特高压交流输电线路复合绝缘子和均压环场强影响因素

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2013.09.009

电力建设 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (9): 42-47.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2013.09.009

特高压交流输电线路复合绝缘子和均压环场强影响因素

黄道春1，黄正芳1，张媛1，王国利2，阮江军1，皮伟才3

1. 武汉大学电气工程学院，武汉市 430072；2. 特高压工程技术(昆明、广州)国家工程实验室，广州市 510080；3. 北京市电力公司，北京市100031

出版日期:2013-09-01
作者简介:黄道春(1976)，男，博士，副教授，主要研究方向为输变电设备外绝缘、高压电器、电磁场数值计算及其工程应用，E-mail: huangdc99@163.com; 黄正芳(1988)，女，硕士研究生，研究方向为输变电设备外绝缘、电磁场数值计算及其工程应用，E-mail: vicky0911cook@163.com; 张媛(1988)，女，硕士研究生，研究方向为输变电设备外绝缘、电磁场数值计算及其工程应用，E-mail:zhyu59300@163.com。
基金资助:
特高压工程技术(昆明、广州)国家工程实验室开放基金(NEL201106)。

Influencing Factors of Composite Insulator and Grading Ring Surface Electric Fields in UHV AC Power Transmission Lines

HUANG Daochun1, HUANG Zhengfang1, ZHANG Yuan1, WANG Guoli2, RUAN Jiangjun1, PI Weicai3

1. School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China;2. National Engineering Laboratory for Ultra High Voltage Engineering Technology (Kunming, Guangzhou), Guangzhou 510080, China;3. Beijing Electric Power Company, Beijing 100031, China

Online:2013-09-01

摘要/Abstract

摘要：

1 000 kV特高压交流输电线路复合绝缘子和均压环表面电场分布数值仿真研究具有媒质种类多、几何结构复杂、计算量大等特点。为保证计算精度，需全面分析相关因素的影响，以合理简化计算模型，提高计算效率。通过建立特高压交流输电线路双联复合绝缘子的三维静电场有限元全模型和简化模型，研究了导线、杆塔、金具、联板等因素对复合绝缘子和均压环表面电场分布的影响，验证了模型简化的合理性。全模型和简化模型计算结果对比表明，将三相导线控制在一定长度，对杆塔合理简化、省略联板和金具的简化方法可行，用简化模型代替完整模型进行复合绝缘子电位分布、电场分布以及均压环表面电场分布的仿真研究，可有效降低计算规模，提高特高压交流输电线路绝缘子和均压环参数优化配置分析效率。

关键词: 特高压交流输电线路, 复合绝缘子, 均压环, 有限元法, 电场分布, 影响因素

Abstract:

The numerical simulation study on the composite insulator and grading ring surface electric field distribution in UHV AC power transmission line has the characteristics of the various mediums, the complicated structure and the large amount of calculation. In order to assure the calculation accuracy, related influencial factors should be comprehensively analyzed to reasonably simplify the calculation model and enhance computational efficiency. A whole and a simplified 3D finite element model of double composite insulator in UHV AC transmission line was built. The influences of conductors, towers, hardware fittings, yoke plate on the composite insulator and grading ring surface electric field distribution were studied. Finally, the reasonability of the simplified model was validated. The comparison results between whole model and simplified model show that the simplification of tower is reasonable, and the simplification method that omits the hardware fittings and yoke plate is feasible, with controlling three-phase bundled conductors within a certain length. The simplified model can replace the whole model to analyze the electric field and potential distribution of the composite insulator and the electric field distribution on the grading ring surface, and it can reduce the calculation scale, as well as improve the analysis efficiency of parameters optimization for the insulators string and grading ring in UHV AC transmission lines.

Key words: UHV AC power transmission line, composite insulator, grading ring, finite element method (FEM), electric field distribution, influencial factors

黄道春，黄正芳，张媛，王国利，阮江军，皮伟才. 特高压交流输电线路复合绝缘子和均压环场强影响因素[J]. 电力建设, 2013, 34(9): 42-47.

HUANG Daochun, HUANG Zhengfang, ZHANG Yuan, WANG Guoli, RUAN Jiangjun, PI Weicai. Influencing Factors of Composite Insulator and Grading Ring Surface Electric Fields in UHV AC Power Transmission Lines[J]. ELECTRIC POWER CONSTRUCTION, 2013, 34(9): 42-47.

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