500kV交直流线路耐张串使用复合绝缘子的可行性分析

从理论计算和试验验证2方面探讨复合绝缘子用于500kV交直流线路耐张串的可行性。首先模拟计算耐张串复合绝缘子运行中的机械性能,即从扭转载荷、拉力和均布横向载荷、拉力和集中横向载荷3方面分析复合绝缘子用于耐张串时的静态力学性能;从断联、脱冰跳跃、舞动、动态风4方面分析复合绝缘子用于耐张串时的动态力学性能。其次,对运行中的500kV耐张串复合绝缘子进行2次综合性抽样检测。结果表明:当合理地选取耐张串并联数和复合绝缘子的额定机械强度时,500kV复合绝缘子用于耐张塔的力学性能完全满足要求;用于耐张串的复合绝缘子在运行多年后所有性能均未发生下降。     

广东电网污秽地区耐张串试用复合绝缘子运行情况分析

广东省500 kV惠汕甲线60支耐张串试用国产复合绝缘子已运行4年,2006年对其中4支耐张串复合绝缘子进行了抽检试验,文章对试验结果进行了分析,总结了广东电网复合绝缘子应用于耐张串的运行经验,讨论了耐张串复合绝缘子的运行维护问题,证明了污秽地区耐张串试用复合绝缘子的可行性。     

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。     

超、特高压直流耐张串复合绝缘子运行性能研究

复合绝缘子由于其优异的耐污闪性能和良好的技术经济性而越来越多地应用在特高压直流输电线路中。为分析超、特高压直流耐张串复合绝缘子的运行性能,从而为实验室评价现场运行耐张串复合绝缘子的特性和状态提供指导,对8支超、特高压直流线路耐张串复合绝缘子进行了研究,主要包括憎水性测试、水煮及陡波试验、工频电压试验、密封性能试验、机械破坏性试验等。研究结果表明,在超、特高压直流线路已经挂网运行的耐张串复合绝缘子的憎水性能、电气性能和机械性能仍均良好;复合绝缘子可以应用于耐张串上。同时,对今后耐张串复合绝缘子的设计及运行提出建议。     

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。     

±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,≤220 kV电压等级线路建议推广应用,≥330 kV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。     

220kV线路复合绝缘子耐张串的动态载荷计算

根据复合绝缘子耐张串在220kV线路的应用情况,采用导线-绝缘子动态模型对运行中的复合绝缘子耐张串所承受的各种动态荷载进行计算分析,确定最大动态载荷的大小,以便在复合绝缘子耐张串设计时,合理确定其安全裕度或安全系数,保障复合绝缘子耐张串的安全可靠性。     

复合绝缘子动载机械性能探讨

对不同长度复合绝缘子在不同基础拉伸载荷下叠加不同强度扭矩进行了拉扭组合试验,并分别对单联和双联、压接式和楔接式复合绝缘子进行了拉扭组合试验。试验结果表明,在正常情况下耐张串载荷对复合绝缘子蠕变性能的影响不大,因此复合绝缘子可应用于耐张串。     

线路绝缘子串机械振动疲劳性能的试验研究

为进行超高压输电线路绝缘子串、导线和金具的机械振动疲劳性能研究,参考国内外现有试验方法和标准,采用D-300-2型振动台和KD-3正弦振动控制仪,开发了国内第1套绝缘子串振动试验系统,并在国内首次对盘形悬式绝缘子串和棒形悬式复合绝缘子串进行了大量机械振动试验研究。结果表明,试验对悬垂串绝缘子强度基本无影响,对耐张串影响较大。瓷绝缘子耐张串试验结果有不同程度的降低(约15%),玻璃绝缘子耐张串试验结果变化较小。压接式复合绝缘子经3000万次的振动试验后的机械强度有不同程度的下降,最高下降程度为14%,且分散性较大。基于大量试验研究、工程运行经验和现有技术认识,建议针对现有的技术发展现状,结合工程实际,对不同结构型式的绝缘子串的振动疲劳试验方法和试验参数的合理性及判定准则进行深入研究和探讨,以期能有效地评价其振动疲劳特性。应重点关注复合绝缘子的耐振强度的设计和选择。对于线路经过的易振区,建议采用直径≥24mm的耐酸芯棒,并提高一个强度等级,甚至采用多串并联运行方式。     

