110 kV复合绝缘横担结构设计及工程应用研究*

为在输电线路中推广复合绝缘横担,以110 kV输电线路改造工程为背景,提出了一种线路用复合绝缘横担设计方法。从复合绝缘横担的大风、覆冰、安装及断线四种工况荷载计算着手,对复合绝缘横担开展结构设计。采用有限元软件建立两拉 两压结构形式的力学分析模型,在四种工况下对横担进行力学计算,通过力学真型实验验证了复合绝缘横担结构的稳定性和安全性。该方法设计的复合绝缘横担满足该线路安全运行要求,并成功挂网多条110 kV输电线路;针对不同线路塔型设计工作量大、生产周期长的问题,开展典型化设计工作是未来发展的趋势。     

复合绝缘横担在220kV架空输电线路中的应用

复合绝缘横担体积小、质量轻、电气性能优越、机械强度高,介绍了在500 kV练塘变电站220 kV出线工程的双回路钢管杆中成功应用复合绝缘横担的实例,解决了预留走廊宽度小的实际问题,叙述了复合绝缘横担在应用过程中的方案比选、数值模拟计算、加载试验、最终施工实施的全过程,该实例是国内复合绝缘横担首次在220 kV架空输电线路中的应用,可为今后复合绝缘横担的推广应用提供技术支撑。     

750 kV复合横担外绝缘特性试验研究

复合材料横担凭借其耐污性、耐雷性优良、重量轻、便于安装等优点,在架空输电线路中具有大规模应用的潜力。为了深入研究复合横担绝缘子的外绝缘特性,实现在750 kV交流输电线路上改造应用的目标,采用750 kV复合横担真型塔头试品,通过模拟系统操作过电压和雷电过电压对试品进行塔头冲击电压试验,同时在大型环境气候试验室开展了全尺寸复合横担绝缘子人工污秽工频电压试验。试验结果表明该复合横担塔头绝缘强度可以满足我国西北地区海拔1500 m条件下的750 kV交流输电线路运行要求。     

新型复合横担在1000 kV特高压输电铁塔的应用

受城乡规划及线路走廊制约,目前输电线路路径选择日益困难。利用复合材料的绝缘性能,采用复合材料横担取代传统的型钢横担,不但能够减小线路走廊宽度、降低走廊清理难度,同时还能降低塔高、节约塔材,从而取得良好的社会效益和经济效益。结合复合横担在1 000 k V特高压线路工程中的应用研究,在复合横担的电气方案、结构方案、经济性分析等诸多方面进行了初步的分析研究,给出了复合横担塔头布置方案、横担长度、横担夹角等研究结论。在走廊拆迁量较大的区域,通过比较,使用复合横担铁塔具有更明显的经济效益。     

500kV双回路直线塔复合横担改造方案研究

为解决部分老线路导线对地距离不足的状况,可充分利用复合材料高强、绝缘的材料性能,对原有铁塔的角钢横担用复合横担进行替换,可有效减短悬垂串长度,达到提升导线对地高度的目的。在500 kV双回路输电线路工程中应用复合材料横担,首先对复合横担直线塔进行了优化设计,确定了复合横担设计方案。随后通过数值模拟对复合横担进行分析确定横担规格,在此基础上进一步对整塔做有限元分析,验证复合横担塔可满足实际工程应用需要。最终通过经济性分析,表明复合横担塔具备良好的经济性,应用前景广阔。     

基于子模型技术的500kV复合杆塔横担电场分析及均压环结构参数优化

猫头型复合杆塔首次应用于国内500kV输电线路,其横担端部各支柱绝缘子、斜拉绝缘子布置紧凑,电场畸变严重,均场问题突出。以500kV猫头型复合杆塔为研究对象,依据图纸进行了1∶1实体三维建模,通过数值计算研究分析了猫头型复合杆塔中相横担和边相横担的电场集中区域,对比分析了复合横担与现有线路绝缘子的电位分布,设计了各相横担的均压环配置方案,并应用子模型技术研究了各均压环不同结构参数变化对复合横担关键位置场强的影响规律,研究结果表明,初始方案下复合杆塔部分位置场强过高,不利于复合杆塔长期稳定运行,500kV复合横担的电位分布要优于现有500kV线路绝缘子,通过配置合理的均压屏蔽装置,复合杆塔各关键位置场强均已满足控制要求。     

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。     

500 kV绝缘横担杆塔电气性能分析

随着国家加大超/特高压输电线路的建设力度,对输电线路杆塔的绝缘性能要求也越来越高。结合绝缘杆塔的国内外研究应用现状,提出绝缘杆塔的结构型式;以绝缘横担杆塔为例,参考500 kV单回路酒杯型杆塔,计算了绝缘横担杆塔和普通铁塔的绝缘水平,并在此基础上分析了两者在电气性能上的差异;从减少绝缘子片数和缩短横担长度2个方面分析了其对绝缘杆塔电气性能的影响。研究结果表明：绝缘横担杆塔在工频电压、操作过电压以及雷电过电压下的绝缘裕度都要高于普通杆塔;要实现绝缘杆塔安全性和经济性的统一,可以在减少绝缘子片数的同时适当缩短绝缘横担长度。     

复合绝缘横担在10 kV配电架空线路防雷中的应用探讨

在10 kV配电架空线路故障中,雷击是造成配电架空线路故障的主要因素,配电架空线路跳闸以遭受感应雷击为主.在10 kV配电架空线路中应用了复合绝缘横担进行防雷,其各项性能测试均满足线路防雷和安全运行的要求.复合绝缘横担结构简单、免维护,能够有效解决配网架空线路雷击跳闸问题,是一种具有较好应用前景的10 kV线路防雷装置...     

