实芯复合绝缘横担性能的稳定性

目前,３５ｋＶ输电线路多采用瓷质绝缘横担,但瓷质绝缘横担因存在易碎,大爬电距离表面工艺复杂等问题,限制了其发展,保定电力修造厂研制了实芯复合绝缘横担,该横后在绝缘材质性能,机械性能,徐变性能及弯曲振动性能等方面通过试验,均未出现异常现象,稳定性良好,根据有关资料认为,复合绝缘横担外绝缘材质在大气环境下运行寿命可达２５年以上。     

110kV线路杆塔绝缘横担的研制

由于投运时间较长,原线路设计标准较低,部分110kV线路的对地距离、对交叉跨越距离严重不足,致使其安全稳定运行受到很大威胁。在110kV线路中,采用绝缘横担替代原钢质横担,提高了对地和对交叉跨越物的安全距离,增强了架空输电线路的安全、可靠性,达到了降低线路改造成本的目的。     

配网10kV绝缘横担典型布置方案概述

复合材料绝缘横担的推广和应用,有利于解决由感应雷引起的雷击断线问题。对《10 kV架空绝缘线路绝缘横担典型布置方案》进行了阐述,介绍了典型设计所取得的成果,明确了绝缘横担在海拔、气象区、杆型等的应用范围及导线的选取和使用,丰富了杆头布置形式,完善了绝缘配合及防雷接地方式,汇总了横担的结构形式,系列化了横担的尺寸规格,解决了绝缘横担引下线的布置。为提高10 kV线路的耐雷水平,特别是为避免线路因感应雷击跳闸及断线提供了保障。     

基于有限元的500 kV复合绝缘横担电场分布仿真分析

复合绝缘横担由于其绝缘性能好、质量轻、节约输电走廊等优点应用前景广泛,然而目前针对复合绝缘横担尤其是500 kV及以上电压等级的生产设计、试验验收、施工运维、标准规范等研究国内外尚属空白。高压复合绝缘横担在运行过程中的电场分布特性是复合绝缘横担设计、验收过程中必须解决的问题,针对此,本文建立了500 kV复合绝缘横担电场分布及电位计算模型,利用COMSOL有限元分析软件对500 kV复合绝缘横担及其相连接部分杆塔进行仿真分析。此外,为了确保后续老化、绝缘实验的便捷性及可操作性,建立了500 kV复合绝缘横担缩比模型,并确定缩比模型的试验电压。结果表明：复合绝缘横担表面最大场强出现在横担高压端,电场强度为3.82×10⁵ V/m,斜拉绝缘子表面最大电场强度为支柱横担的86.38%,最大电场强度为3.3×10⁵ V/m。确定了当缩比模型按照原尺寸的1∶5进行缩放时,使得缩比模型的表面最大场强达到预期电场强度的试验电压为60 kV,为复合绝缘横担的室内初期试验提供了理论依据。     

特高压直流杆塔新型复合横担布置研究

借鉴以往复合横担杆塔的设计经验,从绝缘配置、电磁环境、空气间隙、电位分布计算和纵向不平衡张力等方面对特高压直流线路杆塔的复合横担布置方式进行研究,通过对杆塔钢材、基础指标、绝缘子串费用以及线路走廊费用进行综合经济比较,选择出合理的复合横担布置方案,为特高压直流线路复合横担塔设计提供借鉴和参考。     

500 kV同塔双回复合横担杆塔研究

本文针对500 kV双回复合横担杆塔技术方案开展深入研究。对实际尺寸的复合横担绝缘子开展人工污秽工频电压试验,确定复合横担最小结构高度及爬距。根据连续档不平衡张力及断线张力计算结果,确定合适的悬垂金具串长度。结合复合横担的受力特点,确定“拉压双杆”的复合横担结构型式。采用有限元分析软件对各工况下复合材料横担杆件的轴力进行分析,并提出新型节点型式。根据与500 kV常规角钢铁塔的技术经济比较,500 kV双回复合横担杆塔在本体投资与走廊费用上均有经济优势,具有良好的应用前景。     

