均压环对复合绝缘子陡波试验的影响

为研究均压环对复合绝缘子陡波试验的影响,利用一支110kV复合绝缘子,开展了有、无均压环情况下高压端陡波试验对比研究,对两种情况下的陡波电压幅值、陡波电压陡度进行了分析。试验结果表明,均压环的存在使陡波试验复合绝缘子发生击穿时,芯棒承受的电压幅值降低,均压环对陡波试验陡度无影响,建议复合绝缘子陡波试验在去除均压环后进行。     

±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。     

基于防鸟的架空输电线路复合绝缘子均压环多因素选型研究

110 kV架空输电线路多采用复合绝缘子进行绝缘支撑,为均匀复合绝缘子表面电场,会在其高压侧或低压侧安装均压环。不同型式、不同安装方式的均压环对复合绝缘子表面电场的影响不同。为获得以降低鸟粪闪络概率为目标的复合绝缘子均压环最优参数组合及安装策略,通过搭建三维仿真模型及真型试验平台,采用仿真和试验方法开展110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环多因素选型研究。结果可为110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环的安装、运维提供依据。     

高海拔真型塔110kV绝缘子雷击闪络试验及判据研究

由于高海拔地区雷击跳闸严重,且近年来同塔双回线路逐渐增多,有必要针对高海拔地区同塔双回输电线路开展耐雷性能精确分析方法和防护方法研究。而绝缘子雷电冲击闪络判据是输电线路耐雷性能分析的关键模型之一。因此,论文针对绝缘子雷电冲击闪络先导发展模型中仍缺少高海拔地区、同塔双回真型塔绝缘子闪络特性的试验数据及其先导发展模型参数的现状,在海拔2100 m的国家工程实验室户外试验场开展了同塔双回真型塔110kV复合与玻璃绝缘子雷电冲击试验。主要研究在1.2/50μs标准雷电冲击及1.0/10μs短尾波冲击下,不同绝缘子的闪络路径、50%冲击放电电压和伏秒特性差异。根据冲击发生器产生的真实电压波形和绝缘子闪络试验结果,基于对不同长度绝缘子先导通道场强特点分析,提出了最优拟合度的高海拔地区真型塔110kV复合和玻璃绝缘子先导发展模型参数。并分析解释了冲击电压波形参数、冲击电压极性以及绝缘子材质对先导发展模型参数k、E0和El的影响。经验证,文中先导发展模型及参数用于高电压等级绝缘子及长空气间隙时有误差,且电压等级越高,误差越大。所得结论可为精确的高海拔地区110k V同塔双回输电线路耐雷水平计算及外绝缘设计提供参考。     

特高压直流分段式复合绝缘子应用研究

800 kV特高压直流输电线路杆塔可能采用分段复合绝缘子,针对采用分段式复合绝缘子可能带来的各种技术问题,开展了800 kV直流线路V型分段式复合绝缘子串电场计算及均压特性、塔头空气间隙操作冲击放电特性和电晕特性试验等方面的研究。研究结果表明,V型分段式复合绝缘子串中间连接金具配置小均压环后,能有效改善中间金具端部的电场强度;操作冲击试验与单边采用单支绝缘子组成的的V型串塔头间隙没有明显差别,但放电路径会受到影响;中间金具在1 050 kV电压下均无电晕产生。根据研究结果,若特高压直流工程使用V型分段复合绝缘子,高、低压侧均压环配置仍可沿用特高压直流V型整支复合绝缘子的均压环配置方案,推荐直流分段式复合绝缘子的中间连接部位分别安装小均压环,以避免电弧对复合绝缘子端部压接区的影响。研究成果为后续特高压直流工程的设计和绝缘子选型提供技术依据。     

1000kV特高压交流复合绝缘子耐张串均压特性研究

交流电压作用下,由于复合绝缘子导线侧和杆塔侧的杂散电容不同,绝缘子的沿串电压分布不均匀。采用三维有限元方法分别计算了特高压交流1 000 kV单回和双回输电线路一字型4联550 kN复合绝缘子耐张串的沿面电位和电场分布,比较了大环屏蔽深度、管径、外径等均压环结构参数对电场分布的影响,给出了均压环的推荐配置方案。结果表明,当中相施加相电压峰值时,各关键部位场强值最大;单回和双回耐张串均压环表面最大场强分别为2.06 kV/mm和1.8 kV/mm,绝缘子伞裙护套表面最大场强分别为0.33 kV/mm和0.31 kV/mm,满足均压环表面场强在峰值下不超过2 kV/mm,复合绝缘子伞裙护套表面场强在有效值下不超过0.4 kV/mm的电场控制要求。     

