倒V型绝缘子串荷载的有限元分析
防止输电线路覆冰、舞动事故措施1
xxx公司检修分公司防止输电线路覆冰、舞动事故措施批准：审核：编制：许映全检修分公司线路班2020年12月目录1.总则 (1)2.事故措施范围 (1)3.分析线路区域气象变化引起中冰区、易舞动区 (1)4.抗覆冰措施 (2)4.1 防倒塔断线措施 (2)4.2 防绝缘子串冰闪措施 (3)5.防导线舞动措施 (3)6.输电线路除冰 (4)7.运行阶段应注意的问题 (4)8.小结 (4)防止输电线路覆冰、舞动事故措施1.总则在电网系统中，输电线路覆冰现象较为普遍，其引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。
输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。
导线覆冰是一个复杂的过程，覆冰量与导线半径、含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关。
对减轻导线覆冰带来的危害，要充分掌握本地区的冰雪情况，仔细研究输电走廊的微气候、微地形，尽量避开重冰区；无法避开时，应在重冰区采取抗冰设计。
为加强已有线路的抗冰害能力，应视具体情况区别对待，可增大爬电距离，改善绝缘子伞裙结构，在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫，这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。
2.事故措施范围本反事故措施适用于xxx公司220kV及以下架空输电线路防止覆冰、舞动事故的治理。
3.分析线路区域气象变化引起中冰区、易舞动区（1）认真调查气象条件，易覆冰区、易舞动区地形；收集气象部门的历史观测资料外 ,对沿线现有输电线路及通信线路的覆冰及运行情况进行深入的调查访问,认真听取当地居民有关历年冰凌频数、性质、分布及危害等方面的情况。
(2)输电线路防覆冰、舞动排查，应认真分析标注出冰区、舞动区范围内输电线路段落。
(3) 要求全面掌握沿线气象环境资料，有效预防和治理线路冰害的有效措施；对设计冰厚取值偏低、且未采取必要防覆冰措施的重冰区线路应逐步改造，提高抗冰能力。
(4)应加强沿线气象环境资料的调研收集，加强导地线覆冰、舞动的观测，对覆冰及舞动易发区段，安装覆冰、舞动在线监测装置，全面掌握特殊地形、特殊气候区域的资料，充分考虑特殊地形、气象条件的影响，做好记录，为预防和治理线路冰害提供依据。
变电站V型绝缘子串的应用
Ｐｓｉｎ（ｑ￣一 ）＝ ｓｉｎ２ ，
（１）
送功率 ，压缩线路 走廊 的 目的。Ｖ 型绝 缘子串
’ ．
．
Ｐ１＝Ｐｓｉｎ（￣ｏ一 ）／ｓｉｎ２ａ，
（２）
在线路应用 中己积 累了丰富的经 验。 目前我 国 紧 凑 型 在 变 电站 出 线架 构 处 ，为 减 小 出 线 相 间
将 Ｐ、Ｐ’分解 到垂 直于 耐张 串 Ｉ方 向上有：
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ● 电力电子
变电站 Ｖ型绝缘子串的应 用
文／张 丽 丽 马 小 强 孙 斐
本 文 在 分 析 绝 缘 子 串 受 力 的 基 础 上 ，总结 Ｖ型绝 缘 子 串在 变 电 站 应 用 中应 注 意 的 问题 ， 并 通 过 实用 计算 ，给 出常用 母 线风 偏 摇 摆 角 及 相 应 Ｖ型 绝 缘 子 串 夹 角 推 荐值 。
