1. Στις γραμμές μεταφοράς υπερ{1}}υψηλής τάσης (UHV), οι μονωτές όχι μόνο φέρουν βαριά μηχανικά φορτία αλλά πρέπει επίσης να πληρούν τις απαιτήσεις ηλεκτρικής αντοχής. η αξιοπιστία τους επηρεάζει άμεσα την ασφαλή λειτουργία της γραμμής μεταφοράς. Επιπλέον, οι στοιχειοσειρές μονωτή πρέπει επίσης να πληρούν τις απαιτήσεις ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με ραδιοπαρεμβολές. Στις γραμμές μεταφοράς UHV, η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος της σειράς του μονωτή είναι άνιση, με σοβαρή παραμόρφωση ηλεκτρικού πεδίου, ιδιαίτερα κοντά στους μονωτές της πλευράς του αγωγού- όπου η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι σχετικά υψηλή. Αυτό προκαλεί την έναρξη της κορώνας και την ηλεκτρολυτική διάβρωση στη σειρά του μονωτή που συχνά ξεκινά από τους μονωτές της πλευράς του αγωγού. Η τοποθέτηση-καλοσχεδιασμένων δακτυλίων κορώνας και δακτυλίων θωράκισης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου της χορδής του μονωτή, παρέχοντας αντι-προστασία κατά της κορώνας.
Με εντολή της Wuhan Line Power, το Κρατικό Εργαστήριο Ηλεκτρικής Μόνωσης για Εξοπλισμό Ισχύος στο Πανεπιστήμιο Xi'an Jiaotong πραγματοποίησε υπολογισμούς κατανομής ηλεκτρικού πεδίου πεπερασμένων στοιχείων τρισδιάστατων-σε σύνθετο μονωτήρα ανάρτησης τύπου ράβδου AC 1000 kV-.
Οι υπολογισμοί χρησιμοποίησαν αριθμητικές μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων και οριακών στοιχείων, χρησιμοποιώντας ισχυρό λογισμικό ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων και σταθμούς εργασίας με ισχυρές δυνατότητες μοντελοποίησης στερεών, λύσεων, ανάλυσης δεδομένων και επεξεργασίας για την εκτέλεση τρισδιάστατων υπολογισμών δυναμικού πεπερασμένων στοιχείων και κατανομής ηλεκτρικού πεδίου για ράβδο 1000kV AC sulatoresus{2}.
Οι αριθμητικές μέθοδοι για τον υπολογισμό του ηλεκτρικού πεδίου περιλαμβάνουν κυρίως τη μέθοδο πεπερασμένων διαφορών, τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων, τη μέθοδο προσομοίωσης φορτίου και τη μέθοδο συνοριακών στοιχείων. Η μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων είναι μια μέθοδος αριθμητικής επίλυσης διαφορικών εξισώσεων, που αρχικά χρησιμοποιήθηκε για τον χειρισμό προβλημάτων δομικής μηχανικής. Στα μέσα της δεκαετίας του 1960, η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων εφαρμόστηκε για την επίλυση προβλημάτων ηλεκτροστατικού, μαγνητικού και ρεύματος πεδίου με πολύπλοκα όρια στην ηλεκτρική μηχανική.
2. Το μοντέλο υπολογισμού βασίζεται στα σχέδια σύνθετου μονωτήρα ανάρτησης τύπου ράβδου AC 1000kV-και στις σχετικές παραμέτρους που παρέχονται από την Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Δημιουργήθηκε ένα τρισδιάστατο συμπαγές μοντέλο σύμφωνα με τις πραγματικές διαστάσεις των αγωγών0, αγωγών αγωγών0 και αγωγών 10 εξαρτήματα, λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες εδάφους και τους ισοδυναμικούς δακτυλίους.