特高压耐张复合绝缘子串断联冲击影响因素分析

为保证复合绝缘子作为耐张串应用于特高压工程的安全性,有必要对绝缘子串断联进行研究,尤其是对影响冲击系数的关键因素进行研究.设计复合绝缘子串断联试验系统,并制定实施方案.对两联耐张复合绝缘子串断联进行试验,用动态力测试系统记录试验过程中绝缘子串张力的变化情况,通过计算得到在不同张力条件下断联工况的绝缘子动力影响系数.对复合绝缘子串断联进行数值计算,用试验数据对数值计算进行验证.用数值计算方法研究联板结构高度、档距对冲击系数的影响,为进一步研究复合绝缘子的机械性能和制定相应的设计规范提供参考和依据.     

直流输电线路Y型绝缘子串污闪特性研究

开展了用于500 kV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500 kV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500 kV直流输电线路设计中采用Y型绝缘子串提供了参考依据。     

线路改造换用复合绝缘子应进行风偏校验

若杆塔垂直、水平档距较小,在线路改造换用复合绝缘子时,应对复合绝缘子串的风偏情况进行校验,防止发生风偏跳闸故障.文章分析了影响绝缘子串风偏角大小的主要因素,并通过110kV线路瓷绝缘子换用复合绝缘子改造实例,讨论了绝缘子(串)风偏校验的过程.     

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500 kV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500 kV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。     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。     

丧失憎水性的直流复合绝缘子耐污特性

通过人工污秽试验研究了丧失憎水性的复合绝缘子在直流电压下的污秽闪络特性,给出了两种憎水性状态下的复合绝缘子污闪电压,在憎水性完全丧失状态下时不同表面污秽度下的复合绝缘子50%闪络电压,文中还分析了表面污秽不均匀分布对污闪电压的影响。试验结果表明即使复合绝缘子完全丧失憎水性,其污闪电压较相同长度的瓷或玻璃绝缘子串高20%～50%。     

工作电压下110kV交流绝缘子串覆冰特性研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外已有许多关于绝缘子覆冰闪络导致电力系统故障的报道，对绝缘子覆冰过程及其特性开展深入研究具有重要意义。文中在人工气候室模拟自然覆冰条件，对7片XP-70、XWP-160瓷绝缘子串和FXBW4-110/100合成绝缘子在运行电压（相对地电压64kV）下和不带电情况下的覆冰特性进行了试验研究。分析了带电和不带电对绝缘子覆冰的影响和差异，结果表明：带电与不带电条件下绝缘子覆冰状况有差异，带电覆冰下绝缘子高压端不易被冰棱桥接，绝缘子带电时覆冰密度比不带电时覆冰密度小，且带电时绝缘子表面覆冰多呈松针状。绝缘子覆冰密度与电场强度、绝缘子材料、结构、形状、覆冰水电导率等有关。     

输电线路绝缘子串防冰闪措施研究

2008年1—2月,南方地区严重的冰灾事故给部分地区电网造成了巨大的损失,绝缘子串冰闪是造成这次冰灾事故的主要因素之一,因此预防绝缘子冰闪对于保证覆冰地区输电线路安全运行十分重要。通过对绝缘子冰闪机理进行分析,文章比较了3种预防输电线路绝缘子串冰闪措施的特点,指出绝缘子串发生冰闪的主要原因是绝缘子串电压分布畸变和冰凌桥接导致融冰时形成了连续高电导水膜,并指出在一些防冰闪措施中,防污闪复合涂料(permanent room temperature vulcanized anti-contamination flashover composite coating,PRTV)并不能有效防止绝缘子覆冰,且会降低绝缘子冰闪电压,因此笔者不推荐采用PRTV预防冰闪。同时,因V型串和间插方式可有效调高绝缘子冰闪电压,这种方式在覆冰地区输电线路设计和改造中较实用。