ｃ￣－－Ｖ型绝缘子串夹角之半 ， （。）；
ｖ 型 绝 缘 子 串 因 为 有 效 控 制 导 线 风 偏 摇
根 据 图 １可 见 ， 分 析 绝 缘 子 串 受 力 的 关
摆 ，在 线 路 工 程 中得 到 广 泛 应 用 ，例 如 在 猫 头 键 因 素 为 Ｐｌ、Ｐ２数值 ，Ｐ。、Ｐ２值 。
【关键词 】Ｖ型绝缘子 串 受 力分析 风偏摇摆
串 ，且 一般认 为 ｖ型 绝缘子 串不 考虑 风偏摇 摆 。但 由于 ｖ型串在变 电站 中应用相 对较 少， 还 有 一 些 问题 尚 需进 一 步 研 究 和 规 范 。
２ ｖ型 绝缘 子 串 受 力 分析
图 １中，Ｐ一一最大风时导线的综合荷 载
型直 线塔 中相 一般均 采用 Ｖ型串 。紧 凑型 线
求 解 如 图 ２。
特高压绝缘子串在风荷载作用下力学特性的研究
特高压绝缘子串在风荷载作用下力学特性的研究为了更好的进行资源配置,满足大规模输电的需要,我国的特高压工程近年来迅猛发展,已走在世界的前列。
而随着电压等级不断攀升,对线路绝缘的要求也日益严苛,绝缘子串也在往更长、联数更多的方向发展。
长度和联数的增加,不仅会使抗侧刚度减小,更易发生风偏,而且会加剧各联之间的气流尾流的相互影响,引发风激振动。
在已建成的特高压输电线路中已发生过多起绝缘子串风偏、风振现象。
为了系统的分析特高压绝缘子串在风荷载作用下的力学特性,该文结合理论分析、数值模拟、风洞试验等方法,完成了四项重要内容:(1)首先通过风洞试验对不同盘型绝缘子串的体型系数进行对比,并探索使用FLUENT软件模拟绝缘子串风洞试验的可能性和技术手段。
发现结构网格和组装网格都可以较好的拟合出风洞试验,并可以准确获取绝缘子串各处的风压分布规律及尾流特性。
(2)首先使用有限元软件对Ⅴ型复合绝缘子串的风偏过程和风偏特性进行分析,发现在其风偏过程中,背风肢随风荷载的最大应力会先减小再增大,风力放大系数为1时应力最小,迎风肢随着风荷载的变大一直呈增大趋势。
越是夹角小的绝缘子串刚发生风偏时,其受力与Ⅰ串越接近,此时背风肢对整体受力影响不大;而随着风偏的加剧,背风肢受压,可以增强整体结构抵制风偏的能力。
此时迎风肢不仅要承担风荷载的作用,还要承担一部分的由背风肢受压而产生的弯矩的作用。
随着V串夹角的增大,刚发生风偏时,背风肢开始承担更多的风荷载。
而随着风偏的加剧,背风肢对整体受力的影响慢慢减小,其结构慢慢的接近Ⅰ串。
随着Ⅴ型串夹角的变大,背风肢的最大应力呈减小的趋势,迎风肢最大其应力曲线愈平缓,水平位移愈小,表明其抵制风偏的能力愈强。
实际最大风偏角跟Ⅴ串夹角有关,Ⅴ串的夹角越大,实际最大风偏角与设计风偏角的差值越小。
又通过风偏模拟试验进行对比分析,有限元的应力结果和风偏试验的应力结果可以较好的拟合,但位移结果相差较大,原因是绝缘子的位移主要是由连接金具的刚体转动引起的。
关于输电线路绝缘子缺陷分析及对策的思考
关于输电线路绝缘子缺陷分析及对策的思考发表时间：2018-07-24T15:25:02.653Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：秦星[导读] 摘要：目前我国的输电线路网不断完善，架空输电线路主要由基础、杆塔、导线、绝缘子、金具架空避雷线及接地装置等部件组成，绝缘子对输电线路的安全运行起到了重要的作用，输电运维工作中不同型式结构、材质绝缘子各种缺陷现象会带来不同的安全隐患。
