复合绝缘子机械疲劳性能的研究现状

复合绝缘子是输电线路悬挂与支撑导线的绝缘部件,其两端金具与芯棒连接的可靠性直接关系到输电线路的安全运行,其所处位置和作用特殊,机械性能显得十分重要.合成绝缘子主要由玻璃纤维捧、伞裙及两端附件等3部分组成,这种结构导致其内部具有多个界面,加之构成合成绝缘子材料本身特性,这就决定了合成绝缘子具有与玻璃、瓷绝缘子不同的电气、...     

复合绝缘子导线端串联玻璃绝缘子对其电场分布的改善

为改善复合绝缘子电场和电位分布,基于有限元法,以复合绝缘子和玻璃绝缘子串联组合使用为例,建立了输电线路复合绝缘子三维电场计算模型,提出了一种改善复合绝缘子电场分布的新方法,研究了在不同电压等级的复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后复合绝缘子表面电位和电场分布的改善情况。计算结果表明:复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,改善了复合绝缘子端部的电场分布,并推荐了不同电压等级的复合绝缘子导线侧需串联的玻璃绝缘子片数。110kV电压等级复合绝缘子串联玻璃绝缘子的人工污秽试验表明:串联玻璃绝缘子后,绝缘子串的闪络电压明显提高,而闪络梯度变化不大,这是由于玻璃绝缘子的均压作用使得高压端电位均匀,对绝缘子的闪络起弧起了一定的抑制作用。220kV和500kV电压等级的复合绝缘子可以此作为参考。     

220kV复合绝缘子串联玻璃、瓷绝缘子仿真研究

复合绝缘子外形及结构特点使得其电位分布不均匀,两端金具附近电场强度较大,容易发生电晕放电,对绝缘子安全运行带来危害。为改善绝缘子电场及电位分布,基于有限元电场计算,以220 k V复合绝缘子为研究对象,考虑在高压端和低压端金具串联玻璃或瓷绝缘子的几种情况,分别建立三维仿真计算模型。研究结果表明:串联绝缘子后,复合绝缘子承担电压降低,整体电位及电场分布得到改善,并消除了金具附近的场强畸变。以控制220 k V复合绝缘子表面最大场强在4.5 k V/cm以下为目标,采取在低压端串联3片绝缘子或高压端串联2片的方式,均可以满足要求。     

复合绝缘子微风振动载荷特点及结构力分析

线路运行过程中，由架空导线传递给复合绝缘子的风振动，因复合绝缘子芯棒与金具交接最关键部位所形成的应力，是由芯棒与金具连接的预应力，架空导线所产生的静应力及振动出现的变弯曲应力迭加而成的，分析表明，当复合绝缘子由于承担架空导线极限静载荷而出现最大振动角的振动时，芯棒与金具连接预应力最集中部位形成的最大应力对复合绝缘子机械性能影响不大。     

1000kV交流复合绝缘子串电场分布计算及均压环设计

1 000kV复合绝缘子的结构特点导致了其电位分布很不均匀,高压端金具附近的强场区会使绝缘介质和金具表面发生电晕放电,如何设计均压环使绝缘子沿面电场分布得到改善,对输电线路的安全运行具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件建立1 000kV复合绝缘子的三维模型,计算无均压环时和有均压环时的复合绝缘子沿面电场强度分布和电压分布,具体分析了大小均压环的位置、环径、管径对复合绝缘子沿面电场强度的影响,并确定均压环的最佳位置和结构参数。计算结果表明,有均压环时均压环表面,高压端金具表面及绝缘护套表面的最大场强均可达到要求。     

复合绝缘子端部联接金具合理配合浅议

分析了实际运行中的4起复合绝缘子发生事故的原因,说明复合绝缘子端部联接金具的结构形成对复合绝缘子的运行寿命有重要影响。复合绝缘子对两端联接金具的要求不应与盘式绝缘子相同,但目前使用的复合绝缘子都采用盘式瓷绝缘子的端部金具联接形式,因而带来隐患。     

均压环安装错误对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。某供电公司因为施工中的错误安装,导致110kV的复合绝缘子均压环安装在端部护套上,运行中发生绝缘子均压环对端部金具的放电。本文对这种错误安装均压环的110kV复合绝缘子电场进行了计算,结果表明采用错误的安装方式时,电场畸变较为严重,其最大电场远远超过了硅橡胶表面能承受的最大场强,导致出现放电烧蚀现象,强电场加速了复合绝缘子有机硅橡胶的老化。     

特高压交直流线路用复合绝缘子及其可靠性

特高压输电线路运行电压高,输送容量大,所用复合绝缘子的长度(爬电距离)和机械强度均需显著增加,因而其可靠性备受关注。为此,介绍了特高压线路复合绝缘子芯棒和伞套材料性能的提高方法、所需的爬电距离以及为改善绝缘子轴向电场分布而进行的均压装置优化设计的结果。为提高芯棒的抗蠕变强度,应进行1.2倍额定机械负荷耐受试验;为提高复合绝缘子承受导线舞动和脱冰跳跃的能力,应增加抗冲击动载试验。为确保V串复合绝缘子连接的可靠性,其端部金具可由传统的球帽结构改为环环连接。     

超高机械强度绝缘子在特高压线路应用研究

为了提高电力线路的输送能力并减少能量损耗,特高压输电线路导线截面越来越大,重量越来越重,需要采用更高强度等级的绝缘子来减少绝缘子的使用数量,降低杆塔荷载,简化线路连接,提高安全系数。研究超高机械强度绝缘子在山东临沂换流站—临沂变电站1 000 k V交流输变电工程线路工程中的应用,对760 k N绝缘子和550 k N绝缘子进行了经济技术比较,认为760 k N能够保证线路的安全运行,并且优化了金具串的结构形式,减少了绝缘子片数,降低了金具重量,节约工程造价,减少运行维护成本。     

