基于耐张串等效悬链线形状下的特高压孤立档计算方法研究

随着电压等级的提高,耐张绝缘子串长度和重量显著增加,特别是特高压输电线路,耐张绝缘子串会对孤立档导线的应力、弧垂计算产生严重影响。基于电线力学的基本理论和计算公式,提出一种将耐张绝缘子串等效为悬链线的孤立档计算方法,对特高压输电线路孤立档导线的应力、弧垂设计给出建议。     

耐张串对特高压孤立档计算方法的影响研究

特高压输电线路中,耐张绝缘子串较长、较重,会对孤立档导线的张力、弧垂计算产生重要影响。基于耐张串的组成特点,将其荷载等效为一系列作用在导线上的集中荷载,对孤立档导线耐张串荷载与导线张力、弧垂之间的关系进行分析。计算不同工况下耐张串对导线张力、弧垂的影响,通过与PLS结果对比,表明提出的计算方法是行之有效的,且可精确计算耐张串处的弧垂,为特高压孤立档输电线路的设计提供了新的思路。     

特高压直流输电线路小耐张段导线弧垂的分析

特高压直流输电线路因其铁塔高,导线粗,绝缘子金具串长、串重等固有的特点,在小耐张段导线弧垂控制中不能再依据传统的施工经验,忽略绝缘子金具串对弧垂的影响。根据一端联有绝缘子金具串的弧垂计算理论,考虑耐张塔转角对内外侧导线挂线点距离的影响,精确分析了小耐张段下绝缘子金具串对弧垂的影响,并结合工程实例进行验证。在特高压直流线路弧垂测控中考虑绝缘子金具串重量和转角塔内外侧线档挂线点距离不同的影响,并在施工操作中严加控制,可以使杆塔受力更加合理,提高线路运行安全系数。     

论孤立档的临界档距

孤立档因为两端杆塔刚度很大,因此它的导线应力和弧垂基本不受邻档的影响。孤立档因为要考虑绝缘子串的影响,所以它的荷载是不均匀的,可以看成一档内均匀作用着导线荷载g,在耐张绝缘子串处均匀作用着荷载g_j-g。孤立档临界档距应考虑一端有绝缘子串(施工架线情况)和两端有绝缘子串(运行情况)两种情况,孤立档的临界档距以往是用试凑法求出的,计算复杂且不够精确。作者利用孤立档导线状态方程式将公式导出。现将孤立档临界档距的计算方法介绍如下。     

±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。     

耐张串对UHV导线弧垂影响的现场实测和理论分析

为了分析耐张串重力对特高压导线弧垂和张力的影响,采用现场实测和理论分析方法进行研究。采用GPS和全站仪对某3档线路弧垂进行了现场测试,获得了耐张串和导线弧垂的分布特征,提出了考虑耐张串重力与导线弧垂关系的理论分析方法,基于实测数据拟合了各档的水平张力。研究结果表明：各档导线和耐张串弧垂均呈现明显的悬链线形状,若不考虑耐张串重力影响,拟合结果与实测结果差异较大,耐张段和直线段拟合张力差异最大可达27%;若考虑耐张串重力影响,拟合结果与实测结果差异较小,耐张段和直线段拟合张力差异最大仅为1.7%。说明对于特高压耐张段的弧垂,必须考虑耐张串重力的影响。     

线路布置方式对悬垂绝缘子串摇摆角计算的影响

在输电线路的风偏计算中,导线的重力荷载和风荷载直接影响着悬垂绝缘子串摇摆角,其大小与线路的布置方式（如相邻导线悬挂点的约束、档距、高差等因素）有关。针对耐张塔-直线塔-耐张塔、直线塔-直线塔-直线塔、耐张塔-直线塔-直线塔这3种不同的线路布置方式,建立了2档、4档和6档绝缘子串-导线数值模型,通过改变档距、高差和风速等因素,仿真得到了绝缘子串摇摆角的大小和水平位移,并将其与静力学模型得出的摇摆角和水平位移进行比较,分析了不同的线路布置方式对悬垂绝缘子串摇摆角计算结果的影响,并针对不同的线路布置方式提出了相应的摇摆角计算方法。     