（深圳供电局有限公司广东深圳 518000）摘要：目前我国的输电线路网不断完善，架空输电线路主要由基础、杆塔、导线、绝缘子、金具架空避雷线及接地装置等部件组成，绝缘子对输电线路的安全运行起到了重要的作用，输电运维工作中不同型式结构、材质绝缘子各种缺陷现象会带来不同的安全隐患。
关键词：输电线路；绝缘子；绝缘性；措施引言随着科学技术的进步与发展，我国电力工程的建设也取得了重大进展，满足了人们的用电需求。
但是在输电线路运行的过程中还经常会遇到一些电路故障问题。
比如雷击，闪络，跳闸，一旦出现以上的情况会带来巨大的负面影响，间接造成经济损失，甚至危害人的生命。
因此我们需要提高线路运行的安全性、可靠性、稳定性，不断寻求有效安全的绝缘体材料，用于满足复杂的工程化需求。
基于这种工程化需求，我们找到了绝缘体。
瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和复合绝缘子是目前电网架空输电线路绝缘的三大主要材质。
根据不同情况，各种绝缘子在防污防雷，抗劣化的性能上也是不一样的。
主要受其材质性能，结构形式、工艺要求的影响。
1概述我局所辖输电线路区域跨度大，距离长，多位于山区，地形复杂，气候条件多样。
长期暴露在自然环境中的绝缘子要经受冰霜雨雪及气温等恶劣天气的影响，同时绝缘子要承受导线的垂直荷重、水平荷重和导线张力。
会出现玻璃绝缘子自爆、复合绝缘子老化、污染严重等问题影响线路的安全运行。
2常见缺陷类别及表象（1）玻璃绝缘子自爆。
一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV3片及以上者、220kV4片及以上者、500kV4片及以上者，一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV2片、220kV3片、500kV3片，一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV1片、220kV2片及以下、500kV2片及以下。
特高压交流输电线路倒V型绝缘子串电场分布计算和均压环参数优化设计
了安全 运行 ’ 。但 由 于特 高压 输 电工 程 电 压等 级
高、 输 电走廊 占地 面积 大 ， 使 得线路 输 电走 廊 清理等 费用较 高 ； 同时 ， 特 高 压 交 流输 电线 路距 离 长 ， 线 路 经过 的地 区地理气 候 条 件 复 杂 ， 不 同地 区的 海拔 高 度、 污 秽程 度 、 雨雾 和冰 雪 情况 差 异 较 大 ， 线 路 防污 闪和 防覆 冰是其安 全稳 定运 行亟需 解决 的 问题 。为
相对 较高 ， 场强较 大 ， 特别是 导线 端 ， 电场畸 变严重 ，
学与 中 国 电力 科 学 研 究 院 合 作 ， 开 展了 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ特 高压交 流 复合绝 缘子 耐张 串均压 特性 的研 究 ¨ 。
易发 生局 部放 电 、 闪络， 造成 复合 绝缘 子伞裙 和芯 棒
此， 国 内学 者通过 对绝 缘子 串型优 化研 究 ， 提 出 了一
种倒 Ｖ型复 合绝 缘 子 串结 构
用 。
， 其 具 有 较 好 的 防
污 和防 冰 特 性 ， 在 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 线 路 改 造 中 已经 得 到 使
在高 压输 电线 路 中 ， 复合 绝 缘 子两 端 承 受 电压
