110kV、220kV大风区防风偏复合绝缘子

针对新疆110 kV、220 kV架空线路引流跳线在大风区特殊地段发生风偏闪络问题,介绍一种适宜于大风区使用的110 kV、220 kV防风偏复合绝缘子研制、设计情况及生产工艺的控制过程。该形式的防风偏复合绝缘子风偏摆动有限,有效控制了导线与杆塔的空气间隙,解决了大风区引流跳线风偏闪络问题,其连接方式安装可靠,具有通用性,还有利于已运行线路的技改。     

500kV双回路直线转角塔输电线路的防雷保护分析

针对江苏省的典型500kV双回直线转角塔输电线路,杆塔型号为SZJ1、SZJ2和SZJ16,采用电气几何模型,分析杆塔呼高和绝缘子串偏角对直线转角塔输电线路绕击耐雷性能影响。计算结果表明,随着杆塔的呼高增加,直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大;随着绝缘子串偏角的增加,SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大,而SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸率先降低后增加,在40°左右达到最小值;SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险降低,SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险较高。选取江苏省500kV兴斗5294线的56号杆塔(SZJ2型)处输电线路进行仿真计算,结果表明56号杆塔的内侧中相导线最易遭受雷电绕击,绕击跳闸率最高,与实际运行经验比较符合。通过分析减小保护角对SZJ2直线转角塔线路绕击耐雷性能的影响,给出不同高度直线转角塔线路所需采用的保护角推荐值。     

±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。     

±500kV直流耐张塔悬垂串电位分布与均压特性研究

确定±500kV直流耐张塔防雷改造中的防风偏绝缘子串电位分布对输电线路安全稳定运行特别重要。为了验证防雷改造中Y型悬垂串电位分布,运用Ansys仿真软件,建立了±500kV直流耐张塔防雷改造的三维静电场计算模型。分析了避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布的影响。通过研究高低压侧均压环环径、管径和相对位置对悬垂串电位和场强分布的影响,确定了高低压侧均压环结构的合理参数。结果表明,避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布有重要影响;通过对高低压侧均压环结构参数的优化,防风偏绝缘子串电位和电场分布更加均匀。     

输电线路风偏放电风险分析与预警方法

风偏跳闸是造成电网运行故障的主要原因之一,严重影响输电线路稳定运行。为了有效预警输电线路风偏跳闸,本文提出基于天气预报的风偏闪络预警模型。首先根据天气预报建立气象样本集,随机抽取风速风向值,采用引入脉动放大系数和高差修正系数修正后的刚性直棒法,分别计算直线塔悬垂绝缘子串和跳线绝缘子串的风偏角,然后依据输电塔和绝缘子串参数计算导线杆塔最小空气间隙,引入降雨折减系数对最小空气间隙进行修正,最后与规程规定允许最小间隙对比,重复抽样计算得出预警概率。通过实例验证预警模型的可行性和精确性。     

220 kV单回路干字型耐张塔绕引跳线长度计算研究

跳线风偏是近年来频繁发生的风致灾害形式,220 kV单回路干字型耐张塔塔头相对较小,绝缘子串相对较长,绕引跳线形状较为复杂,设计时无法给出绕引跳线的准确长度,只能施工时现场放样,绕引跳线长度常常出现冗余或不足,容易造成绕引跳线风偏故障。通过“铁木辛珂梁理论+非线性有限元迭代法”编制了绕跳计算程序,并在通辽搭建220 kV单回路干字型耐张塔塔头-跳线真型试验装置,模拟了21个不同工况,测得了21个不同工况下的绕跳长度,进而完善绕跳计算方法,使得计算误差在±2%以内,有效指导绕跳设计及施工工作,从根本上降低绕跳风偏故障发生率。     

跳线绝缘子在台风中的风偏特征分析

大风条件下,输电线路的风偏是运维中的重要信息。运用光纤光栅倾角传感技术,在台风过境期间现场测量了某运行线路跳线绝缘子串的倾斜角和风偏角并进行分析,其主要演化特征为具有较强的突发性,且与风速大小的关联程度不高,进一步计算空气间隙变化情况,判断风偏闪络放电的理论风险极低,与事实相符。     

防掉串用环-环型±800kV特高压直流复合绝缘子的研制

绝缘子是保证高压输电线路安全可靠运行的关键技术之一,防掉串±800kV直流复合绝缘子系列产品采用环-环型金具结构代替球头-球窝结构,防止掉串事故的发生。这种防掉串用环-环型特高压复合绝缘子的研制开发严格按照满足±800kV直流特高压工程要求进行设计和选材,采用完善的生产工艺和制造技术,总结加工经验,确保制造质量。产品机电性能能够满足特高压直流输电线路在重污秽、高海拔、覆冰等复杂气候地理环境下的安全使用要求。     