±800 kV线路中导线耐张串荷载对弧垂、张力的影响

在±800 kV直流输电线路工程中,导线耐张串串长较长、串重较大,其荷载对连续档内的导线弧垂、张力的影响已不可被忽略。简述了±800 kV直流输电线路架线方式,利用力矩平衡原理,对连续档内导线耐张串荷载与导线弧垂、张力之间的关系进行计算和分析,结果表明,对于长连续档耐张段和“耐-直-耐”耐张段,耐张塔相邻档导线弧垂的计算公式和设计处理措施是行之有效的,并在实际工程中验证了该方法的正确性。     

带电更换±800kV楚穗线绝缘子力的计算及工具选择

超(特)高压输电线路由于导线截面大、分裂数多、档距长,导线的重量和张力大,使得在超(特)高压输电线路上进行带电更换耐张绝缘子或直线绝缘子棒作业难度较大。针对楚穗±800 kV线路耐张双串单片绝缘子或直线复合绝缘子棒的带电更换作业,给出一种简易的力的计算方法,并据此选择适合的工具吨位。该方法简单、实用,适合现场人员使用。     

1000kV耐张绝缘子串单片绝缘子的带电更换技术

更换特高压输电线路耐张绝缘子是特高压线路带电作业技术中的重点和难点,尤其是1 000 kV特高压输电线路,由于耐张绝缘子串较长,导线应力大,因此对工器具要求高。通过分析传统更换耐张绝缘子方法中卡具的受力情况,针对传统方法存在的不足,提出了适合更换1 000 kV特高压线路耐张绝缘子串单片绝缘子的方法,设计了相应的作业卡具及液压紧线器,并在实际线路上进行了模拟作业试验,试验结果表明所述方法及工器具有效可行。     

输电线路连续档导线力学计算方法

输电线路耐张段是以连续档构成,对于各档档距大小不一的导线力学计算,通常是用一个“代表档距”来表示,然后计算“代表档距”的导线状态。它的模式是将各直线塔绝缘子金具串的悬挂方式,处理成如图1所示的方式后进行计算。     

基于有限元方法的1 000 kV级特高压交流线路耐张串均压环优化设计

特高压输电线路绝缘子串电压分布极不均匀,均压环的优化设计对于改善绝缘子端部场强和改变电压分布具有重要意义。应用三维有限元法分别对1000kV特高压交流线路两联、三联和六联耐张串进行了电场计算,计算中考虑了杆塔、导线对电场分布的影响。通过不同屏蔽深度的均压环对电压分布影响的讨论和4种不同形式均压环的对比,建议1000kV特高压交流线路耐张串采用管径为120mm的跑道环,圆形部分中心径为1000mm,联接距根据绝缘子串中心间距决定,放置在第3、4片绝缘子之间。     

考虑悬垂绝缘子串偏斜的张力紧线研究

针对在具有连续倾斜地形的山区进行输电线路张力紧线施工时未考虑地形因素引起的绝缘子偏斜导致的紧线质量较低问题,基于连续档应力计算公式,推导了倾斜地形中绝缘子串偏斜情况下紧线时各档导线的水平应力、最大弧垂测控值、安装悬垂绝缘子的移印距离及移印后各档的最大弧垂测控值的计算公式,并进行了实例计算。结果表明,考虑了悬垂绝缘子串偏斜后的计算值更准确。     

重覆冰区特高压输电线路路径选择

特高压输电线路所经过的路径海拔高度、走向以及区域内的微地形微气象等条件,会对导地线覆冰情况产生严重影响。通过计算分析在重覆冰工况下,特高压输电线路的大高差、大档距、大小档以及耐张段长度对不平衡张力的影响,并分析了污秽对覆冰绝缘子串电气性能和杆塔塔头尺寸的影响。计算表明,重覆冰对特高压输电线路安全性和经济性的影响较高压、超高压线路更大。最后对特高压输电线路路径的选择提出了相应的具体措施。     