第３ ５卷 第 １ ０期 ２ ０ １ ６年 １ ０月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
司马 文霞等 在有 限元法 基础 上采用 神经 网络预
500kV输电线路杆塔K_v值对V型绝缘子串受力影响分析_邵俊楠
( 1． School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Pow er University，Beijing 102206，China; 2． Xinjiang Electric Pow er Design Institute，Urumqi 830002，China; 3． Henan Electric Pow er Design Institute，Zhengzhou 450007，China)
由表 2 可知: ( 1) 导线为 LGJ － 400 /45 型钢芯铝 绞线，当 杆 塔 Kv 值 小 于 0. 64 ( V = 26 m / s ) 、0. 76 ( V = 26 m / s) 、0. 89( V = 30 m / s) 、1. 02( V = 32 m / s) 、 1. 16( V = 34 m / s) 时，B 肢绝缘子串受力为负值，B 肢 绝缘子串受压; 导线为 LGJ － 630 /45 型钢芯铝绞线， 当 杆 塔 Kv 值 小 于 0. 7 ( V = 26 m / s ) 、0. 82 ( V = 26 m / s) 、0. 95( V = 30 m / s) 、1. 09 ( V = 32 m / s) 、 1. 25 ( V = 34 m / s) 时，B 肢绝缘 子 串 受 力 为 负 值，B 肢绝缘子串受压。
500kV输电线路采用倒V型绝缘子串的试验研究
之间的 摩 擦 力 (即 线 夹 的 握 力 ) 是 大 家 十 分 关 心
的参数 。
设 T1 侧线夹的握力为 f1 , T2 侧线夹的握力为 f2。在 四分 裂 导 线 受 力 相 同 的 情 况 下 , 4 个 线 夹 的 握 力
相同 ,即
f1 = P1h /4
( 17 )
f2 = P2h /4
(6)
对于 T2 侧有
T2h = H0
(7)
T2 = T2h / co sα2
(8)
T2v = T2h ×tanα2
(9)
P2v = T2v P2 = P2v / co s (θ/2) P2h = P2v ×tan (θ/2) 对于导线和绝缘子串整体则有
( 10 ) ( 11 ) ( 12 )
P = T1v + T2v
500kv输电线路采用倒v型绝缘子串在绝缘子串间夹角不大于70时对于各种型号的导线而言在一般情况下导线悬垂角不大于30普通悬垂线夹可以满足悬垂线夹与导线之间的握力要求这时悬垂线夹所受到的水平分力一般为悬垂线夹实际平均握力的50以下安全系数高
2006年 3月 第 7卷 第 3期
电 力 设 备
(1) 500 kV 输电线路采用倒 V 型绝缘子串改造 时 ,一般情况下绝缘子及各种配套金具都能达到力学 方面要求 ,能够满足工程要求 ,可以用于工程改造 。
(2) 500 kV 输电线路采用倒 V 型绝缘子串 ,在绝 缘子串间夹角不大于 70°时 ,对于各种型号的导线而 言 ,在一般情况下 (导线悬垂角不大于 30°)普通悬垂 线夹可以满足悬垂线夹与导线之间的握力要求 ,这时 悬垂线夹所受到的水平分力一般为悬垂线夹实际平 均握力的 50%以下 ,安全系数高 。
紧凑型直线塔V型绝缘子串受力分析