Ο σύνθετος μονωτήρας ανάρτησης τύπου ράβδου 1000 kV AC χρησιμοποιεί πύργους σε σχήμα ευθύγραμμου-κύλικου-. Οι πλευρικές φάσεις αιωρούνται χρησιμοποιώντας μια δομή μονής-σύνδεσης Ι-τύπου και οι μεσαίες φάσεις χρησιμοποιούν μια δομή μονής-σύνδεσης V-τύπου. Το μήκος της χορδής του μονωτή είναι 9500 mm και ο αγωγός είναι σύρμα αλουμινίου με σύρμα LGJ-500/35 500/35 με οκτώ-διαιρούμενη δομή και απόσταση υποαγωγών 400 mm. Οι δομικές διαστάσεις και το μοντέλο κάθε τμήματος έχουν ως εξής.
Κατανομή ηλεκτρικού πεδίου
Υπολογιστικό μοντέλο σύνθετου μονωτή ράβδου AC 1000kV
3. Συμπεράσματα
Με βάση τους υπολογισμούς της κατανομής δυναμικού και ηλεκτρικού πεδίου και τη μελέτη της διαμόρφωσης δακτυλίου κορώνας για σύνθετους μονωτές ανάρτησης τύπου ράβδου 1000 kV AC ράβδου-, εξάγονται τα ακόλουθα συμπεράσματα:
1. Λόγω της επιρροής των πύργων, των αγωγών, του εδάφους και των περιβαλλοντικών συνθηκών, η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου των σύνθετων χορδών μονωτή ανάρτησης τύπου ράβδου 1000 kV είναι ανομοιόμορφη. Η παραμόρφωση του ηλεκτρικού πεδίου είναι σοβαρή στην πλευρά του αγωγού, ενώ το ηλεκτρικό πεδίο είναι σχετικά χαμηλό στη μέση και στην πλευρά του πύργου. Το ηλεκτρικό πεδίο που αντιμετωπίζουν οι ποδιές του μονωτή και ο αέρας στην πλευρά του αγωγού είναι υψηλότερο από αυτό στη μέση. Μια λογική διαμόρφωση ισοδυναμικών δακτυλίων μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου στην πλευρά του αγωγού της σειράς του μονωτή.
2. Όταν διαμορφώνονται τόσο μεγάλοι όσο και μικροί δακτύλιοι βαθμολόγησης, η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην πλευρά του αγωγού του σύνθετου μονωτή της φάσης Ι είναι περίπου 290 V/mm, ενώ η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου στην πλευρά του πύργου είναι μικρότερη από 100 V/mm. Η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου εμφανίζεται στην εξωτερική επιφάνεια του μεγάλου δακτυλίου ταξινόμησης στην πλευρά του αγωγού, φτάνοντας τα 1388 V/mm. η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια του δακτυλίου ταξινόμησης στην πλευρά του πύργου είναι 445 V/mm.
3. Όταν διαμορφώνονται τόσο μεγάλοι όσο και μικροί δακτύλιοι βαθμολόγησης, η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην πλευρά του αγωγού του σύνθετου μονωτή της φάσης V είναι περίπου 320 V/mm, ενώ η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου στην πλευρά του πύργου είναι μικρότερη από 30 V/mm. Η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου εμφανίζεται στην εξωτερική επιφάνεια του μεγάλου δακτυλίου ταξινόμησης στην πλευρά του αγωγού, φτάνοντας τα 1626 V/mm. η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια του δακτυλίου ταξινόμησης στην πλευρά του πύργου είναι 55 V/mm. Η παραπάνω διαμόρφωση είναι σχετικά λογική και η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου του μονωτή είναι σχετικά ομοιόμορφη. 4. Λόγω του φαινομένου θωράκισης του πύργου και του μεγάλου δακτυλίου κορώνας στην πλευρά του πύργου, η ένταση ηλεκτρικού πεδίου στην πλευρά του πύργου του σύνθετου μονωτή είναι σχετικά χαμηλή και η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου είναι σχετικά ομοιόμορφη. Η επίδραση του μικρού δακτυλίου κορώνας δεν είναι εμφανής. Επομένως, ο μικρός δακτύλιος κορώνας δεν χρειάζεται να εγκατασταθεί στην πλευρά του πύργου.