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。     

±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。     

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。     

特高压线路孤立档导线的放线弧垂计算分析

随着输电线路电压等级的提高,耐张绝缘子串越来越长、越来越重,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,采用传统的代表档距法计算大档距孤立档的应力和弧垂是否合适需要进一步探讨。对特高压线路孤立档的最大使用应力和平均使用应力进行计算,分析耐张绝缘子串引起的导线应力增加量,并与超高压线路孤立档进行对比,最终提出特高压孤立档导线的应力限值和简化计算条件,对特高压输电线路孤立档导线的应力、弧垂设计提出建议。     

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。     

基于塔-线-串-棒多相耦合的舞动数值仿真分析

为研究输电线路舞动对导线端部张力的影响,建立塔-线-串-棒多相耦合的直流输电线路模型,分析耐-耐和耐-直-直-直-耐两种模式,得出结论:探究得到不同模式下耐张塔和直线塔端部张力值分布规律;并发现随着档距增加,舞动时导线端部张力逐渐增大,舞动幅值逐渐增大,舞动频率逐渐降低。对比昌吉—古泉工程实际观测结果与数值模拟结果,验证了成果的正确性。针对防舞设计提出如下建议:使用导线最大使用张力对输电塔横担挂点处构件进行强度效验;对非孤立档耐张塔,导线张力差宜设置为90%最大使用张力。     

串动线夹法调整弧垂导线安全应力的求算

对新架设的线路进行弧垂值验收时,发现超出标准的耐张段,可根据计算线段长度,采用串动线夹的方法来重新调整弧垂。此法使耐张段内的导线不必放下落地,各直线杆上也不必重挂滑车以及导线从线夹、滑车之间来回拆迁,大大减轻了杆上作业的劳动强度,既省时,又方便。但存在着紧线端的第一档距(以下简称紧线档)内,导线的受力安全问题,现作如下分析和求算。     

考虑悬垂串偏斜单一档等值覆冰厚度计算研究

在微气象条件下,耐张段内某一档发生严重覆冰会引起悬垂串偏斜并导致实际档距发生变化。根据覆冰后观测弧垂计算导线等值覆冰厚度时,如不考虑档距变化则会引起一定的计算误差。根据导线力学方程,研究单一档在考虑悬垂串偏斜时导线等值覆冰厚度的计算方法。利用悬垂串偏斜时的几何关系,设计出一种档距变化量的测量方法,并利用C#语言编写等值覆冰厚度计算程序。仿真结果表明,该方法计算出的导线等值覆冰厚度精度较高。在实际工作中,通过观测弧垂计算等值覆冰时应该考虑悬垂串偏斜影响。     

重覆冰区特高压悬垂型杆塔不平衡张力分析

分别采用有限元分析方法与等线长法计算了典型耐张段的不平衡张力和悬垂串偏移量,这2种方法的计算结果基本一致。通过建立连续7档导线-绝缘子有限元模型,考虑多种线路设计参数的影响,分析了不同工况下重覆冰区特高压悬垂型杆塔的导线张力及不平衡张力。结果表明,覆冰加载模式、覆冰偏心和覆冰风速对不平衡张力影响不大,建议采用换算密度法模拟覆冰荷载并考虑10 m/s覆冰风速。不考虑档距差和高差时,随冰厚、档距和覆冰率的增加,导线不平衡张力百分数逐渐增加,计算得到的不同冰厚下特高压悬垂型杆塔不平衡张力百分数均小于规程规定值。随高差和档距差的增加,有高差和档距差的不平衡张力与无高差、无档距差的不平衡张力比值增大;随冰厚的增加,不平衡张力比值减小。30 mm及以下重覆冰区,不平衡张力百分数按照现行重覆冰区规程规定取值。40、50 mm重覆冰区,应将不平衡张力百分数分别提高至35%和41%。     