Ｇ＾ 一 丁。 ＋Ｇ ＋ Ｐ ×ｓ ｉ ｎ ０ ／ １ ×Ｃ Ｏ Ｓ ０
１串 的右挂 点 和 ２串 的左 挂点 以及 ４串的右 挂 点都挂 在 ８ ０点上 ， ８ Ｏ点是一 个挂架 ， ５ １ 、 ５ Ｏ为挂 架挂 在 横担下平 面 的挂 点 ， 挂 架结 构见 图 ５ 。挂 架是一 个 平 面结 构 ， 在 外 力 的作 用 下 可 以绕 ５ １ 、 ５ ０轴前 后 转 动， 和铁 塔 的其他 构 件不 能构 成稳定 结 构 ， 所 以不 能 用 程序 直接 计算 ， 需 要人 为地 把 ８ ０点 的荷 载进行 换 算。 以往 工程是把 １串右侧荷 载加 到 ５ ０点 ， 把 ２串左
Ｇ 一［ （
不 同工况 下绝 缘 子 串受 力 的不 同 ， 用 图 ４说 明 ，
（ ｔ ａ ｎ １ ＋ｔ ａ ｎ ｏ ／ ２ ） ］× Ｃ Ｏ Ｓ ０
根据 以上 所述 计算 方 法 ， 用 ２种挂线 方 式计算 ， 取 图
４ ａ 、 图４ ｂ两 者 中选 材 较 大 的 。
为 Ｅ， ２个绝 缘 子 串的 内力分 别 为 和 。
图 ３ 两 挂 点 不 等高 情 况 示 意 图
Ｃ 点受力 ：
Ｐｃ 一［ （ Ｐｓ ｉ ｎ ｙ ＋ Ｇｃ ｏ ｓ ｙ ） 。 ＋ Ｔ ＋ （ Ｐｃ ｏ ｓ ｙ— Ｇ
ｓ ｉ ｎ ） ×ｔ ａ ｎ ａ ２ ］× （ ｃ ｏ ｓ） ， ＋ｓ ｉ ｎ ｙ×ｔ ａ ｎ ａ ｌ ×Ｃ Ｏ Ｓ ） ／
（ ｔ ａ ｎ ０ ／ １ ＋ｔ ａ ｎ ｏ ／ ２ ） ］× Ｃ Ｏ Ｓ ０
Ｄ 点受力 ：
ＰＤ 一［ （ Ｐｓ ｉ ｎ ｙ ＋ Ｇｃ ｏ ｓ ｙ ） 。 ＋ Ｔ。 一（ Ｐｃ ｏ ｓ ｙ —Ｇ
500kV线路倒V型绝缘改造实践
平 分力 而损 伤 ，采用 了预绞 丝保 护措 施 。同时 ，增
收 稿 日期 ：２ ０ ６ １ 。修 回 日期 ：２ ０ ８ ２ ０ ６ ０ ５ ０ ６０ —１
作 者 简 介 ： 张 勇 （ ９ 卜） １７ ，男 ， 山 西 绛 县 人 ， １９ ９ ４年 毕 业 于 重
庆 大 学 电 气 系 统 自动化 专 业 ，工 程 师 ； 杜 建 忠 （ ９２ ） 男 ， 山 西 阳 曲 人 ， １９ １ ７一 ， ９ ２年 毕 业 于 太 原 电力 学 校 工 业 与 民用 建 筑 专 业 ，工 程 师 。
安全生 产 构成 了严重 威胁 。绝缘 子覆 冰 闪络成 了 困 扰 ５ ０ｋ 神侯 Ｉ、 Ⅱ回线 安 全 稳 定 运行 的 难 题 。 ０ Ｖ 为解 决覆 冰 区域 ５ ０ｋ 输 电线 路悬 垂 绝缘 子 串冰 ０ Ｖ 闪故 障 问题 ，据 国家 电 网公 司下达 的科研 计划 ，山
１ ５ ０ｋ 倒 Ｖ 型 绝 缘 子 串特 点 ０ Ｖ
ａ ０ Ｖ倒 Ｖ 型绝缘 子 串开 角 ６ ，在倒 Ｖ ）５ ０ｋ ６。 型悬 挂 的两挂线 点 之问不 加 支撑装 置 。 ｂ ）为满足 不 同地形 条 件 ，倒 Ｖ 型绝 缘 子 串 采 用 了斜 向布置 的单 挂 双联 绝 缘 子 串 ，为 简 化受 力 ，
特殊研 制 了 Ｙ 型 碗 头 挂 板 、Ｖ 型线 夹 挂 板 、 四联
板 、均 压环等 金具 。 ｃ ）在 高差 比较 悬 殊 的 地 形 为 保 护 导 线 不 因 水
提高 污 闪电压 的作用 ；覆 冰融 化脱 落较快 ，由于斜
向布置 ，融 污 不 形 成 连 续 的 闪 络通 道 。从 宏 观 上 讲 ，倒 Ｖ 串 从 布 置方 式 上 起 到 了防 冰 、防 污 的双 重效 果 ，可 以提 高和改 善悬垂 串防冰 闪的能力 。可 以认为 ，倒 Ｖ 型绝 缘 子 串改 造 是 目前 防止 绝 缘 子 覆 冰 闪络 的最 佳措 施 。 与 普通 金具相 比 ，碗头 挂板 使联 板有一 定顺线
