110 kV棒形悬式复合绝缘子绝缘包覆均压环设计与试验研究

复合绝缘子安装均压环后减少了高压端和低压端的电弧距离,易受鸟害的影响,发生鸟粪闪络事故.为减少鸟害故障的发生,采用绝缘包覆的方法对普通均压环进行绝缘化改造,首先建立了三维仿真模型,分析了复合绝缘子电场分布规律,然后设计并制作绝缘均压环,通过模拟现场运行条件,测量了复合绝缘子周围的电场分布以及均压环周围放电情况,最后模拟了鸟粪闪络模拟试验,测试了绝缘包覆均压环电气绝缘性能.研究结果表明:绝缘包覆均压环与普通均压环的均压效果基本一致,绝缘包覆层对复合绝缘子沿面电场分布影响较小,对均压环周围的电晕放电影响也微乎其微.在同等条件下,还一定程度上减小绝缘子表面的最大场强.人工模拟鸟粪闪络试验表明,绝缘包覆均压环可以显著提高复合绝缘子的鸟粪闪络电压,从而降低鸟粪闪络发生的概率.     

大规模风电场高压输电线路绝缘子整体电场分布特性的研究

在新疆大规模风电场并网过程中,尽管已对高压输电线路采取了一定的改善电压分布的措施,但每年呈上升比例趋势发生的污闪事故已让现场运行人员不知所措.以有限元差分理论(FDTD)为基础,针对带均压环的绝缘子,利用数学推导和电磁场分析软件ANSOFT仿真分析了绝缘子的整体电场分布特性,提出了电压梯度越大的地方,能量密集度越大,在...     

增爬裙安装位置对支柱绝缘子闪络特性的影响

增爬裙可以改善支柱绝缘子表面材质特性及伞形结构,从而被广泛使用。而目前的研究少有提及增爬裙安装位置对绝缘子电气特性的影响,使得变电站支柱绝缘子在增爬裙的安装运用方面缺乏一定的理论依据。以ZSW-110型典型支柱瓷绝缘子为对象,首先运用有限元电场仿真软件建立绝缘子仿真模型,分析了支柱绝缘子沿面电场在不同增爬裙安装位置下的特性,继而利用人工雾室开展了污闪特性试验,对比了不同增爬裙安装位置下的支柱绝缘子闪络特性。研究结果表明:增爬裙对绝缘子沿面电场分布有显著影响,且其安装在顶部高压端时,绝缘子伞裙沿面电场的畸变程度最严重,当安装增爬裙于绝缘子中部或者底端时,增爬裙对绝缘子电场畸变的影响程度较小;加装增爬裙后绝缘子的闪络电压可提高22%左右,工程中尽量将增爬裙安装在支柱绝缘子中间或者下部。研究结果对外绝缘配置以及防污闪措施的选择有一定的指导意义。     

500kV棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断的预防措施

对500kV复合绝缘子芯棒脆断事故的发生原因进行了分析,指出芯棒断裂是由于绝缘子电压分布严重不均及均压环设计、安装不规范引起导线端电场畸变所致。通过对原线路双联悬垂复合绝缘子下垂式线夹挂点进行"八"字形改造;利用下垂式线夹缩短的距离在导线侧增挂玻璃绝缘子;新建线路采用特制复合绝缘子与玻璃绝缘子组合方式,使复合绝缘子均压环,接头连接处远离高压端,改善了复合绝缘子的电场分布,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,避免了棒形悬式复合绝缘子芯棒脆断,取得了良好的效果。     

±800kV直流复合横担塔斜拉复合绝缘子均压环优化设计

输电线路复合横担铁塔能有效提高其风偏闪络、鸟粪闪络和覆冰闪络性能,降低杆塔高度和提高导线对地距离等优点,在特高压输电线路中得到了实际的运用。但根据现场运行经验,发现复合横担铁塔斜拉绝缘子的均压环固定螺栓有轻微电腐蚀,可能是由于该处电场强度较高,在一定的环境条件下易发生电晕放电。因此建立了±800 kV直流输电线路复合横担铁塔三维仿真模型,研究了双均压环结构下大均压环管径、环外径和抬高距对斜拉复合绝缘子、支柱复合绝缘子、均压环和固定螺栓表面的电场分布的影响。根据绝缘层和金具表面控制电场强度要求值对大均压环结构参数进行优化设计,然后按照优化方案对实际线路进行了改造,现场运行情况良好。本结果可供±800 kV直流输电线路复合横担塔斜拉绝缘子均压环的运行、维护和改造提供参考。     

