FRP材料绝缘电杆的电场环境研究

介绍了国内外FRP材料及其在电力建设中应用的情况,设计了适用于110 kV输电电路的FRP材料杆塔。根据导线排列方式,该杆塔可分为上字型和门型电杆2种。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用AnSoft软件,建立了常规钢管杆和FRP电杆仿真模型,分析了两种杆塔有无地线时对地1m处场强和导线表面最大场强。仿真结果表明FRP电杆的电场远小于对应钢管电杆。经优化计算后,得到了最佳的FRP电杆尺寸。     

一种基于FRP材料的新型输电杆塔研究

针对当前输电杆塔存在的诸多问题,提出了用FRP材料制作杆塔的思想。介绍了国内外FRP材料及其在电力建设中应用的情况,设计了适用于110kV输电线路的FRP材料杆塔。根据导线排列方式,该杆塔可分为上字型和门型杆塔两种。以上字型杆塔为例,设计了FRP杆塔的结构和尺寸,分析了该杆塔的机械力学性能,对可能出现的破坏形式进行了校验。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用AnSoft软件,建立了常规杆塔和FRP杆塔三维仿真模型,分析了两种杆塔的对地1m处场强和导线表面最大场强。仿真结果表明FRP杆塔的导线表面最大场强要远小于对应钢管杆的值。对杆塔尺寸进行了多种改变,分析了相应情况下"上"字型FRP杆塔的机械性能和电气性能,得到了电杆最小截面宽度为37.6cm,最小壁厚为3.06cm,建议杆塔呼高为11m,下横担宽度为4m。     

110kV纤维增强复合塑料材质电杆的结构设计探讨

提出了应用纤维增强复合塑料(FRP)材质的新型电绝缘材料输电杆。针对材料的特性,采用克里姆型外形结构,在传统环形截面内设置加劲肋,以加强其截面刚度,使得FRP材料在输电杆塔上的应用范围可以从35 kV提升至110 kV。根据杆塔设计规范,提出适合克里姆杆型的档距取值范围,并对电杆径厚比进行优化选择,给出较适合的尺寸。研究结果表明,所选材料和截面尺寸,满足电杆应力及挠度的要求。     

格构式复合材料电杆结构设计及承载性能分析

根据沿海台风地区气象条件,计算了大风工况下格构式纤维增强复合材料（FRP）电杆的设计荷载,确定了电杆结构布置型式和杆件规格。考虑服役周期内结构大变形和FRP老化的影响,采用通用有限元软件ANSYS完成了格构式FRP电杆结构分析;与承载性能相同的常规混凝土电杆相比,单根电杆重量可降低60%以上。为验证格构式FRP电杆的承载性能,完成了90°大风100%设计荷载工况和超载工况下的电杆结构真型试验,获得了沿高度方向的杆身位移和典型构件断面的应变,并与有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力进行了对比分析。研究结果表明,格构式FRP电杆杆件在250%设计荷载内均处于线弹性阶段,其中主材断面应力最大值159.8 MPa,低于FRP材料的屈服强度300 MPa;有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力与试验结果基本一致,当加载至约260%设计荷载时,FRP电杆根部侧面加固板孔壁发生剪切破坏。     

Φ300预应力等径电杆导通电阻测量研究分析

输电线路杆塔利用电杆（铁塔）本体材料作为接地引线。铁塔全金属结构,作为接地引线的性能良好,而混凝土电杆是由地线支架穿钉通过内配钢筋至接地螺栓作为接地引线,由于连接的不可靠和不能检查,故混凝土电杆接地引线导通性能较差。我们测量电杆接地电阻时,只把接地极这部分作为测量对象,忽视了对电杆本体这部分接地引线的测量．从而不能准确掌握输电线路电杆接地电阻情况,给防雷治理和杆塔接地装置改造效果带来较大影响。本文选择输电线路电杆中典型的φ300预应力等径电杆（简称电杆）的导通电阻进行测量研究,为输电线路运行技术管理提供支持。为输电线路运行维护标准的完善和电杆设计制造工作提供信息支持。     

FRP复合材料杆塔横担研究应用现状及分析

文中介绍了目前国内外对FRP复合材料杆塔的研究应用现状,重点分析FRP复合材料杆塔横担的设计现状,归纳了复合材料横担的设计方法及其特点,介绍了复合横担的受力性能研究进展,并指出了复合横担现有研究中存在的问题和不足之处。在此基础上,提出了复合材杆塔横担今后需要解决的问题和研究方向,可为进一步研究和应用FRP复合材料杆塔横担提供参考和指导。     