合成绝缘子耐雷水平的探讨

总结了中山电网使用110kV及以上合成绝缘子的运行情况,对输电线路使用合成绝缘子必须注意审核其雷电全波冲击耐受电压水平是否满足该地点的耐雷水平等问题进行了具体分析、探讨,并指出合成绝缘子具有足够的有效干弧距离是满足所需耐雷水平的关键。     

220kV线路典型复合绝缘子的雷电冲击特性研究

为有效提高我国220 kV复合绝缘子线路的耐雷水平,降低多雷区雷击跳闸率,采用标准雷电冲击波对不同结构高度的220 kV复合绝缘子进行雷电冲击试验。在建立模拟杆塔模型的基础上,通过雷电冲击试验,对模拟杆塔下相复合绝缘子与玻璃绝缘子的雷电冲击电压进行对比分析。结果表明:复合绝缘子结构高度每增加150 mm,雷电冲击电压增加70~91 kV;相同结构高度的复合绝缘子,下相的雷电冲击电压最高,中相次之,上相最低;干弧距离相等的220 kV玻璃绝缘子的U50雷电冲击电压比复合绝缘子高93~232kV。     

750kV交流复合绝缘子均压环优化设计

基于有限元数值仿真计算方法,建立了750 kV线路杆塔—导线—绝缘子的塔线三维电场仿真模型,研究优化750 kV复合绝缘子均压环的结构参数,并对均压环的均压效果进行了分析。计算结果表明,均压环可显著地改善绝缘子电场分布,高压端均压环表面的最大电场强度控制在20 kV/cm以下,可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰水平均符合国家标准或规程要求,设计的均压环能够满足750 kV输电线路对复合绝缘子的使用要求。研究结果为750 kV输电线路外绝缘设计提供了有益的参考。     

110~500 kV复合绝缘子的雷电闪络特性

为研究复合绝缘子的雷电冲击闪络特性,在110 kV、220 kV和500 kV电压等级下对复合绝缘子进行了大量的试验。利用Matlab分析试验数据,得到了不同电压等级绝缘子50%雷电冲击电压与干弧距离的关系曲线,拟合出了110~500 kV绝缘子50%雷电冲击电压与干弧距离的关系表达式,通过逐步提高冲击电压的峰值研究并绘制出了110 kV绝缘子的伏秒特性曲线,为复合绝缘子的选型提供了参考。     

750 kV复合横担外绝缘特性试验研究

复合材料横担凭借其耐污性、耐雷性优良、重量轻、便于安装等优点,在架空输电线路中具有大规模应用的潜力。为了深入研究复合横担绝缘子的外绝缘特性,实现在750 kV交流输电线路上改造应用的目标,采用750 kV复合横担真型塔头试品,通过模拟系统操作过电压和雷电过电压对试品进行塔头冲击电压试验,同时在大型环境气候试验室开展了全尺寸复合横担绝缘子人工污秽工频电压试验。试验结果表明该复合横担塔头绝缘强度可以满足我国西北地区海拔1500 m条件下的750 kV交流输电线路运行要求。     

110 kV钻跨一体杆塔防反击措施研究北大核心CSCD

钻跨一体杆塔是一种能同时实现线路钻越和跨越的新型杆塔,该杆塔目前处于设计阶段但缺乏相应的防雷研究。为了研究不同的防反击措施对110 kV钻跨一体杆塔反击耐雷性能的影响,选取技术经济指标较优的防反击措施,文中采用电磁暂态程序ATP-EMTP仿真计算了110 kV钻跨一体杆塔在两种不同的防反击措施下的反击耐雷水平,比较分析了两种不同的防反击措施的技术经济性。针对钻跨一体杆塔导线布置方式与普通杆塔的不同,文中在计算过程中特别考虑了杆塔竖直导线上感应电压的电磁分量。研究结果表明,增加绝缘子串片数的防反击效果优于安装避雷器的防反击效果,所需经济成本低于安装避雷器,建议选择增加绝缘子串片数作为110 kV钻跨一体杆塔的防反击措施。     

