1. A les línies de transmissió d'ultra-tensió (UHV), els aïllants no només suporten càrregues mecàniques pesades, sinó que també han de complir els requisits de resistència elèctrica; la seva fiabilitat afecta directament el funcionament segur de la línia de transmissió. A més, les cadenes aïllants també han de complir els requisits de l'entorn electromagnètic, inclosos els relacionats amb la interferència de ràdio. A les línies de transmissió UHV, la distribució del camp elèctric al llarg de la cadena aïllant és desigual, amb una distorsió severa del camp elèctric, especialment a prop dels aïllants laterals del conductor-on la intensitat del camp elèctric és relativament alta. Això fa que l'inici de la corona i la corrosió electrolítica a la cadena d'aïllants comencen sovint als aïllants-del costat del conductor. La instal·lació d'anells de corona i anells de blindatge ben dissenyats-pueden millorar eficaçment la distribució del camp elèctric de la cadena aïllant, proporcionant una protecció anti-corona.
Per encàrrec de Wuhan Line Power, el Laboratori Estatal Clau d'Aïllament elèctric per a equips elèctrics de la Universitat de Xi'an Jiaotong va realitzar càlculs de distribució de camps elèctrics tridimensionals d'elements finits en un aïllant compost de suspensió tipus vareta-de 1000 kV CA.
Els càlculs van utilitzar mètodes numèrics d'elements finits i d'elements límit, utilitzant un potent programari d'anàlisi d'elements finits i estacions de treball amb capacitats sòlides de modelatge, solució, anàlisi de dades i processament per realitzar càlculs tridimensionals de potencial d'elements finits i de distribució de camp elèctric per a un aïllant compost de suspensió de barra-de 1000 kV AC.
Els mètodes numèrics per al càlcul del camp elèctric inclouen principalment el mètode de diferències finites, el mètode d'elements finits, el mètode de simulació de càrrega i el mètode d'elements límit. El mètode dels elements finits és un mètode de solució numèrica d'equacions diferencials, utilitzat inicialment per manejar problemes de mecànica estructural. A mitjans de la dècada de 1960, es va aplicar el mètode dels elements finits per resoldre problemes de camp electrostàtic, magnètic i de corrent amb límits complexos en enginyeria elèctrica.
2. El model de càlcul es basa en els dibuixos d'aïllants compostos de suspensió de tipus vareta de 1000 kV de CA de 1000 kV i els paràmetres relacionats proporcionats per Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Es va crear un model sòlid tridimensional d'acord amb les dimensions reals de les torres de línia de 1000 kV, aïllants, equipaments, aïllants, equipaments i equips potencials, tenint en compte les condicions d'equipatge i equipaments de l'anell.
L'aïllant compost de suspensió tipus vareta de 1000 kV de CA-utilitza torres en forma de goble-de línia recta-. Les fases laterals es suspenen mitjançant una estructura de tipus-connexió I-única, i les fases mitjanes utilitzen una estructura de tipus-connexió V-única. La longitud de la corda aïllant és de 9500 mm i el conductor és de filferro d'alumini LGJ{-500/35- amb nucli d'alumini amb una estructura de vuit-partides i una distància entre subconductors de 400 mm. Les dimensions estructurals i el model de cada peça són les següents.
Distribució del camp elèctric
Model de càlcul de l'aïllant compost de suspensió de varetes de 1000 kV AC
3. Conclusions
A partir dels càlculs de la distribució del potencial i del camp elèctric i de l'estudi de la configuració de l'anell corona per a aïllants compostos de suspensió tipus vareta-de 1000 kV CA, s'extreuen les conclusions següents:
1. A causa de la influència de les torres, els conductors, el sòl i les condicions ambientals, la distribució del camp elèctric de les cordes d'aïllants compostos de suspensió tipus vareta de 1000 kV CA és desigual. La distorsió del camp elèctric és severa al costat del conductor, mentre que el camp elèctric és relativament baix al costat central i de la torre. El camp elèctric experimentat per les faldilles aïllants i l'aire del costat conductor és més alt que el del mig. Una configuració raonable d'anells equipotencials pot millorar eficaçment la distribució del camp elèctric al costat conductor de la cadena aïllant.
2. Quan es configuren tant anells de graduació grans com petits, la intensitat màxima del camp elèctric a prop del costat conductor de l'aïllant compost de la fase I és d'aproximadament 290 V/mm, mentre que la intensitat màxima del camp elèctric al costat de la torre és inferior a 100 V/mm. La intensitat màxima del camp elèctric es produeix a la superfície exterior de l'anell de classificació gran del costat del conductor, arribant a 1388 V/mm; la força de camp elèctric màxima a la superfície de l'anell de classificació del costat de la torre és de 445 V/mm.
3. Quan es configuren tant anells de graduació grans com petits, la intensitat màxima del camp elèctric a prop del costat conductor de l'aïllant compost de fase V és d'aproximadament 320 V/mm, mentre que la intensitat màxima del camp elèctric al costat de la torre és inferior a 30 V/mm. La intensitat màxima del camp elèctric es produeix a la superfície exterior del gran anell de classificació del costat del conductor, arribant a 1626 V/mm; la intensitat màxima del camp elèctric a la superfície de l'anell de classificació del costat de la torre és de 55 V/mm. La configuració anterior és relativament raonable i la distribució del camp elèctric de l'aïllant és relativament uniforme. 4. A causa de l'efecte de blindatge de la torre i el gran anell de corona al costat de la torre, la intensitat del camp elèctric al costat de la torre de l'aïllant compost és relativament baixa i la distribució del camp elèctric és relativament uniforme. L'efecte del petit anell de corona no és obvi. Per tant, el petit anell de corona no cal instal·lar-se al costat de la torre.