500 kV半复合绝缘横担外绝缘特性及绝缘配合研究

为研究500 kV半复合横担形式塔头外绝缘电气特性,采用真型构架,模拟系统操作过电压和雷电冲击电压开展塔头间隙放电特性试验,获得放电特性及放电路径分布特征。针对500 kV半复合横担紧缩型杆塔绝缘子试品,在人工环境气候实验室开展复合横担绝缘子表面不同亲水性和弱憎水性条件下的50%耐受电压试验,获得500 kV复合横担绝缘子污耐压特性,提出500 kV半复合横担形式塔头的电气间隙和绝缘配合建议。研究思路和结果能够为500 kV紧缩型铁塔设计提供理论依据。     

500 kV可踩踏复合绝缘横担塔设计及真型试验

依据张南-昌平Ⅲ回500 kV线路(北京段)昌平站出线段实际情况,设计开发500 kV可踩踏复合绝缘横担窄基直线塔.横担结构采用简单紧凑的“两拉两压”形式,省去悬垂绝缘子串,减少因塔头风偏放电造成故障现象,在压杆中间间隔布置脂环族环氧伞裙,使结构具备可踩踏功能.依据原有线路形式,考虑铁塔塔型结构、空气间隙要求、仿真计算预留安全系数工况下的挠度变形,确定产品结构高度、芯体直径.分析结构在断线、大风90°、覆冰3种严苛工况下受力失稳情况.结果 表明:整体一阶屈曲系数均大于2.5,各部件轴向应力均远小于金属及复合材料力学强度,设计结构的安全性高.1∶1真型试验塔整塔力学性能及上相可踩踏复合绝缘横担电性能测试结果均能满足标准及设计要求.     

10 kV绝缘横担的轻量化设计及应用研究

为充分发挥绝缘横担轻质高强的特点,提高绝缘横担的使用寿命,满足腐蚀严重区域的使用需求,引进高强铝合金材料对10 kV绝缘横担进行轻量化设计及应用研究.从横担芯体、中间固定金具及配套附件三个方面对绝缘横担进行了轻量化的结构设计,采用有限元软件进行了详细的计算分析,为试制提供技术支撑.采用高强铝合金材料对方棒和T形绝缘横担的中间固定金具和配套抱箍进行了试制,并进行了抗弯、抗拉和抗扭测试,结果均满足要求.为了验证铝合金材料金具在绝缘横担中使用的稳定性,对方棒绝缘横担进行了热机循环试验,然后对两端金具进行抗拉试验,结果表现良好.经统计,高强铝合金材料在10 kV绝缘横担中的应用,大幅降低了整体质量(减轻近40％),可大大减少安装运输成本.     

500kV同塔4回线路不平衡绝缘的耐雷水平

目前我国500kV同塔4回线路主要采用平衡高绝缘配置,每相导线配置31片155mm绝缘子。针对典型杆塔竖塔,杆塔高度较高,易绕击相与反击闪络相为上层两回线路,提出了不平衡绝缘方案,即上层两回线路采用31片绝缘子,下层两回线路26片绝缘子。在评估采用不平衡绝缘后的防雷水平时,采用改进电气几何模型（EGM）与电磁暂态程序（EMTP）计算杆塔在不同雷电等级、地面倾角以及杆塔接地电阻等情况下耐雷水平的计算结果表明,2种绝缘配置（平衡绝缘与不平衡绝缘）的线路耐雷水平相差很小,若地面倾角〈15°,接地电阻〈15Ω,则竖塔可以采用不平衡绝缘配置方案。比较耦合地线以及三地线提升线路反击耐雷水平的效果后认为,当杆塔采用平衡高绝缘时,三地线反击耐雷水平优于耦合地线。当杆塔采用不平衡绝缘时,在接地电阻为5～15Ω时,三地线防反击效果优于耦合地线,当接地电阻〉20Ω时,耦合地线防反击效果更佳,并对改进竖塔防雷提出了建议。     