配网复合绝缘横担防雷试验研究及耐雷水平计算

传统铁横担上使用的绝缘子雷电冲击50%击穿电压(U_50%)比较低，存在绝缘导线雷击断线的情况。因此，绝缘性能好、强度高、质量轻的复合绝缘横担开始受到人们的广泛关注，有利于提高配电网的耐雷水平。为了进一步研究复合绝缘横担的防雷性能，本文在不同海拔地区开展雷电冲击闪络试验，得到了10 kV复合绝缘横担的U_50%和伏秒特性曲线。并在试验的基础上，利用电磁暂态程序(ATP-EMTP)建立了10 kV线路雷击仿真模型，分析计算复合绝缘横担的耐雷水平。结果表明：在海拔为22 m地区，复合绝缘横担的正、负极性U_50%分别为415.43 kV和589.14 kV，而针式绝缘子的正、负极性U_50%分别为151.05 kV和200.77 kV。在海拔为2 100 m地区，复合绝缘横担的耐雷水平降低了20%左右，但仍远高于针式绝缘子。因此，复合绝缘横担展现出优异的防雷性能，具有广阔的应用前景。     

110kV复合绝缘子均压环配置原则分析

从复合绝缘子特点、使用现状及均压环的作用入手,重点针对110kV复合绝缘子低压端均压环是否应当配置的问题,从利弊两个角度进行了分析,同时依据鸟粪闪络机理对防鸟粪均压环的实际作用进行了分析。     

±800kV直流二联复合绝缘子耐张串均压环参数设计

为了给±800kV直流输电线路复合绝缘子耐张串提供合理的均压环配置方案,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,使用有限元方法计算了±800kV直流输电线路二联复合绝缘子耐张串的电场分布,并分别进行了均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立±800kV直流线路带杆塔、导线、绝缘子耐张串的三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距对耐张串电场分布的影响规律,基于控制电场强度的考虑得到了均压环结构参数的优化配置方案。有限元计算结果表明,安装了设计的均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均能满足要求。     

提高复合绝缘子雷电冲击闪络电压试验研究

阐述了复合绝缘子雷击闪络原理,指出最小电弧距离短是影响复合绝缘子雷电闪络电压的主要因素。在66 kV复合绝缘子低压端增加1~2片传统绝缘子可提高其耐雷水平,并做了大量雷电冲击试验,试验证明该方法行之有效,可以应用到实际运行线路中。     

1000kV交流复合绝缘子串电场分布计算及均压环设计

1 000kV复合绝缘子的结构特点导致了其电位分布很不均匀,高压端金具附近的强场区会使绝缘介质和金具表面发生电晕放电,如何设计均压环使绝缘子沿面电场分布得到改善,对输电线路的安全运行具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件建立1 000kV复合绝缘子的三维模型,计算无均压环时和有均压环时的复合绝缘子沿面电场强度分布和电压分布,具体分析了大小均压环的位置、环径、管径对复合绝缘子沿面电场强度的影响,并确定均压环的最佳位置和结构参数。计算结果表明,有均压环时均压环表面,高压端金具表面及绝缘护套表面的最大场强均可达到要求。     

1000kV交流复合绝缘子均压环参数设计

为了将1000kV交流特高压输电线路复合绝缘子沿面电场分布控制在合理的范围内,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,选择使用有限元法进行1000kV交流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立1000kV交流线路带杆塔、导线的全三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距离对绝缘子电场分布影响的规律,从控制电场强度的角度出发得到了均压环结构参数的配置方案。三维计算结果表明,安装了均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均可以满足要求,绝缘子沿面电位分布的均匀性也得到了提高。金具可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰均符合国家标准要求。     

均压环安装错误对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。某供电公司因为施工中的错误安装,导致110kV的复合绝缘子均压环安装在端部护套上,运行中发生绝缘子均压环对端部金具的放电。本文对这种错误安装均压环的110kV复合绝缘子电场进行了计算,结果表明采用错误的安装方式时,电场畸变较为严重,其最大电场远远超过了硅橡胶表面能承受的最大场强,导致出现放电烧蚀现象,强电场加速了复合绝缘子有机硅橡胶的老化。     

影响绝缘子雷电冲击特性的因素分析

结合线路运行中绝缘子雷击故障的特点,对绝缘子悬挂方式、均压环的形状及均压环的布置方式进行了耐雷电冲击特性试验,试验研究结果表明并联绝缘子串的雷击击穿电压较单串时低;开口状均压环的均压效果和引弧效果均优于闭口状均压环;均压环的开口方向与导线垂直时,可保护绝缘子和导线。