塔以增加雷电侵入波的泄流。通过ATPEMTP仿真计算110kV复合材料绝缘杆塔和进线段铁塔的耐雷水平,研究雷电侵入波对进线段铁塔及变电站设备的影响和在铁塔安装避雷器的必要性。结果表明:不安装避雷器时,110kV绝缘杆塔线路段由幅值9kA的雷电流造成的过电压可导致进线段铁塔闪络,传播至变电站的过电压幅值约800kV;在进线段两端铁塔三相安装线路避雷器,可有效抑制雷电侵入波过电压,进线段铁塔可耐受40~45kA雷电流侵入波过电压,同时110kV变电站内过电压低于300kV,满足规程要求。     

新闻

武汉南瑞自主研制的110kV复合材料杆塔在四川眉山带电运行近日,武汉南瑞自主研制的聚氨酯复合材料杆塔在四川眉山天思线110kV输电线路中实现带电运行。这是我国首次在重污秽地区进行复合材料杆塔试点应用,也是首次在110kV输电线路中间隔穿插架设多基复合材料杆塔。四川眉山天思线110kV输电线路采用单杆全复合与单杆组合式两种结构形式     

110kV双回线路格构式复合材料杆塔雷电防护研究

应用复合材料杆塔需要经济的、适于杆塔材料和结构特点、并能有效提高杆塔雷电性能的雷电防护设计方案。为此,以110 kV线路杆塔为目标,首先从电气要求和经济成本方面考虑,提出了由复合材料塔头和金属角钢塔身组合而成"半绝缘结构格构式复合材料杆塔"的设计方案。针对该结构的复合材料杆塔,分析了避雷线和接地引下线的架设与否对线路雷电性能的影响,提出了杆塔应采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的防雷方案。针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性能和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了复合材料真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过理论计算,获得了110 kV双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能。计算结果表明:与同电压等级铁塔雷电性能相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为7Ω和20Ω条件下,杆塔的耐雷水平分别提高了81%和94%,雷击闪络跳闸率降低了71%和82%。     

110kV双回线路格构式复合材料杆塔电气结构设计

电气结构设计是110 k V格构式复合材料杆塔应用所关注的焦点问题,其重点在于如何提高防污和防雷性能。首先针对杆塔复合材料的绝缘特性进行了分类、分项测试,结果表明E型玻璃纤维增强型环氧树脂复合材料满足绝缘材料电阻特性要求,可用于制作绝缘杆塔。结合考虑断线张力等因素,通过污秽试验和电场仿真计算,确定了横担采用格构式横担悬挂加装均压环的FXBW-35/70防污型复合绝缘子的防污设计,试验表明,其污耐压高达145 k V。杆塔防雷须采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的方案;针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。结合理论计算,获得了110 k V双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能,与同电压等级铁塔相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为20Ω条件下,杆塔的耐雷水平提高了94%,而雷击闪络跳闸率降低了82%。综上,110 kV双回线路格构式复合材料杆塔采用提出的电气结构设计,具有更好的防污和防雷性能。     

高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之二:输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析

对110 kV及220 kV各3种杆塔模型,进行输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析.计算结果为：有双避雷线的110 kV输电线路（单回线）的耐雷水平比单避雷线的输电线路约高37.2%～47.5%,有双避雷线的双回输电线路的耐雷水平比单回输电线路约低12.7%～10.4%.酒杯型铁塔的220 kV输电线路的耐雷水平比钢筋混凝土单杆约高19.0%～15.7%,比双回线铁塔约高12.6%～7.1%.山区的门型钢筋混凝土双杆塔110 kV单回输电线路的雷击跳闸率比平原线路高65.3%,山区的酒杯形铁塔220 kV单回输电线路的雷击跳闸率比平原线路高71.3%.     