玻璃绝缘子耐雷击闪络和工频电弧性能试验研究

测试结果表明,遭受雷击闪络的220kV线路上玻璃绝缘子的机电性能仍可以达到技术标准的要求;在330kV和500kV线路上的玻璃绝缘子也表现出优良的抗雷击特性。历年来,国内外工频电弧试验表明,玻璃绝缘子具有优良的耐电弧性能,可以不采取防弧措施。指出玻璃绝缘子的非晶态材质结构、钢化处理工艺及严格的工频电弧试验条件是玻璃绝缘子具有优良的耐电弧性能的保证。     

带电更换500kV输电线路L串绝缘子通用工具的研制与应用

针对500 kV输电线路L串绝缘子串荷载情况较特殊,带电更换L串绝缘子串需要设计专门的工具,但是目前可用的工具又很少,并且多是利用横担上预留施工孔进行辅助作业,缺乏通用性,在500 kV线路其他塔型上并不适用等问题,研发了一种通用性强的、重量轻,可用于带电更换500 kV线路L串绝缘子成套工具。新型绝缘子卡具,均采用了铝合金材料,它具有强度高,质量轻,安全可靠等特点,成套均通过了相应电气与机械试验,符合相关标准规定,能够满足500 kV线路上开展带电更换绝缘子作业的要求。     

绝缘子串非线性风偏可靠度研究

针对绝缘子串非线性风偏可靠度问题,以500kV的3跨线路为研究对象建立了有限元模型,将其动态风偏响应结果与现行规范《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB 50545—2010)中的刚性直棒法计算结果进行对比。根据设计随机变量的统计参数和风偏功能函数,运用蒙特卡洛(MC)方法和一次二阶矩方法计算了绝缘子串风偏可靠度指标并分析其影响因素。结果表明:按照一次二阶矩方法和MC方法计算的绝缘子串风偏可靠度指标结果一致。对于给定的杆塔,功能函数的线性化会在一定程度上高估绝缘子串风偏可靠度指标,但随着风速均值的增大,影响程度减弱。按照GB 50545设计的杆塔,其绝缘子串风偏可靠度指标会随着设计风速均值的增大而降低;按照现行规范对杆塔设计时,采用外径较大或者自重较小的导线(新型碳钎维导线),可能会出现其绝缘子串风偏可靠度指标低于目标可靠度指标的情况。     

特高压输电线路动态风偏响应及参数影响分析

输电线路风偏响应与线路结构参数密切相关,研究特高压输电线路的风偏响应规律有助于防范闪络事故的发生。通过风洞试验测定特高压输电线路八分裂导线和绝缘子串的气动力参数。建立连续多跨特高压输电线路风偏响应分析的两阶段频域法,即先以非线性有限元静力计算确定平均风作用下的导线静态风偏响应,随后以该状态下导线的构型和刚度为初始条件,引入考虑面内振型影响的气动阻尼,在频域中通过线性动力计算方法进行导线的脉动风偏响应计算。该两阶段频域法与直接时域法相比计算效率大为提高,同时可保证计算精度。以特高压1000kV南荆I线为研究对象,构建四跨导线-绝缘子串有限元模型,考虑到连续多跨导线频率密集和模态复杂的特点,以能量法确定参与模态数,详细分析不同档距、挂点高差和运行张力条件下绝缘子串风偏角的变化规律,并分析规范中刚性直棒法的不足。结果表明,当线路杆塔存在高差时,呼高低的塔处于风偏的不利位置,更易发生风偏闪络事故;低呼高塔的绝缘子串风偏角会随着相邻塔呼高和线路运行张力的增大而增大,但随着相邻档档距的增加略有减小。相较于档距的变化,风偏角对挂点高差的变化更为敏感。     

500kV交、直流输电线路鸟啄损坏复合绝缘子统计和分析

对河南、湖北、浙江三省500kV交、直流输电线路运行复合绝缘子鸟啄导致损坏的情况进行了调查统计,认为鸟啄绝缘子的主要原因与鸟增多,线路是否带电运行,均压装置的设计是否合理,绝缘子串型,绝缘子颜色和气味等因素有关。建议将复合绝缘子均压装置改造为防鸟粪式均压装置,并在鸟害严重区的线路杆塔上安装驱鸟装置。复合绝缘子制造企业应调整硅橡胶配方,运行部门可采取在投运前将绝缘子包裹的方式来保护复合绝缘子。     