220kV线路雷击闪络限制器对复合绝缘子电场分布的影响研究

根据220 kV同塔双回输电线路线路实际结构,考虑铁塔、分裂导线、均压环、Zn O电阻片的介电性和导电性等因素的影响,采用时谐电场三维有限元计算方法,以对比的方式研究了220 kV架空输电线路雷击闪络限制器对复合绝缘子串、均压环电位及电场强度分布的影响;研究结果表明,闪络限制器提高了电位及电场强度沿复合绝缘子分布的均匀性,降低了复合绝缘子电场强度最大值;限制器使上均压环表面场强略有增加,使下均压环表面电场强度略有减小,但电场强度最大值远低于限制值。     

500kV线路避雷器电场分析及优化设计

分析了带串联间隙线路避雷器的电场分布,根据电场分析的结果,指出了要控制导线同绝缘子串首端连接金具的表面场强,需对均压环的尺寸和均压环的罩入深度等进行优化设计,从而达到改善场强分布的效果。通过试验验证,设计出较为理想的均压环尺寸及罩入深度。     

110kV线路复合绝缘子并联间隙的工频电压与电场分布计算

针对中国110 kV输电线路遭雷击闪络后工频续流损坏绝缘子及其金具,导致线路事故的实际情况,开展了110kV架空线路并联间隙防雷保护装置的研究.应用三维有限元法分别对110kV交流单联悬垂串和双联悬垂串复合绝缘子在均压环、均压引孤环和角形电极下的工频电压和电场分布进行了计算.计算结果表明,设计的并联间隙使复合绝缘子串的...     

750 kV同塔双回输电线路悬式绝缘子串电位分布研究

沿绝缘子串电位分布很不均匀,为确定750 kV榆电线路绝缘子串电位分布,建立考虑铁塔、分裂导线、均压环、避雷线等的绝缘子串三维电场有限元模型.分析讨论不同串悬挂位置、不同伞形、不同吨位、不同材质、不同塔型、不同绝缘子片数下沿绝缘子串电位分布的规律、特点及均压环对绝缘子串电位分布的影响.结果显示:均压环能够显著改善绝缘子串的电位分布;不同伞形绝缘子串电位分布基本一致;绝缘子吨位、材质对不同位置的绝缘子串电位分布均有影响;同塔双回输电线路上相绝缘子串电位分布较中、下相更均匀,转角塔绝缘子串电位分布比直线塔更均匀;增加绝缘子片数对单片绝缘子上承担的电压值改善不明显,而且绝缘子串电位分布的不均匀程度随之增大.     

带附件系统瓷支柱绝缘子的电位和电场计算

为了研究安装附件系统对绝缘子电位和电场分布的影响,以110kV瓷支柱绝缘子为研究对象。利用有限元分析软件,分别考虑了在干燥和存在湿污层的情况下,计算并比较了有无附件系统时支柱绝缘子的电位和电场分布。最后通过干闪和污闪试验比较了有无附件系统时绝缘子的闪络电压。结果表明:在干燥情况下,安装在高压侧的附件内部电势衰减变慢,附件内部的电场降低,安装附件使得电场最大值降低了26. 6%。有湿污层存在时,第一个伞裙前端附近的场强下降最多,距离高压侧较近的其余伞裙前端附近的场强也有不同程度的下降。安装附件使泄漏电流值减少了17. 27%。安装附件之后,工频干闪电压提高了5. 9%,污闪电压提高了22. 06%。仿真结果与试验结果表现出良好的一致性。     