特高压输电线路覆冰断线张力计算与分析

建立覆冰断线张力模型,编制了断线张力计算程序。分析比较了不同断线位置、地形条件、气象条件、悬垂串长和导线分裂根数及型号等因素对断线张力的影响。计算结果表明:断线档位于耐张塔侧、大档距或高差悬殊档距附近时,张力差较为严重,断线档位于耐张段中段时,断线档剩余导线张力最大;张力差随档距的增大明显增大,随高差的增大微弱增大;覆冰厚度越大,断线张力差越大;串长越长,断线张力差越小,但断线档剩余导线张力越大;导线截面越大、分裂根数越多,张力差越小,断线档剩余导线的张力百分比越小。对于特高压线路,规程规定的断线张力取值均具有足够的安全裕度。     

特高压变电站中带跳线Ⅱ形耐张瓷绝缘子串的均压特性

由于电压等级高,组装形式多样,受上下层构架塔、相间、导线及跳线等的影响,1 000 kV变电站内盘形瓷绝缘子串的分布电压和高压侧的电场分布很不均匀,需要对其均压特性进行研究。运用三维有限元法,考虑构架塔、导线、跳线、金具及相间等的影响,仿真计算1 000 kV特高压变电站采用的带跳线Ⅱ形耐张绝缘子串的电位和电场分布,研究均压环对其分布电压的影响,比较位于不同位置的绝缘子串的电位和电场分布差异,并通过优化最终给出适用于带跳线Ⅱ形耐张瓷绝缘子串的均压环配置方案。所得研究成果对于提高特高压变电站绝缘子的安全运行可靠性,改善特高压变电站内外的电磁环境具有重要意义,已经成功应用于我国特高压交流试验示范工程,经现场观测,运行效果良好。     

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。     

V形复合绝缘子力学特性研究

绝缘子串的风偏闪络一直是影响输电线路安全运行的主要问题之一。针对哈密—郑州±800 kV特高压直流工程的V形复合绝缘子串风偏设计校核问题,在I形绝缘子串弦多边形方法的基础上,构建并推导了适用于V形复合绝缘子串（含金具等）的弦多边形计算方法,并利用有限元方法验证了该方法的准确性和有效性,给出了确定该方法适用范围的最小轴向拉力计算方法。进而基于该特高压线路的参数,应用此方法研究了V串夹角、导线平均高度及水平档距/垂直档距组合变化对风偏特性的影响。结果表明,在给定垂直档距和水平档距条件下,建议V串夹角随导线平均高度增大而增大;在给定导线平均高度和垂直档距条件下,建议V串夹角随水平档距增大而增大;在给定导线平均高度和水平档距条件下,建议V串夹角随垂直档距增大而减小。给出了不同导线平均高度、垂直档距和水平档距条件下所建议的V串夹角值。     

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。     

特高压交流线路金具常见电晕位置及串型优化

基于浙北—福州1000 kV特高压交流线路现场测试结果,研究了特高压交流线路金具的常见电晕问题.借鉴中国1000 kV特高压交流输电线路金具设计、制造、建设及运行经验,根据1000 kV特高压交流线路技术参数开展了悬垂串、耐张串和跳线串均压屏蔽环金具结构的优化设计工作,通过悬垂串的真型电晕及噪声测试进一步验证了金具的优...     

特高压交流输电线路瓷绝缘子串电位和均压环电场分布计算模型的简化

特高压交流输电线路绝缘子串电位和均压环表面电场分布计算有限元模型具有模型尺寸大、结构复杂、媒质种类多的特点。为保证计算精度,需全面分析相关因素的影响,以合理简化计算模型,提高计算效率。该文建立了特高压交流输电线路瓷绝缘子串的三维静电场有限元全模型和简化模型,全面分析了杆塔、导线、连接金具、联板及相间作用等因素对电位和电场分布的影响,最后验证模型简化的合理性。全模型和简化模型计算结果对比表明,将三相导线控制在一定长度、对杆塔合理简化、省略联板和金具并且只建立单相绝缘子串模型的简化方法可行,用简化模型代替完整模型进行绝缘子串电位和均压环表面电场分布的分析能够减小计算规模,提高绝缘子串和均压环参数优化配置分析效率。     

±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。     

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。     

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.