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。     

配网复合绝缘横担防雷试验研究及耐雷水平计算

传统铁横担上使用的绝缘子雷电冲击50%击穿电压(U_50%)比较低，存在绝缘导线雷击断线的情况。因此，绝缘性能好、强度高、质量轻的复合绝缘横担开始受到人们的广泛关注，有利于提高配电网的耐雷水平。为了进一步研究复合绝缘横担的防雷性能，本文在不同海拔地区开展雷电冲击闪络试验，得到了10 kV复合绝缘横担的U_50%和伏秒特性曲线。并在试验的基础上，利用电磁暂态程序(ATP-EMTP)建立了10 kV线路雷击仿真模型，分析计算复合绝缘横担的耐雷水平。结果表明：在海拔为22 m地区，复合绝缘横担的正、负极性U_50%分别为415.43 kV和589.14 kV，而针式绝缘子的正、负极性U_50%分别为151.05 kV和200.77 kV。在海拔为2 100 m地区，复合绝缘横担的耐雷水平降低了20%左右，但仍远高于针式绝缘子。因此，复合绝缘横担展现出优异的防雷性能，具有广阔的应用前景。     

玻纤增强复合材料及其复合绝缘横担覆冰特性研究

为了指导复合材料横担在重冰区的应用,本文开展了玻纤增强复合材料及复合材料绝缘横担的覆冰特性研究.结果表明:空白样品在垂直悬挂方式下的覆冰量和冰闪络电压均优于水平悬挂样品,且覆冰量均少于对应的亲水性的纯铝棒和Q345钢棒;涂覆PRTV涂料的复合材料样品覆冰量比空白样品少,对应的闪络电压大幅提升,且对应样品的冰面粘附力值最小,为纯铝棒冰面粘附力值的19％,而空白样品的冰面粘附力值为纯铝棒的78％.硅橡胶复合绝缘横担的覆冰特性正好和复合材料试样相反,水平悬挂方式下复合绝缘横担覆冰量相比垂直悬挂的同规格复合绝缘子减少了30％,闪络电压提高了51％.     

配电矩形管复合材料横担及其材料电气性能研究

为了更好地指导复合材料横担的应用,对矩形管聚氨酯复合材料横担及其材料样品的电气性能进行了研究。结果表明:在绝缘子挂点距离相同且与相同规格的绝缘子组合时,矩形管复合材料横担的干燥雷电闪络电压、潮湿工频闪络电压比角钢横担分别提高了约50%和39.9%,相应的潮湿工频耐受电压和污秽耐受电压比角钢横担分别提高了约117%和30%,且潮湿闪络和污秽闪络仅发生在复合材料横担表面。     

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。     

10kV线路防雷击及污闪的绝缘塔头和横担

为了提高绝缘水平,增大放电路径,有效防止雷击跳闸及污闪事故,解决10 kV配电线路易发生雷击闪络或雷击断线、污闪及其他原因闪络的问题,试验研究了配电线路防雷击、污闪的绝缘塔头和横担,并对针式绝缘子与绝缘横担的组合绝缘体进行了相关的电气和机械性能试验。试验结果表明,采用绝缘横担与绝缘子组合,可显著提高雷电闪络电压和污闪电压及配电网的安全运行水平和供电可靠性,简化配电线路带电作业程序。     

配网用复合材料绝缘横担老化特性研究

采用人工加速老化试验方法对配网用复合材料绝缘横担的老化特性进行研究,开展了5 000 h紫外老化、1 000 h湿热老化、1 000 h氙灯老化、90 d酸碱(5%HCl、10%NaOH)老化等试验,研究不同老化条件对配网用复合材料绝缘横担力学性能和电气性能的影响。同时,对在自然暴露条件下的某试点线路挂网运行4年多(超过35 000 h)的复合材料绝缘横担进行了取样研究。结果表明:在加速老化条件及自然暴露老化条件下,复合材料横担的弯曲模量保留率均在90%以上,雷电冲击耐受电压仍可达350 kV以上,表面电阻率可达1015Ω以上,复合材料绝缘横担表现出良好的耐老化性能。     

轻质高绝缘复合芯体制备及其在66 kV复合横担中的应用

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm3的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械及电气试验。试验结果表明：填充芯体材料样品的质量吸水率为0.141%,水扩散泄漏电流小于103.3μA,交流击穿强度大于71 kV/cm,各项性能指标均达到DL/T 1580—2016棒形复合绝缘子用芯棒技术规范对于理化性能、电气性能及机械性能的标准要求,样品及横担整体无明显缺陷,横担耐老化性较好。同时,轻质高绝缘复合绝缘横担微观界面结合良好,绝缘性能优于传统实心横担,满足新型电力系统清洁低碳、安全可靠的应用需求。     