500kV输电线路采用倒Ⅴ型绝缘子串的试验研究
过 。但 ５ ０ｋ ０ Ｖ线 路 一 般 采 用 四 分 裂 导 线 结 构 ， 缘 绝
子 串 及 其 悬 挂 金 具 较 单 导 线 和 双 分 裂 导 线 要 复 杂 得 多 ， ４ 根 导 线 的 荷 载 也 大 得 多 。 ５ ０ ｋ 采 用 且 ０ Ｖ 倒 Ｖ型绝 缘 子 串 ， 力 学特 性 如 何 ， 否 提 高 其 冰 其 能 闪 电 压 ， 其 是 悬 垂 线 夹 的 握 力 能 否 满 足 绝 缘 子 尤 串斜 向 悬 挂 所 产 生 的 水 平 分 力 ， 得 进 行 试 验 和 值
分布 ， 高绝缘 － 的覆冰 闪络电压 。 提 Ｔ串
针 对 我 国覆 冰 地 区 的 气 象 情 况 ， 定 了 ２种 典 型 选 的 线 路 气 象 条 件 ， 表 １所 列 。 如
表 １ ２种气象条件
但是 。 解决 覆 冰 闪络 采 用 Ｖ 型绝 缘 子 串的措 为
施 ， 于新 建 线 路 较 易 实 现 ， 用 于 对 现 有 线 路 改 造 对 而 时 不 仅 困难 ， 且 还 因 投 资 较 大 而 不 可 行 。 而 采 用 顺 线 路 方 向悬 挂 倒 Ｖ型 绝 缘 子 串 ， 国外 已 在 有 运 行 经 验 。 我 国 也 曾 在 １ ０ ２ ０ ｋ 线 路 上 使 用 １ 、 ２ Ｖ 线 路在 正 常运 行 中使 导 线 及 杆 塔 产 生 较 大 受 力 的
易 辉
（ 汉高 压 研 究所 ， 北 省 武汉 市 ４ ０７ ） 武 湖 ３０４
摘 要 ： ５０ｋ 对 ０ Ｖ输 电 线路 采 用倒 Ｖ型 绝缘 子 串是解 决覆 冰 闪络 的一 项很 有效 的措 施 。 但 ５０ｋ ０ Ｖ线路 的四 分 裂导 线 、 绝 缘 子 串及 其 悬挂 金 具 受 力情 况较 为 复 杂 ， 而且 ４根 导线 的 荷裁 也 大得 多 ， 因此 对 其 力学特 性 、 闪 电压 ， 冰 尤其 是 悬垂 线 夹 的握 力 能否 满足 绝缘 子 串斜 向悬挂 所 产 生 的水 平 分 力 ， 行 了试 验 和研 究。 在 力 学试验 中 ， 用 了倒 Ｖ 型绝 缘 子 串的 横 进 采 担 侧 挂 点 固定 、 线侧 加 力 的方 法 。试 验 研 究 结果 表 明 ： 般 ５ ０ｋ 导 一 ０ Ｖ线 路 悬垂 绝缘 子 串均 可进 行 倒 Ｖ型 绝 缘 子 串改 造 ；
V型绝缘子串强度控制条件分析
关键词 Ｖ 型 绝缘 子 控 制 条 件 Ｋ
０ 引 言
施 秉一 贤 令 山 ５０ Ｖ 紧 凑 型 送 电 线 路 新 建 工 程 ０ｋ 中 ，由于 导线 采 用 倒 三 角 排 列 方 式 ，Ｖ 型 悬 垂 绝 缘 子 串又 限制 了 绝 缘 子 串的 摆 动 ， 因此 缩 短 线 间距 离 ，从
温 水平 档 距． 因 此 ，可 将 高温 垂 直 档 距 和 高 温 水 平 档
此可在施工图设计时利用杆塔的 Ｋ 值判断 Ｖ型绝缘子 串的强度受何 种气象条件控制 ，指导绝缘子 串强度 效
验 曲线 的绘制 。
距换算成覆冰和大风工况 的垂直档距 ，并用高温垂直
系数 Ｋ （ Ｌ ） Ｌ ／ 表示 。
１ 原 理