一起500kV气体绝缘开关闪络事故的处理分析

介绍了一起500kV气体绝缘开关(GIS)设备的绝缘事故,分析了其应急处置及抢修方案,并通过对放电痕迹和物质的分析推测了事故原因,该事故是因设备装备过程中壳体法兰面和绝缘盆环氧树脂面的间隙混入金属异物,由于设备振动导致异物位置偏移引起电场变化,致使闪络事故的发生。指出应严格现场施工质量管控,保证设备安装质量,确保电网安全稳定运行。     

500kV气体绝缘电流互感器的设计

介绍了500kV气体绝缘电流互感器的结构特点和设计要点,指出了其设计中应注意的若干问题。     

500 kV双回换位塔电气模型设计优化的研究

目前国内500kV双回换位塔的电气模型存在不利于复合绝缘子防上下伞裙的冰桥短接和防雷性能不足等缺点。通过安装侧针完善跳线防雷设计,改变跳线出口角度改善绝缘子高压端的场强分布,悬垂串和耐张串采用内弧结构的拉线型U形环避免芯棒与端部金具连接的扭伤,跳线串改成八字形或V字形以有效防污闪、雨闪和冰闪,耐张串采用复合绝缘子使双回换位塔完全免清扫。从而500 kV双回换位塔电气模型即可得到优化。     

500 kV输电线路杆塔结构的可靠性分析

采用一次二阶矩法对不同时期的500 kV线路进行了可靠度校准,并采用Ditlevsen算法计算了杆塔结构体系的可靠度,对实际的杆塔失效概率进行了统计分析。根据结构构件的可靠度计算结果,分析了我国不同历史时期设计的500 kV输电杆塔的可靠度水平;理论可靠度计算与实际失效概率统计结果表明,我国500 kV输电线路杆塔结构的可靠度水平在不断提高。     

500 kV同塔四回架空送电线路电场分布的研究

500kV同塔四回送电线路可充分节约、合理利用线路走廊。给出了500kV同塔四回送电线路、500kV／220kV混压同塔四回送电线路附近电场强度的计算方法,与传统500kV单回、双回线路进行比较,得出现行规程下导线最佳相序布置形式及最小对地距离。分析了回路之间的相角差对电场分布的影响,并分析了某一回路因检修(或故障)退出运行时对电场分布的影响。     

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。     

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）和改进的电气几何模型（EGM）计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。     

二滩水电站500kV GIS设备运行分析

笔者通过对二滩水电站500 kV GIS设备12年来发生的缺陷进行分类统计与分析,归纳出500 kVGIS设备缺陷发生的主要类型及发生率,并有针对性地提出了可行性预防措施,比如尽量采用技术成熟、免维护的设备,提高设备检修工艺和质量等。同时,对如何有效发现设备缺陷和减少设备缺陷发生率的方法进行了探讨,提出了开展群众性缺陷分析与研究等一些可行的办法,起到了指导检修和减少缺陷的作用。     

500 kV同塔四回线路电气不平衡度的研究

为有效提高单位走廊的输送容量,同塔多回路输电技术得到越来越广泛的应用,但是由于换位困难,一旦相序布置不当将造成线路电气不平衡情况更为严重.采用ATP-EMTP和MATLAB程序对500 kV同塔四回路3层横担和6层横担2种塔型的电气不平衡度展开了较为全面的研究.综合考虑负序电压电流不平衡度、杆塔的雷击跳闸率、电磁环境等指标,建议3层横担塔型采用推荐的相序布置方式、6层横担塔型上下两个双回路均采用逆相序布置.计算还表明,对500 kV同塔四回路,单回路停电检修时的感应电压和电流较高,选择接地开关时应予以特别关注.