钢管电杆用于110kV线路的经济性分祈

钢管电杆是一种新型杆塔,具有特定的优点,尤其适合在线路走廊窄狭的地区采用。呼和浩特城市110kV环网在东一北 Ⅱ回线路直线段采用了钢管电杆,这在我区是首次。本文介绍该线路的杆塔选型。分析对比了钢管电杆与其它杆塔的技术经济指标,并论述了设计上的一些特点。     

复合材料杆塔及样品的多因子老化性能

复合材料杆塔以其优良的性能及发展前景受到国内外电力部门的密切关注,其长期运行的老化性能成为紧迫的研究内容。为此参考IEC 62217:2005/FDIS推荐的5 000 h多因子老化试验方法,首次进行10 k V复合材料杆塔及电力用复合材料样品的5 000 h多因子老化试验。建立10 k V复合材料杆塔制品的三维模型,采用有限元法对多因子老化室内杆塔各个部件的电位和电场分布进行了仿真,仿真结果与杆塔不同部位在试验结束后表现出的老化性能存在相关性。对进行老化试验后的电力用复合材料样品的弯曲模量和弯曲强度进行测试,测试结果表明大部分样品弯曲模量保留率都在90%以上,耐老化性能良好。综合考虑弯曲模量、弯曲模量保留率和弯曲强度,最终确定复合材料杆塔生产使用改性聚氨酯PU/1:1方格布材料和拉挤工艺。     

复合材料杆塔人工加速老化试验及其长期性能评估

复合材料杆塔在实际运行中受到高湿、高低温、紫外线、雨水和电场等多种因素的侵蚀老化,同时导线在风力作用下的振动也会造成杆塔应力疲劳老化。为全面评估复合材料杆塔的运行可靠性和耐老化特性,结合我国杆塔实际运行环境,在IEC 5 000 h多因子老化试验方法的基础上进行改进,首次对复合材料杆塔开展人工加速老化试验,并通过在杆塔表面植入光纤光栅传感器实时监测杆塔应变。试验前,通过有限元力学仿真确定光纤光栅传感器在杆塔上的植入部位;试验中通过加装振动装置模拟风力对杆塔的影响。对杆塔应变数据进行分析,结果显示:紫外和高热高湿环境对杆塔应变有较大影响;经过5 000 h人工加速老化试验后,杆塔应变变化幅度小,杆塔未出现明显缺陷,表明复合材料杆塔可在户外长期运行。     

复合材料电杆在山区配电网中的应用

论述了复合材料电杆在山区配电网中的应用。为解决山区杆塔的运输安装困难以及减少雷击污闪故障,对复合材料杆塔的电气、机械特性作了试验。试验结果表明:聚氨酯复合材料电杆在受潮、淋雨等条件下,具有良好的绝缘性,因而可以提高线路的绝缘水平。与常规钢筋混凝土电杆相比,冲击放电电压增加了约5.9倍,爬电距离增加了3.2倍;杆塔的整体强度满足各工况下荷载的要求。一条10kV的12基复合材料电杆线路已在南网挂网运行,情况良好。     

纤维增强复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究

为开展复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究,结合山东某35 kV 试点工程,通过杆塔真型试验及ANSYS有限元分析,从杆塔选型、材料选择、结构设计、节点优化等方面探讨35 kV 复合材料杆塔的设计方法。研究显示,该设计方法对35 kV全复合材料杆塔安全可靠,为工程应用提供了技术参考。     

复合材料杆塔线路电场分析

利用有限元分析了220 kV同塔双回钢管塔和同尺寸复合材料杆塔附近电场分布,并比较了2种材料杆塔线路对周围环境电场的影响.分析了杆塔处地面电场强度,对比了2种材料杆塔沿线路走廊纵向和沿走廊轴向2个路径的沿线电场分布.研究结果表明,复合材料杆塔在一定程度上改善了杆塔附近的电场环境.     