１ １ 受 力 分 析 ． 本文 仅 分析 绝 缘 子 强 度 的 控 制 条 件 ，故 不 计 算 导 线 间隔棒 及 其 它 附 件 的 荷 载 。 如 图 １ 示 ， ０ 点 在 导 所 线垂 直荷 载 Ｇ 、导线 水 平 荷 载 Ｆ 、迎 风 绝 缘 子 串顺 串 方 向的拉 力 ＿ 、背 风绝 缘 子 串顺 串方 向的拉 力 作 用 厂 ｌ 下平 衡 ，根 据 受力 分析 ，有 ：
而减少 了线路 的走 廊宽度 以及林木砍伐量 。随着我 国
500kV线路中相V型绝缘子串检修技术的探讨
输 电线路在运行 的过程 中， 其 导线 和杆塔易受气象 因素的 影响， 最终对输 电线路的正常运行 产生了直接 的干扰 。其中， 大 风、 覆冰及最低气温表现尤为突出。但在实际运行过程中， 以上 的三种气象状况是不可 能同时发生的 。但是 ， 可能会有两种情 况 同时 出现 的时候 ， 因此 ， 在进行计算 的时候 ， 应该将三种 因素 进行两 两组合 ， 并考 虑到多种 可能性 ， 最 大 程 度 上 保 证 数 据 的 完整性 。 最 常 见 的情 况 是 ， 在大风天气 ， 一 般 不 会 出现 覆 冰 的 状 况 ， 对 于气温 的选择 ， 需要结合 当地在 发生大风 天气 的月份 ， 对其 平均气温进 行计算 ， 最 后 取 比平 均 气 温 稍 微 低 一 点 的 值 ； 当 导 线 出现 覆冰的状况 ， 在正常情 况先 ， 将 其 风速 决 定在 １ ０ ｍ ／ ｓ 左 右， 这正是 按照雨凇 形成 的规 律进行计 算的 ， 如果 发生 了一 些 特殊 的情况 ， 则将 风速 改 为 ｌ ５ ｓ左右 ； 另外 ， 还有一 种情况 ， 如 果当地 出现 了最低 的气 温 ， 此时 ， 将不 会考虑 同时 出现覆 冰 和大风的状况 。现阶段 ， 由于受资金 以及线路改造等 因素的制 约，在采用顺线路方 向悬挂倒 ｖ型绝缘子 串的实 际操作 中， 还 面临着一系列的问题 。
表 １ 两种气 象条件
气象条件 最高气温 （ ℃） 最低气温 （ ℃） 最大风速 （ １ ｎ ・ ｓ ＿ １ ） 覆冰厚度 Ｃ ｍ ｍ ）
１ ２ ＋ ４ Ｏ ＋ ４ ｏ ． ２ Ｏ —ｌ ０ ３ ０ ３ ０ １ Ｏ ｌ ５
路杆塔绝缘子 串检修 、 更换的过程中， 起 到了十分重要 作用 ， 其 工作原理是 ： 由于 绝 缘 子 串在 运 行 的过 程 中需 要 承 受 垂 直 机 械 荷载 ， 利 用双提线法对 荷载进行 转移 ， 此时就可 以对绝缘 子 串 进行检查、 维修和更换 。 绝缘子 串更换过 程 ， 经常使 用的办法是双 提线法 ， 该 方法 具 体操作步 骤如下 ： 首先 ， 需要 杆塔上 的检 修人 员对 提线进行 安装， 一共 是两组 ， 按照规定 ， 需要安装在铁塔横担两侧 的施 工 孔上 ， 一般情况 下 ， 都要借助钢 丝绳套 的作用 ， 安 装 完 毕之 后 ， 导线侧 的检修人 员需要对两侧 的钢 丝绳套 同时进 行连 接 ， 在 连 接 的过 程中 ， 需要使用 手板 葫芦 和提线器两 种工具 ， 前 者的作 用是对导线进行提升 ， 而后者的作用是提住 导线 。这时， 绝缘子 串的垂直机械 荷载就会 受到不 同程度 的转移 ， 然后 ， 在 借助于 地面机动 绞磨的作用对其进行牵引 ， 将之前认 为需要修理或更 换 的绝缘子 串卸下 ， 然后 ， 就可 以对其进行检修或是更换 。 完成 绝缘子 串的修理或 更换 以后 ， 要想 对绝缘子 串进行安装 ， 则 按 照 上 面 所叙 步骤 相 反 的操 作 即可 。 然而， 如果在 Ｖ串绝缘子更 换的过程 中， 依Ｉ Ｅ ｌ 采 取 双 提 线 法， 这对 于 正 常 工 作 的 开 展 是 极 为 不 利 的 。主 要 有 以下 几 个 方
