输电线路复合绝缘子和金具串的优化设计

进行了架空输电线路悬垂串、耐张串、L 形串、V形串和倒V形串中复合（合成）绝缘子与线路金具的联结优化设计,复合绝缘子两端的金属球头、球窝均改为圆形单孔、螺栓连接结构,去掉了R形锁紧销子,与金具实现螺栓联结,端部金具制作工艺较以往简易;与复合绝缘子直接连接的任一端或两端金具选用2 副及以上内弧U形环,可增加悬垂串、耐张串和V形串中复合绝缘子轴向转动的自由度,从而避免复合绝缘子端部受扭,确保复合绝缘子的机械性能,使输电线路更加安全可靠运行,达到架空输电线路全寿命运行的目的。     

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。     

声发射技术在复合绝缘子端部金具压接上的应用

对复合绝缘子端部金具压接原理进行详细分析,并制定出合理的压接参数。在此基础上,引入声发射监测仪器对压接工艺进行监测分析,严格控制制造质量,可以大大提高复合绝缘子机械性能的稳定性,减少绝缘子机械性能问题引起的线路运行事故。     

一起220kV复合绝缘子芯棒断裂事故分析

复合绝缘子芯棒断裂事故会对输电线路的安全稳定运行构成严重的威胁。结合某220 kV线路复合绝缘子芯棒断裂事故,对断裂绝缘子及同批次产品进行了外观检查、性能试验、解剖检查、材料试验,分析了绝缘子芯棒断裂的原因及机理。结果表明:该绝缘子端部结构存在缺陷及密封性能不良的问题,导致芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀,逐渐产生应力腐蚀过程,在弱酸腐蚀及应力的共同作用下机械性能不断降低,最终整支芯棒发生断裂。针对芯棒脆断现象和长期机械性能不佳的问题,建议将复合绝缘子端部金具楔式结构逐批更换为压接式结构,并加强端部金具及护套的密封,以及采用无硼纤维耐酸芯棒。     

含人工缺陷复合绝缘子红外特征试验研究

复合绝缘子红外图谱智能自动识别方法是未来复合绝缘子运维的重要发展方向。为获得足够的发热红外图谱样本,制作了含护套-芯棒粘接不良、芯棒-护套内部金属异物和端部金具-护套界面气隙3种人工缺陷的绝缘子。同时针对端部金具-护套界面气隙发热分析了不同空间分辨率红外镜头对红外测试结果的影响。结果表明,220 k V复合绝缘高压端芯棒-护套粘接不良缺陷仅出现轻微温升;通过不同长度金属丝异物构建的220 kV复合绝缘子高压端护套内部存在局放缺陷,温升幅值位于1.5～5.5 K; 500 kV复合绝缘子高压端金具-护套界面气隙可产生7～8 K温升;对于端部金具-护套界面气隙发热,不同空间分辨率红外镜头测得温升幅值偏差平均超过20%,为保证测温精度,现场测试应选用空间分辨率更精细的红外镜头。     

220kV复合绝缘子串联玻璃、瓷绝缘子仿真研究

复合绝缘子外形及结构特点使得其电位分布不均匀,两端金具附近电场强度较大,容易发生电晕放电,对绝缘子安全运行带来危害。为改善绝缘子电场及电位分布,基于有限元电场计算,以220 k V复合绝缘子为研究对象,考虑在高压端和低压端金具串联玻璃或瓷绝缘子的几种情况,分别建立三维仿真计算模型。研究结果表明:串联绝缘子后,复合绝缘子承担电压降低,整体电位及电场分布得到改善,并消除了金具附近的场强畸变。以控制220 k V复合绝缘子表面最大场强在4.5 k V/cm以下为目标,采取在低压端串联3片绝缘子或高压端串联2片的方式,均可以满足要求。     

串联玻璃绝缘子改善复合绝缘子电场的研究与应用

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.随着电压等级和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重.强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,降低绝缘子的运行寿命,对电力安全运行造成严重威胁.笔者通过在复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子的方法降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,改...     

复合绝缘子陡波击穿原因可视化分析

南方电网某线路在雷击跳闸后,对线路雷击区域用±500 k V直流复合绝缘子按照标准DL/T 810—2002进行例行试验中,有两串复合绝缘子高压端金具护套在陡波试验中发生击穿,但击穿区域现场目测未发现明显致因。为了确定陡波击穿的原因,笔者运用X射线DR检测技术,周详设计实验方案,对被陡波击穿的复合绝缘子金具区段进行多参数、多角度的拍摄,确定了最优拍摄参数,并运用相似原理在所拍摄的X射线结果图中测量了该区段护套厚度,最终确认了陡波击穿原因为复合绝缘护套与金具胶接处有明显间隙和金具尾部复合绝缘覆盖层厚度不匀导致,同时发现了金具端部与第1伞裙之间护套内部靠近金具端部约3 mm处环绕芯棒内部三角气道的缺陷。笔者所确定的最优拍摄参数及检测流程可为X射线对复合绝缘子进行内部结构可视化检测提供依据,而X射线DR检测技术为复合绝缘子不解体、高效率检测提供了方法上的创新。     

一种新型复合绝缘子金具

介绍了一种新型的绝缘子金具,运用ANSYS软件对普通金具和这种改进型金具分别进行了仿真计算和试验验证,结果表明,与普通金具相比,新型金具更能有效降低绝缘子端部场强,从而避免了持续性电晕的发生,有效减少了绝缘子端部金具的损坏和相关事故的发生。     