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。     

10 kV架空配电线路复合横担的性能研究及配置选型探讨

为了有效提高10 kV配电线路的耐雷水平并降低线路跳闸率,介绍了一种基于玻纤增强聚氨酯复合横担。针对玻纤增强聚氨酯复合横担在运行中绝缘性能好和机械强度高的特点,对复合横担电气性能试验和机械性能试验结果进行分析。试验结果表明,复合横担各项性能均满足电力工程实际运行的要求。同时对复合横担配置选型进行优化分析,结合校验算例,提出改进复合横担稳定性的措施,提高了使用经济性。     

不同结构型式的配网复合绝缘横担电气性能研究

为了更好指导复合绝缘横担的应用,通过试验对比研究了方管复合绝缘横担及方棒复合绝缘横担的雷电冲击电压、湿工频闪络电压、污秽闪络电压及污秽覆雪闪络电压的变化情况.结果表明:10 kV方管复合绝缘横担的50％干雷电闪络电压为388.3 kV,高于方棒复合绝缘横担的370.0 kV,但方管复合绝缘横担的湿工频耐受电压、污秽工频耐受电压及污秽覆雪闪络电压均低于方棒复合绝缘横担,最后提出了不同运行环境下复合绝缘横担差异化的应用方案.     

750 kV输电线路复合横担设计研究

综合介绍了国内外复合材料输电杆塔的研究应用现状。依托新疆与西北主网联网750 kV第二通道输变电工程,设计出复合横担塔方案;并通过电场有限元仿真分析和真型塔电气试验,验证了复合横担良好的电气绝缘性能,可满足工程实际应用的需要。通过经济性分析,显示出复合横担塔具备良好的经济效益和社会效益,具有广阔的应用前景。     

基于绝缘横担的配电网综合防雷系统配置与实施方案

配电网由于设计规范限制,绝缘水平低,自身雷电防护能力较弱。随着复合绝缘材料在10 kV配电网上的应用推广,绝缘横担通过与常规防雷措施特点对比,其优异的防雷击闪络和防工频续流能力,可实现大幅提升10 kV输电线路雷击防护能力。为进一步降低10 kV配电网雷击跳闸或断线事故的发生,提出了基于绝缘横担并结合常规防雷措施组成的区段式配网综合防雷系统,实现多层次、立体化的防雷。     

±500 kV直流输电系统接地极线路进入等电位的路径研究

500 kV直流输电系统接地极线路塔头尺寸和窗口间隙小,常规超特高压输电线路进入等电位的方式无法照搬应用。为此,介绍了±500 kV直流输电系统接地极线路几种可用的等电位进入方式,并从安全性、工器具、作业人员数量、工作强度等角度重点对绝缘软梯法进入路径进行对比分析。研究表明:对于±500 kV直流输电系统接地极线路带电作业时,耐张塔地线悬挂绝缘软梯向下法、直线塔横担悬挂绝缘软梯摆入法进入等电位安全可靠、便捷省力。     

750kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究。运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布。复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔。经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求。     

35kV线路配电化建设模式探讨

介绍了35 kV线路配电化设计的特点,结合35 kV直配变供电方式以及35 kV配电化变电站建设方案,给出了35 kV线路配电化建设的几种网架结构模式及其适用范围。详细介绍了线路导线截面选择方法以及瓷横担绝缘子与复合横担绝缘子的性能对比,从理论和实例两个方面,深入分析了35 kV线路配电化建设的技术经济性。     

同塔双回架空输电线路不平衡绝缘度选用探讨

针对采用不平衡绝缘的双回共塔输电线路发生多起遭受雷击同时跳闸事故,对同塔双回架空输电线路,考虑不同相导线上瞬间工频电压影响,计算分析耦合系数差异、横担高度不同、导线平均高度不同对不同回路不同相绝缘子上产生的雷电压差异,从理论上确定同塔双回架空输电线路不平衡绝缘度。考虑投资因素,结合理论计算、杆塔结构和运行经验,建议取110kV、220kV、500kV线路的不平衡绝缘差分别为2、3、5片。     

750 kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究.运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布.复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔.经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求.     

110 kV输电线路不挂绝缘子复合材料绝缘横担的研制与应用

随着电网建设的发展,深化纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer,FRP）复合材料在输电线路上的应用与研究十分必要。在前期绝缘横担研究的基础上,完成了110 kV不挂绝缘子复合材料绝缘横担的设计和制造工作,并实现安全挂网运行。测试结果证明,该横担改变了传统横担需要悬挂绝缘子的特点,降低了风偏闪络的风险;改善了硅橡胶伞裙绝缘横担不可走人,易受虫鸟侵蚀的缺点;同时又不像瓷绝缘横担那样容易脆裂受损。因此,这种新型复合横担更具研究前景。