10 kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施研究

为研究10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷措施,计算了其雷电感应过电压和感应电流的幅值,并研究了雷电感应过电压和感应电流对绝缘线路的危害。根据计算结果,感应过电压幅值能够>400kV,超过现有配电网线路的绝缘水平;通过试验,得出架空绝缘线路的绝缘水平以及采用绝缘横担来防止雷击断线的最优参数;同时结合理论分析得出采用400mm绝缘横担能够有效防止雷击断线事故;根据不同运行状况,提出了综合考虑运用绝缘横担、穿刺型防弧金具、防雷支柱绝缘子和氧化锌避雷器来防止雷击断线的措施。该研究为10kV架空绝缘导线的防雷提供了参考。     

35 kV输电线路复合绝缘横担技术研究及应用

为研究复合绝缘横担在35 kV输电线路中的设计选型,针对材料工艺、电气方案、结构方案等方面进行可行性分析,对复合绝缘横担拉压杆进行有限元受力分析,并对复合绝缘横担进行实际应用验证。结果表明：35 kV输电线路复合绝缘横担选用缠绕成型的E-玻璃纤维/环氧树脂复合材料,并采用单支柱单斜拉结构形式,其结构满足力学性能要求。复合绝缘横担应用于试点工程以来,运行状况良好。     

小工具解决大问题

不放下绝缘子串带电更换500kV直线单片绝缘子是2012年中国南方电网公司举办的“同心杯”带电作业技术竞赛的集体项目。广东电网代表队发明了一件小工具（横担旁挂钩）,很好地解决了进入等电位时接近绝缘子串距离不够和在横担上摘取单片绝缘子困难的两大难题;广西电网代表队使用短托瓶架的方法也很容易地解决了在横担上摘取单片绝缘子困难的问题。一个小发明解决了作业中的大难题。     

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。     

污秽潮湿状态下有机复合绝缘子周围电场分布研究

研究污秽潮湿状态下绝缘子表面电场特征可有效提高绝缘子可靠性。本文依据工频复数电场理论,选择合适的参量对污层的电气特征进行描述,建立污秽潮湿状态下绝缘子电场计算三维有限元模型,研究均匀污层对有机复合绝缘子周围电场的影响,对清洁干燥和污秽潮湿状态下的绝缘子电场分布进行实际测量,并对污秽潮湿状态下绝缘子表面的污层进行模拟。实测结果与仿真结果一致,验证了该模型的有效性,同时也得出结论:潮湿污层对绝缘子周围电场的畸变与污层的电导率有关。     

电网络法计算交流特高压绝缘子串电压分布

特高压输电线路绝缘子串较长,电压分布很不均匀。为给线路工程提供设计参考数据,利用电网络法并结合试验,计算和分析了56片绝缘子串在干燥及污湿情况下的电压分布。结果表明:绝缘子劣化将加剧电压分布的不均匀;采用自身电容较大的绝缘子,增加杆塔高度和横担长度均能改善绝缘子串的电压分布;泄漏电导增大和不同位置绝缘子杂散电容的差异也可减小电压分布的不均匀性。在工程应用中,采用自身电容较大的绝缘子对改善特高压绝缘子串电压分布的效果最为明显。     

拉线塔中线绝缘子串极限风偏角的计算

以拉线塔中线绝缘子串为分析对象, 通过对横担、拉线铅锤面间的距离分析, 再将绝缘子的串长、角度, 导线风偏角、弧垂投影至拉线铅锤面, 在拉线铅锤面建立中线绝缘子串的轨迹方程, 以带电体与拉线间的距离为限制条件, 从不同角度计算出第1、2、3 极限风偏角, 取其中的最小值为极限风偏角。极限风偏角的确定为设计和施工中校核水平、垂直荷载之比提供了依据。     

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。     

带电更换±800kV直流输电线路直线塔V串合成绝缘子方法研究

研究带电更换±800 kV直流输电线路直线塔V串整串绝缘子方法。研制出了六联板专用夹具,选定承力工具的吊点为导线正上方的横担上梁主材交汇处。合理的吊点确保了绝缘承力工具的有效绝缘长度大于6.6 m,成功实现了带电更换±800kV直流输电线路直线塔V串整串绝缘子,大大提高了供电可靠性。     

T接塔横担间距对电场分布影响的仿真研究

由于没有专门的设计规范,会造成T接塔在按照直线塔标准进行设计时塔头横担间距过大,电气安全余量过多,经济性不足.因此为T接塔的塔头电气安全余量,基于COMSOL Multiphysics软件,以实际工程中的某110 kV双回T接塔为研究对象进行建模.分析了T接塔两侧、带电作业工作点以及地面上1.5 m处电场分布.研究结果...     

覆冰舞动对导线及绝缘子串力学特性的影响

基于舞动引起的导线长度变化,笔者计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响,并在此基础上分析了舞动对悬垂绝缘子串偏摆的影响.结果表明:导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易造成导线损伤...