低气压下复合绝缘子长串直流污闪特性

由于复合绝缘子具有的耐污性能好的优越性,我国正在建设的云广±800kV直流特高压线路也将采用复合绝缘子。为研究绝缘子面临的污秽和高海拔的综合影响,利用大型多功能人工气候室试验研究了低气压下复合绝缘子直流污秽闪络特性,结果表明:用升压法获得的复合绝缘子闪络电压比用升降法获得的50%耐受电压约高7%;复合绝缘子闪络电压与长度基本呈线性关系;气压对复合绝缘子直流污秽闪络电压的影响程度指数为0.6～0.8且受污秽度的影响;在盐密为0.05mg/cm2时,±800kV直流特高压线路所需复合绝缘子长度的基本配置应≥8.2m。     

复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究

绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用。以FXBW-110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验。试验结果表明：复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大。     

单双串110kV复合绝缘子工频闪络特性试验研究

对单串及不同悬挂方式的双串110 kV棒形悬式复合绝缘子进行了干、湿及丧失憎水性后的湿工频闪络电压试验。对双串复合绝缘子在憎水性丧失后湿闪络电压显著下降的原因进行了分析,试验和分析结果表明,采用倒V型串对双串复合绝缘子进行改造可提高湿工频闪络电压,避免两支缘缘子串间的相互影响。     

盐密和灰密对110kV复合绝缘子闪络电压的影响

合成绝缘子具有很好的防污闪特性,但也会发生污秽闪络,这与常规的人工污秽试验仅考虑盐密的影响不无关系。文中选择110kV合成绝缘子为试品,在人工雾室中研究了灰密(NSDD)和盐密(ESDD)对合成绝缘子污闪特性的影响,分析了NSDD影响的原因,并采用2种方法对试验数据进行了分析和拟合。结果表明:人工污秽试验中,合成绝缘子污闪电压Uf与ESDD和NSDD均有关,但二者的影响是彼此独立的;随着ESDD或NSDD的增加,其Uf均按幂函数规律降低;ESDD和NSDD对Uf影响的特征指数分别为0.106、0.140,即对于合成绝缘子,灰密的影响大于盐密,这与瓷绝缘子相反;灰密对污闪电压影响的原因之一是吸收更多的水分,二是破坏合成绝缘子的憎水性。     

500kV瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙后的覆冰闪络特性

为了研究500kV超高压瓷支柱绝缘子加装复合增爬裙(CAS)后的覆冰闪络电压特性,在特高压交流试验基地的大型环境气候实验室开展了500kV瓷支柱绝缘子加装CAS和未装CAS的覆冰闪络试验。研究并分析了2种工况下支柱绝缘子覆冰状态、闪络电压、泄漏电流发展以及放电路径。研究结果表明,加装CAS的瓷支柱绝缘子可有效阻止冰棱的形成,并且增爬裙之间不会被冰棱桥接,其放电主要沿冰棱和气隙发展。在绝缘子表面有污秽的覆冰状态下,带有CAS的500kV瓷支柱绝缘子覆冰闪络电压大于最大运行相电压,较未装CAS的支柱绝缘子提高约58%。     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

对复合绝缘子电场分布的改善

新疆电网复合绝缘子挂网已有十几年,但每年都有污闪事故出现,其中主要原因是部分地区污染太重或气候太恶劣造成绝缘子表面在一定条件下达到了闪络电压,而绝缘子电压分布不均是闪络的直接原因。在这样的情况下,文章提出在这些重污闪地区采用增加均压环来降低绝缘子对塔杆和导线的电容,进而达到改善电场分布的目的。并通过一定的实验数据说明了均压环的屏蔽深度、外径等参数对改善电场分布都有重要影响。     

10kV线路防雷击及污闪的绝缘塔头和横担

为了提高绝缘水平,增大放电路径,有效防止雷击跳闸及污闪事故,解决10 kV配电线路易发生雷击闪络或雷击断线、污闪及其他原因闪络的问题,试验研究了配电线路防雷击、污闪的绝缘塔头和横担,并对针式绝缘子与绝缘横担的组合绝缘体进行了相关的电气和机械性能试验。试验结果表明,采用绝缘横担与绝缘子组合,可显著提高雷电闪络电压和污闪电压及配电网的安全运行水平和供电可靠性,简化配电线路带电作业程序。     

不同运行年限的复合绝缘子电气和机械性能

为研究运行年份不等的66kV复合绝缘子的电气和机械性能,抽取了已运行不同年份的19支复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和复合绝缘子拉力机对其进行自然污秽工频闪络试验、人工污秽工频闪络试验、50%雷电冲击闪络试验、50%机械负荷耐受试验、机械破坏负荷试验。结果表明:其电气性能仍然较好,污闪和雷击闪络电压随着绝缘子结构高度增大而增大,与运行时间无关;机械性能具有一定分散性,早期楔式结构的复合绝缘子的机械性能有所下降。建议有关部门加强对早期复合绝缘子的机械性能的检测。