±500 kV换流站直流分压器用复合套管外绝缘闪络事故分析及处理措施

对±500kV江陵和龙泉换流站直流分压器的外绝缘闪络事故进行了分析。指出该分压器发生闪络事故的原因:一是复合套管的憎水性完全丧失;二是复合套管的伞裙形状参数特性较差;三是复合套管的均压环结构不合理。发生闪络事故的主要原因是复合套管的憎水性完全丧失,其次是均压环结构不合理。在此基础上,针对分压器的结构和事故的性质,提出了从根本上解决问题的思路是应按所要求的电气、机械和憎水性能来选用复合套管外绝缘材料;按上下均压环中心距离和均压环直径能保证复合套管的爬电距离和干弧距离的有效性与设计值接近这一主要原则来重新设计均压环;建议复合套管的伞伸出大于或等于70mm,伞间距至少70mm来重新设计伞形。同时也建议可以采取在复合套管的外绝缘表面上涂覆加强RTV-Ⅱ型防污闪涂料来提高外绝缘强度。     

强耐雷复合绝缘子设计研究

复合绝缘子已经在电力系统中得到广泛的应用,随之而来的雷击闪络事故也越来越多。从一般复合绝缘子的结构特点开始分析,得出造成其雷击闪络事故的主要原因是沿面场强分布不均,两端金具附近具有强电场区。并提出相应的改造措施:优化使用均压环,采用金属贴膜技术。最后根据上述措施设计了一种强耐雷复合绝缘子,并通过试现场验验证了该绝缘子的耐雷水平。     

±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压环配置优化

介绍了±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压特性研究的情况。采用有限元、边界元数值计算方法,对±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子进行电压分布和电场分布三维有限元计算,分析了均压环的结构型式、环径、管径及安装位置对电场分布的影响,得出±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子的均压环优化设计方案:母线侧,大均压环环径为1200～1500mm、截面直径为150～180mm、低于母线侧法兰下端面200mm,小均压环环径为600～650 mm、截面直径为60 mm、低于母线侧法兰下端面100 mm;支架侧均压环环径为1 000～1 200 mm、截面直径为120 mm、高于支架侧法兰上端面200 mm。     

±660kV直流复合绝缘子的研制

介绍了±660 kV直流复合绝缘子硅橡胶配方优化设计、均压环优化设计,原材料选用与处理以及其它新技术和新装备的应用情况。对复合绝缘子的伞裙进行优化设计后,不仅改善了其直流污闪特性,明显提高了单位绝缘距离的污闪电压,而且能够在减少积污、提高耐湿闪能力方面起到积极的作用;加装所设计的均压环后,能有效的抑制起晕场强,满足不起晕的要求;采用优化的硅橡胶配方显著提高了硅橡胶伞裙护套的工艺性能、耐漏电起痕性能和憎水性;改进HTV密封设计和选用芯棒新材料能够为产品长期安全运行提供可靠保证;试验结果表明,研制的±660 kV直流棒形悬式复合绝缘子系列产品能够满足±660 kV直流输电线路的使用要求。     

加装瓷绝缘子元件对330kV耐张复合绝缘子串电场的影响分析

为提高330 kV耐张复合绝缘子串的绝缘水平,通过电场分析,对绝缘子串不安装均压环、单独安装均压环或均压屏蔽环、同时安装均压环和均压屏蔽环以及加装一片xp-100瓷绝缘子等五种情况下的电场分布做了仿真计算。结果说明,均压屏蔽环对于降低绝缘子串连接区、连接金具、均压环及导线上的电场强度有显著作用,但其自身的电场强度却无法降低。在绝缘子串下端加装一片盘型悬式瓷绝缘子可有效降低均压屏蔽环上的电场强度,有助于提高绝缘子串的绝缘水平。     

极性反转试验中,±800kV换流变压器套管尾部的电场分布研究

±800 kV换流变压器出线套管,是一个结构复杂的绝缘系统。在试验与运行中,套管要承受不同形式电压的作用。特别在直流极性反转的情况下,套管尾部结构复杂,电场十分集中,易发生油中闪络或击穿放电,严重威胁特高压换流变压器的安全运行。应用有限元法,仿真计算了±800 kV换流变压器出线套管尾部的电场分布,计算结果表明:在极性反转试验中,套管尾部电场分布不均匀,且不同时刻、套管尾部电场分布及各关键位置的场强变化呈现线性特性。进一步分析得知:在套管设计中,不仅要考虑正负极性反转试验电压下的稳态电场分布,还应重视极性反转过程中暂态电场与界面空间电荷效应,以便留有足够的裕度,避免在极性反转试验时套管损坏。     

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110 kV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。笔者对这种错误安装均压环的110 kV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。