复合绝缘子断串原因分析及防范措施

复合绝缘子断串问题是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。为系统分析复合绝缘子断串类型和原因,文中对实际运行复合绝缘子断串样品进行了统计分析,并对金具破损及芯棒脆断等引起的断串问题进行了总结归纳。结果表明绝缘子芯棒断串原因主要为端部密封失效、外护套破损、芯棒与护套界面粘结失效等。基于上述分析,文中提出了加强入网检测和运行性能分析、重视日常带电检测工作及对重要通道复合绝缘子技术改造三方面措施,从而为复合绝缘子断串防治提供参考。     

Analysis of Stress Control on 33-kV Non-ceramic Insulators Using Finite-element Method

In this article, analysis of electric field stress and electric potential distributions of a 33-kV composite insulator and factors that affect the electric field are discussed. Accordingly, the article is classified into two parts. In the first part, the designs of three different configurations of non-ceramic (composite) insulator based on their geometry modification in end fittings and water shed are discussed. The electrical performances are analyzed using electric field and electrical potential distribution. In the second part, a reduction of the electric field near the end fittings is done to control the electric field stress intended for long-term performance. For that, the grading material is placed between the core and housing materials by fitting the arcing horn near the end fittings. A 33-kV composite insulator is modeled in two dimensions by the finite-element method to investigate the electric field and electric potential distribution under normal and polluted conditions. The results reveal that an optimum installation of an arcing horn at the high-voltage end in the composite insulator with silicone rubber overlapping the edges of metal end fittings made a significant reduction in electric field stress on 33-kV non-ceramic insulators.     

复合绝缘子伞裙根部厚度与倾角大小对场强分布的影响

优化复合绝缘子结构,探讨场强、电位分布均匀性一直以来是一项重要的研究课题,通过ANSYS仿真软件建模,分析了复合绝缘子伞裙根部厚度与倾角大小对场强分布的影响。结果表明：增大复合绝缘子伞裙根部厚度,金具与护套连接处最大场强值、高压端与低压端金具处前3片绝缘子场强数值均随着增大;金具与护套连接处最大场强随着伞裙倾角度数增大而减小,但高压端与低压端金具前几片绝缘子场强数值随着增大,伞裙倾角变化与否对复合绝缘子电位分布值无根本性影响;理论上伞裙根部厚度取值12mm、倾角取值10°较为适宜。     

架空输电线路用柔性复合绝缘子的开发应用

针对架空输电线路用刚性复合绝缘子出现的一系列事故/故障,包括芯棒和配套金具损伤或断裂,经充分论证,提出按照承受拉仲载荷设计的刚性复合绝缘子及其配套金具用于承受弯曲和扭转载荷(包括V串复合绝缘予、复合相间间隔棒等)是导致上述事故/故障的关键原因.基于上述分析,自主研发了适于承受拉仲载荷但能够消除弯曲和扭转载荷的架空线路用...     

330kV绝缘子串电压分布和屏蔽环位置的优化

为计算330kV线路绝缘子串电压分布和优化屏蔽环的位置,建立了考虑屏蔽环、分裂导线、杆塔、联板、悬垂线夹和其它连接金具的三维静电场有限元模型。计算并讨论了带和不带屏蔽环、带和不带联板的绝缘子串电压分布以及屏蔽环位置变化对电压分布的影响。结果表明,导线和杆塔侧绝缘子承受较高电压,屏蔽环可有效改善其附近绝缘子上承受的电压,理论上有一最优位置;导线侧金具对电压分布影响较大,计算模型中应考虑。     

均压装置对复合绝缘子电气性能的影响

通过测量复合绝缘子电压分布及冲击电压试验 ,研究了不同结构、尺寸的均压装置在不同安装方式下对复合绝缘子电气性能的影响 ,认为圆形均压装置、较深的罩入深度、较大外径可明显改善复合绝缘子电压分布 ,但设计时应保证必要的干弧距离。     

500kV进口合成绝缘子芯棒脆断原因分析及对策

通过对一起合成绝缘子芯棒脆断事故的分析以及同批次运行的500 kv进口合成绝缘子的抽样试验,分析了合成绝缘子芯棒脆断的原因,发现该绝缘子芯棒脆断主要是由于端部密封不良及界面结构设计不合理,造成酸蚀并最终导致芯棒机械性能下降而发生脆断,同时,对该类运行中合成绝缘子的使用提出了相应的对策,以保证电网的安全可靠运行.     

特高压输电线路悬垂串金具优化研究

目前特高压工程采用的三联悬垂串过长,影响了工程投资。为解决三联悬垂串过长问题,在借鉴中国±800 kV直流和1 000 kV交流工程金具设计、制造、建设及运行经验基础上,结合特高压交直流线路悬垂串金具结构的特点,通过对悬垂串内三变二联板、三角联板和平型挂板等金具组合的优化设计,提出三联双线夹悬垂串中三变二联板放在低压侧,同时采用单板式三角板与双板式三角板连接的方式代替原高压侧金具,通过串型三维建模、力学性能和电气性能仿真分析及真型电晕性能试验研究,成功设计出1 000 kV交流工程用紧凑型三联悬垂串及配套金具,缩短串长600 mm,技术经济效益显著。     

超高压线路用复合绝缘子芯棒脆断原因及防范措施

分析了复合绝缘子在超高压线路运行中发生芯棒脆断事故的原因,提出了利用玻璃绝缘子和复合绝缘子组合悬挂式解决方案。试验表明,复合绝缘子第1伞群处分布电压值在21~25kV之间,其中23~25kV的分布电压值都发生在中相绝缘子的高压端,满足实际需要。