超特高压同塔4回输电线路工频电场强度的计算

通过对输电线路适当等效建模,应用模拟电荷法在输电线内部设置模拟线电荷,计算了超特高压同塔4回线路的导线表面电场强度和距地面1.5m处的工频电场强度,并与目前的特高压双回鼓型塔、单回猫头塔、单回酒杯塔和单回紧凑塔进行比较。结果表明,同塔4回线路的导线表面电场强度不高于其他塔型,同时地面工频电场强度要明显小于其他塔型。其理论依据为同塔的500kV导线屏蔽了1 000kV导线在地面方向的大部分电场。     

1000 kV交流特高压线路铁塔组立技术

1000 kV特高压输电线路铁塔结构尺寸大、横担长、部件大,使得特高压线路组塔施工难度加大。文章在借鉴我国500 kV和750 kV架空输电线路组塔施工技术和经验的基础上,提出了内悬浮外拉线抱杆组塔、落地摇臂抱杆组塔、塔式起重机组塔等适合于特高压线路铁塔组立的方法。该方法已在特高压交流试验示范工程中得到应用,为后续工程建设提供了技术储备。     

110 kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验

为了将复合材料杆塔应用于输电线路,以便解决或降低雷击污闪故障问题,有必要进行复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验。试验结果表明,聚氨酯复合材料在受潮、淋雨等条件下仍具有一定的绝缘性,作为杆塔材料可以提高杆塔的绝缘水平;110 kV复合材料杆塔,在地线顺线方向引出、悬空引下接地方式下,与常规铁塔相比,相地间隙增加了70%,相地雷电冲击放电电压增加了约75%,爬电距离增加了约40%以上;在Ⅲ级污秽条件下,相地污秽耐受电压为相地最大工作电压的2.5倍以上;杆塔的整体强度,满足各工况下荷载的要求,杆塔的挠度比常规铁塔大。挂网运行的2基110 kV同杆双回半复合材料杆,在1年多时间的实际运行中情况良好。     

文110 kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验

为了将复合材料杆塔应用于输电线路,以便解决或降低雷击污闪故障问题,有必要进行复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验。试验结果表明,聚氨酯复合材料在受潮、淋雨等条件下仍具有一定的绝缘性,作为杆塔材料可以提高杆塔的绝缘水平;110 kV复合材料杆塔,在地线顺线方向引出、悬空引下接地方式下,与常规铁塔相比,相地间隙增加了70%,相地雷电冲击放电电压增加了约75%,爬电距离增加了约40%以上;在Ⅲ级污秽条件下,相地污秽耐受电压为相地最大工作电压的2.5倍以上;杆塔的整体强度,满足各工况下荷载的要求,杆塔的挠度比常规铁塔大。挂网运行的2基110 kV同杆双回半复合材料杆,在1年多时间的实际运行中情况良好。     

特高压直流线路复合材料转动横担设计

结合目前国内FRP复合材料杆塔的现状,依托灵州—绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程,提出FRP复合材料转动横担的受力机理、设计方案,并通过塔线耦合模型进行仿真分析。分析结果表明：FRP复合材料转动横担通过在纵向不平衡张力作用下,发生转动,释放纵向不平衡张力,减小了横担及塔身的受力,可有效减轻塔重和基础混凝土用量,具有良好的经济效益和社会效益。     

±800 kV与±500 kV同塔双回线路不同塔型布置的电磁环境

±800 kV与±500 kV同塔混压双回直流输电线路可有效解决日益增长的电力需求和输电走廊资源紧缺的矛盾,但该输电线路目前尚无设计与运行经验,研究其塔型布置型式对线路设计至关重要。采用上流有限元等方法研究了4种基本塔型在相应导线布置方式下的电磁环境,计算了地面电场和离子流密度、可听噪声和无线电干扰以及线路最小对地距离和走廊宽度,并基于电磁环境限值要求对各塔头临界尺寸进行了对比分析。根据综合比较结果,推荐了±800 kV与±500 kV同塔双回直流线路的最优塔型布置方案,并在推荐塔型布置下研究了线路在不同运行工况下的电磁环境,可为工程实际提供参考。     

110kV电力线路钢管杆悬垂绝缘子串带电更换研究

针对110kV电力线路钢管杆的表面光滑、杆上检修作业空间狭窄、利用常规带电作业方法难以进行绝缘子串更换的难题,研究出对使用占比最高的3种悬垂绝缘子串挂点型式的带电作业方法和作业工具。阐述了该作业方法和作业工具的研究思路和操作步骤。通过在厦门地区的实际应用证明了该作业方法的有效性。