1000kV交流复合绝缘子均压环参数设计

为了将1000kV交流特高压输电线路复合绝缘子沿面电场分布控制在合理的范围内,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,选择使用有限元法进行1000kV交流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立1000kV交流线路带杆塔、导线的全三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距离对绝缘子电场分布影响的规律,从控制电场强度的角度出发得到了均压环结构参数的配置方案。三维计算结果表明,安装了均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均可以满足要求,绝缘子沿面电位分布的均匀性也得到了提高。金具可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰均符合国家标准要求。     

均压环改善绝缘子串电压分布研究

绝缘子电场强度分布不均和绝缘子串电压分布不均是绝缘子污闪电压低的重要因素。为此,提出了在绝缘子铁帽上增加均匀环的办法以提高绝缘子串闪络电压。均压环可使单个绝缘子瓷表面电场方向更垂直于绝缘子表面,改善其电位分布,抑制带电粒子迁移与发展,降低泄漏电流,从而提高闪络电压;均压环也可改善长串绝缘子极不均匀的“U”型电压分布,提高绝缘子串防污性能。仿真与实验室试验数据表明:均压环可提高单个绝缘子的污闪电压达40%,可降低串中绝缘子最大电压差比例和平滑绝缘子串电压曲线;均压环最佳改善效果受其安装位置、数量和绝缘子串长度影响。     

表面电荷积聚对冲击电压下绝缘子沿面放电的影响

绝缘子的表面缺陷会导致表面电荷积聚，使绝缘子表面的电场发生畸变，影响冲击电压下绝缘子的沿面放电。研究了表面电荷对绝缘子沿面放电进程的影响，发现表面电荷积聚可以降低绝缘子沿面放电的起始电压。外施冲击电压的极性与绝缘子表面电荷极性是否相同会影响绝缘子的电晕起始时刻、由流注向先导的转变时间间隔和流注电晕电流。表面电荷对GIS支撑绝缘子的50％冲击闪络电压和伏秒特性也有一定的影响。     

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析,并进行了220 kV绝缘子串的测试试验,结果表明：所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 kV/m,不会发生起晕;绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值,可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布,并进行低、零值绝缘子检测。     

旋转法带电检测直流合成绝缘子技术的研究

直流合成绝缘子的电场法带电检测研究表明 ,合成绝缘子具有导通性内绝缘缺陷时 ,该处轴向电场分布曲线存在畸变 ,据此设计了基于旋转法的直流电场检测仪 ,并用它在实验室中研究了电场法带电检测的可行性。现场试验表明绝缘子良好时直流电场分布曲线呈“U”型 ,有导通性缺陷时曲线在缺陷部位下陷 ,基于旋转法的直流电场检测仪实现了输电线路直流绝缘子周围电场的便携式测量     

复合绝缘子和玻璃绝缘子电位分布的数值仿真

为合理利用设计复合绝缘子和玻璃绝缘子,建立了分析500 kV线路悬式绝缘子电位分布的计算模型,并利用ANSYS计算和分析比较两者的电位分布。结果表明,加均压环可显著改善绝缘子的电位分布,玻璃绝缘子串加均压环后的轴向电位分布要优于复合绝缘子,且均压环的半径对绝缘子两端关键部位的电压分布有影响。     

合成绝缘子悬挂方式对雷电冲击特性影响

试验研究了合成绝缘子并联和V型悬挂方式对耐雷电冲击特性的影响并运用有限元软件计算了绝缘子串周围电场分布,结果表明并联绝缘子串间击穿电压较单串时低,而型串的影响很小。认为绝缘子串悬挂方式对绝缘子串之间电场分布变化的影响是造成击穿电压变化的原因。     

110kV线路绝缘子串电压与电场计算分析

输电线路绝缘子的电压和电场分布对绝缘子的相关设计和运行维护非常重要.根据绝缘子串电压分布曲线和线路绝缘子实测结果可判断出绝缘子串的劣化程度、绝缘子串的绝缘性能等电气特征.主要研究玻璃绝缘子串的电压与电场的分布.在总结静电场计算方法的基础上,根据绝缘子串计算模型的特点,选择了ANSYS有限元方法进行求解.     

内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响研究

随着复合绝缘子在高压线路中的广泛使用,其绝缘击穿事故也越来越多,其中内部炭化是引起绝缘击穿的重要原因之一。为了了解内部炭化对复合绝缘子绝缘性能的影响,建立了以复合绝缘子为研究对象的静电场有限元模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析法实现了对复合绝缘子电位与电场分布的精确计算,计算结果表明在两端金具与棒芯接触处场强最大。同时,对炭化后复合绝缘子的电压分布的分析计算表明,绝缘子的炭化区域基本丧失绝缘性能,并将加速未炭化部分的老化;高压端前数片绝缘子的电压比正常值高出27．09％,有绝缘击穿的可能;炭化区域绝缘子电压出现畸变,局部放电的可能性大大增加。     

特高压线路沿绝缘子串进入等电位作业的探讨

阐述了带电作业的优点,分析了500 kV和1 000 kV电压等级线路沿耐张绝缘子串、直路绝缘子串进入强电场时作业人员的安全问题,并提出了人体沿绝缘子串进入强电场的方法。