1. Īpaši-augstsprieguma (UHV) pārvades līnijās izolatori ne tikai iztur lielas mehāniskās slodzes, bet arī tiem jāatbilst elektriskās izturības prasībām. to uzticamība tieši ietekmē pārvades līnijas drošu darbību. Turklāt izolatoru virknēm jāatbilst arī elektromagnētiskās vides prasībām, tostarp tām, kas saistītas ar radio traucējumiem. UHV elektropārvades līnijās elektriskā lauka sadalījums pa izolatora virkni ir nevienmērīgs, ar spēcīgiem elektriskā lauka kropļojumiem, īpaši pie vadītāja -puses izolatoriem, kur elektriskā lauka stiprums ir salīdzinoši augsts. Tas izraisa koronas ierosināšanu un elektrolītisko koroziju izolatora virknē, kas bieži sākas pie vadītāja -puses izolatoriem. Labi izstrādātu-korona gredzenu un ekranēšanas gredzenu uzstādīšana var efektīvi uzlabot izolatora virknes elektriskā lauka sadalījumu, nodrošinot pret-korona aizsardzību.
Pēc Wuhan Line Power pasūtījuma Sjaņas Dzjaotongas universitātes štata galvenā elektroiekārtu elektroizolācijas laboratorija veica galīgo elementu trīsdimensiju elektriskā lauka sadalījuma aprēķinus uz 1000kV maiņstrāvas stieņa{2}}tipa piekares kompozītmateriāla izolatora.
Aprēķinos tika izmantotas galīgo elementu un robeželementu skaitliskās metodes, izmantojot jaudīgu galīgo elementu analīzes programmatūru un darbstacijas ar stingrām cieto elementu modelēšanas, risinājumu, datu analīzes un apstrādes iespējām, lai veiktu trīsdimensiju galīgo elementu potenciāla un elektriskā lauka sadalījuma aprēķinus 1000kV maiņstrāvas stieņa -tipa izolatora tipa kompozītmateriālam.
Elektriskā lauka aprēķināšanas skaitliskās metodes galvenokārt ietver galīgo atšķirību metodi, galīgo elementu metodi, lādiņu simulācijas metodi un robeželementu metodi. Galīgo elementu metode ir diferenciālvienādojumu skaitliska risinājuma metode, ko sākotnēji izmantoja strukturālās mehānikas problēmu risināšanai. 60. gadu vidū galīgo elementu metodi izmantoja, lai atrisinātu elektrostatiskā, magnētiskā un strāvas lauka problēmas ar sarežģītām robežām elektrotehnikā.
2. Aprēķinu modelis ir balstīts uz maiņstrāvas 1000 kV stieņu-tipa piekares kompozītmateriālu izolatora rasējumiem un saistītajiem parametriem, ko nodrošina Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Tika izveidots trīsdimensiju cietā materiāla modelis atbilstoši 1000 kV līnijas faktiskajiem izmēriem, ņemot vērā zemējuma apstākļus, vadītājus, torņus, ekvipotenciālu gredzeni.
1000kV maiņstrāvas stieņu-tipa piekares kompozītmateriāla izolatorā tiek izmantoti taisnas-līnijas kausa-formas torņi. Sānu fāzes tiek apturētas, izmantojot viena -savienojuma I- tipa struktūru, un vidējās fāzes izmanto viena -savienojuma V- tipa struktūru. Izolatora virknes garums ir 9500 mm, un vadītājs ir LGJ-500/35 tērauda-tērauda-alumīnija serdeņa stieple ar astoņu-šķeltu struktūru un 400 mm atstarpi starp apakšvadiem. Katras daļas konstrukcijas izmēri un modelis ir šāds.
Elektriskā lauka sadale
1000kV maiņstrāvas stieņu piekares kompozītmateriāla izolatora aprēķina modelis
3. Secinājumi
Pamatojoties uz potenciāla un elektriskā lauka sadalījuma aprēķiniem un vainaga gredzena konfigurācijas izpēti 1000kV maiņstrāvas stieņu -tipa piekares kompozītmateriālu izolatoriem, tiek izdarīti šādi secinājumi:
1. Torņu, vadītāju, zemes un vides apstākļu ietekmes dēļ elektriskā lauka sadalījums 1000kV maiņstrāvas stieņu -tipa piekares kompozītmateriālu izolatoru virknēm ir nevienmērīgs. Elektriskā lauka kropļojumi ir smagi vadītāja pusē, savukārt elektriskais lauks ir salīdzinoši zems vidū un torņa pusē. Elektriskais lauks, ko izjūt izolatora apmales un gaiss vadītāja pusē, ir augstāks nekā vidū. Saprātīga ekvipotenciālu gredzenu konfigurācija var efektīvi uzlabot elektriskā lauka sadalījumu izolatora virknes vadītāja pusē.
2. Ja ir konfigurēti gan lielie, gan mazie šķirošanas gredzeni, maksimālā elektriskā lauka intensitāte I fāzes kompozītmateriāla izolatora vadītāja pusē ir aptuveni 290 V/mm, savukārt maksimālā elektriskā lauka intensitāte torņa pusē ir mazāka par 100 V/mm. Maksimālais elektriskā lauka stiprums rodas uz lielā gradācijas gredzena ārējās virsmas vadītāja pusē, sasniedzot 1388 V/mm; maksimālā elektriskā lauka intensitāte uz šķirošanas gredzena virsmas torņa pusē ir 445 V/mm.
3. Ja ir konfigurēti gan lielie, gan mazie šķirošanas gredzeni, maksimālā elektriskā lauka intensitāte V fāzes kompozītmateriāla izolatora vadītāja pusē ir aptuveni 320 V/mm, savukārt maksimālā elektriskā lauka intensitāte torņa pusē ir mazāka par 30 V/mm. Maksimālais elektriskā lauka stiprums rodas uz lielā gradācijas gredzena ārējās virsmas vadītāja pusē, sasniedzot 1626 V/mm; maksimālā elektriskā lauka intensitāte uz gradācijas gredzena virsmas torņa pusē ir 55 V/mm. Iepriekš minētā konfigurācija ir salīdzinoši saprātīga, un izolatora elektriskā lauka sadalījums ir samērā vienmērīgs. 4. Tā kā torņa un torņa pusē esošais lielais korona gredzens ir aizsargāts, elektriskā lauka stiprums kompozītmateriāla izolatora torņa pusē ir salīdzinoši zems un elektriskā lauka sadalījums ir samērā vienmērīgs. Mazā korona gredzena ietekme nav acīmredzama. Tāpēc mazais korona gredzens nav jāuzstāda torņa pusē.