重庆超高压局首次带电更换复合绝缘子串

<正>2007年12月11日至12日,重庆超高压局首次在500kV陈家桥带电顺利完成了复合绝缘子串的更换工作。原先500kV输电线路铁塔上安装的绝缘子串均为玻璃或瓷质绝缘子串,近年来采用了一部分复合绝缘子串挂网运行。为了确保500kV输电线路的安全可靠运行,这次在500kV陈长二线,将换下的旧复合绝缘子串送到武汉做试验,分析其电气性能、机械强度的变化情况,求得基础数据,以正确判断复合绝缘子串的使用寿命,同时为编制运行维护导则提供依据作好准备。摘自(中国电力新闻网)     

超高压线路不同电解质材料绝缘子串组合技术的研究与应用

通过仿真理论计算、实验室真型电气试验研究和运行线路上实测各类不同型式的玻璃、复合绝缘子组合串的电位分布值,优化比较后推荐出500kV线路悬垂串采用横担端1片、导线端6片盘径Φ360mm、结构高度170mm、爬电距离550mm的大盘径标准型或550mm爬距的钟罩防污型玻璃绝缘子,中间配相应长度的复合绝缘子和上扛式悬垂线夹的组合方式,计算和试验表明,该组合方式的复合绝缘子导线端电位分布由原纯复合绝缘子时的41%降至11%,同时可取消下挂式线夹时的均压装置,运行线路上实测优化组合时的复合绝缘子导线端分布电压值在22kV以下。     

绝缘子串动态风偏角的分布式监测

输电线路风偏事故频繁发生,对线路正常运行危害极大,尤其在大风天气下经常会造成风偏闪络事故,输电线路的风偏角监测在维护线路正常运行中起到很重要的作用。以一仿真实验为例,对某特定型号的导线和绝缘子进行绝缘子风偏角进行仿真得到动态风偏角与速度关系的表达式,探究不同风速不同覆冰条件下动态与静态风偏角的关系,利用静态风偏角与动态风偏角的关系和动态风偏与速度的关系,有了静态风偏角和风速便可对进行动态风偏中的参数进行估计,从而得到动态风偏的计算表达式。结果显示,该方法可以计算全线的绝缘子串风偏角,实时监测输电线路全线各绝缘子串风偏角的动态分布状况,有利于故障隐患排查为维护输电线路正常运行提供重要防预措施。     

福建沿海输电杆塔台风作用分析研究

福建省台风登陆频繁,输电线路杆塔屈曲倒塔现象相继发生,对福建电网带来严重损害。文章结合220kV李西线"莫兰蒂"台风事故杆塔,对220kV直线塔在杆塔振型、台风应力效应方面进行有限元分析,并总结了杆塔台风受力特点,提出杆塔台风作用简化计算方法以及防风改造方案。为进一步完善沿海输电线路工程防台风设计。     

河南省高压输电线路复合绝缘子鸟啄情况分析

复合绝缘子作为防污闪的主要设施,已在我国架空输电线路中得到了广泛应用,鸟啄复合绝缘子是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一,河南电网在输电线路的检修运行工作中多次出现了复合绝缘子被鸟啄的情况,直接威胁了电网的安全运行。河南电网对全省范围内500 kV线路鸟啄情况进行了统计,尤其对濮阳地区的鸟啄线路附近的鸟粪成分进行了分析。结果发现,鸟粪中有硅橡胶成分,这是鸟啄复合绝缘子吞食、消化后进入鸟类粪便造成的,并分析了鸟啄绝缘子的可能原因,提出了架空输电线路防鸟啄的措施。     

输电塔挂线角钢节点理论计算方法研究

结合特高压工程数据对中冰区和重冰区输电塔典型挂线角钢节点在控制工况作用下的受力特点进行了数值模拟研究。研究结果表明：悬垂塔挂线角钢节点的变形受挂点垂直荷载控制,耐张塔挂点变形受挂点张力荷载控制,挂点螺栓主要受拉控制。根据数值模拟结果,结合传统的多排螺栓节点计算方法,量化了挂线角钢与螺栓群间的刚度差异,从应力-应变层面推导了一套考虑挂线角钢和螺栓相对抗弯刚度比影响的螺栓群理论计算方法,计算方法能够较好地反映挂点螺栓群布置形式和荷载作用形式对螺栓群受力中和轴位置的影响,计算结果与数值模拟结果吻合良好,精度较传统多排螺栓节点计算方法有较大的提高,可以用于指导工程实践,对输电塔结构设计的发展具有重要意义。     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。