1000 kV特高压变电站软母线施工放线下料长度计算的探讨

在1000kV特高压变电站中,软母线采用的绝缘子串片数、重量比以前增加很多,绝缘子串长度较长,绝缘子串对导线弧垂的影响非常大,导线下料长度的计算属于短档距长绝缘子串问题。对这一问题进行了初步探讨,建立了计算的数学模型,并把计算模型应用到工程实践中,指导特高压变电站软母线施工导线下料长度的计算,工程实践证明这种方法是基本可行的,从而也为交流特高压工程软母线施工导线下料长度计算提供了有益的经验。     

考虑多档导线及绝缘子串影响的覆冰及脱冰输电导线找形分析

传统的输电导线找形研究主要针对单档导线,对多档输电导线找形的研究很少。以某一耐张段为例,充分考虑各档输电导线及绝缘子串之间的相互影响,在ANSYS中建立了多档输电线体系的整体模型。结合实际线路,给出了输电导线在自重荷载下的初始构型,模拟了导线在各档均匀覆冰及不同档脱冰条件下的形状改变。研究发现,在不同档脱冰条件下,绝缘子串严重偏移,未脱冰导线弧垂明显增加,合理地解释了实际线路出现放电跳闸事故的必然性。该整体模型方法可用于架空导线覆冰及脱冰数值仿真,提前发现因脱冰出现跳闸事故的输电线路段,及时做好应对措施,防范于未然。     

连续档导线上加挂集中荷重的计算方法

随着导线悬空换位形式的出现,给导线弧重应力计算提出一个新问题,那就是在档距中的导线上串联耐张绝缘子串以达到导线换位的目的,因此出现了在档中导线上悬挂集中荷重的问题,在孤立档中导线悬挂集中荷重已有成熟的计算方法,而在连续档中导线加挂集中荷重还没有成熟的计算方法,这就是本文要讨论的问题     

浅谈高压输电线路路径选择及杆塔定位

对平地、山区、跨河段、转角点、覆冰地区、森林及特殊地带的输电线路路径选择提出了相应措施。论述了输电线路杆塔定位设计主要程序,包括制作定位弧垂模板,在平断面图上依序确定各种杆塔的位置及选型,定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等常规校验。     

特高压直流架空输电线路雷击仿真研究

特高压直流架空输电线路的防雷对系统的安全运行极为重要.本文运用ATP-EMTP建立特高压输电线路、杆塔、绝缘子串的伏秒特性等计算模型,对特高压直流输电线路三种形式的雷击过电压仿真计算.得出绕击的耐雷水平比雷击塔顶、雷击档距中央避雷线要低.并与500 kV直流输电线路的绕击耐雷水平相比较,提出应关注绕击的小雷电流有入侵换流站的可能性以及对设备绝缘存在的威胁.     

输电线路导线不均匀覆冰时不平衡张力的影响因素分析

输电线路导线不均匀覆冰会使导线产生不平衡张力,进而造成铁塔倒塌、塔头破坏、导线损坏等事故。本文以湖北超高压公司宜昌超高压局所辖的三峡右2—蔡家冲Ⅰ回500 kV输电线路作为研究对象,分别从不均匀覆冰杆塔档数、档距、相邻档的高差及悬垂绝缘子串长度等方面分析计算各因素对1个耐张段内一相导线所受不平衡张力的影响。结果表明,导线不均匀覆冰导致其所受的不平衡张力随档距的增加而增大,而随悬垂绝缘子串长度及相邻杆塔高差的增加而略有减小,不均匀覆冰档的档数对不平衡张力的影响具有随机性。根据结论,对中(重)冰区架空线路设计提出建议。