倒V型绝缘子串塔头设计算法
如 何 借 助 创 新 设 计 理 念
在 山区线路工程中，会经 常遇到 如图 ｌ 所
示 情 况 图 ｌ为 山 地 工 程 中 两 个 不 同 的 断 面 ，Ｎ３ 塔 处 于 直 线 位 置 ， 不 同 的 是 第 一 个 断 面 中 Ｎ３
参考文献
［ １ 】刘 本 生 ． Ｍ Ｎ Ｓ型 抽 屉 式 低 压 开 关 柜 故 障 分
控制线路 的负荷 大小。显然主 要还是从第二个
方 面 入 手 。 具体 的 办法 是 ， 在 设 计 的 过 程 中 选 择 额 定 容 量 比较 大 的插 接 件 ， 这 样 就 可 以承 受 更 大 的 电流 。对 于 不 同性 质 的 用 电 负 荷 ，在 设 计 的过 程 中 可 以 适 当 的 增 大 同 时 使 用 系 数 ，这
析及对策 ［ Ｊ 】 ．电力安全技 术 ， ２ Ｏ １ ５ （ ０ ２ ） ． ［ ２ 】张 国民 ． Ｍ Ｃ Ｃ型抽 屉 式开关指 示灯 异常指 示故障分析 ［ Ｊ 】 ．开关设 备 ， ２ ０ １ ６ （ １ ０ ） ． ［ ３ 】潘 璇 ， 李 军 ．抽 屉 式 框 架 断 路 器 桥 型 触 头的 关 键技 术研 究 ［ Ｊ 】 ．电 工 电
历 ），职称：造价 员、电气工程师、一级建造
师 。 研 究 方 向 为 机 电工 程 安 装 、工 程 预 结 算 、 工程施工管理。
４ 总 结
抽 屉式 开关 柜是 配 电系统 重要 的组成 部
分 ，对 于 配 电 系统 的正 常运 行 具 有 非 常 重 要 的
管 理 到 位 也 是 对 于 开 关 柜 安 全 运 行 的 一
较 大 的事 故 也是 可 以考 虑 的方 法 。
关的机械部 分也是检查的重点，保障螺栓的连 接紧 固，动静 触头是否存在损坏的情况，如果 有 损 坏 的情 况 要 及 时 的更 换 。
影响输电线路安全的因素
影响输电线路安全的因素影响输电线路平安的因素大体分为两类，即日常时间积累发生的磨损老化和外界因素引起的突发性故障。
这两类因素均能引发故障跳闸，中断供电运行，严峻时可使电网瘫痪。
其中，时间积累因素可以人为掌握，引起故障的几率微小，而外界环境气象（包括雷击、台风、山火、冰害、污秽度、温湿度、气压、鸟害等）因素不行控性高，引起故障的几率极高，破坏力大。
1.雷击雷电天气在雨季普遍存在，随机性大。
在野外架设的大量输电线路，具有铁塔档距大、高度相差大的特征，使线路耐雷水平相对较差，简单患病雷击。
恶劣地势处，单回线路较多，没有平行线路供应的屏蔽及分流爱护，加大了雷击事故的发生率。
雷击跳闸在输电线路故障中占比最大，且电压等级越低，雷击故障几率越高。
雷电放电时，积雨云层电荷积累，形成强大的静电高压电场，与大地携带的大量负电荷发生碰撞中和，释放的能量高，电压可高达几百万伏，电流可高达几千安，产生的过电压波陡度高、幅值大，引发线路绝缘闪络跳闸。
闪络跳闸属于瞬间故障，重合闸动作胜利率高，可恢复导电通路，但严峻时，会导致线路断线，绝缘子碎裂，或沿线路侵入变电站，高温熔断导线，威逼破坏电力设备的绝缘强度。
为降低输电线路雷害事故发生的几率，要防闪络、防建弧、防直击、防线路中断供电。
采纳如下爱护措施：①架设避雷线；②增设耦合地线；③降低铁塔冲击接地电阻；④采纳中性点非直接接地系统；⑤加强线路绝缘水平；⑥装设自动重合闸；⑦装设管型避雷器；⑧采纳不平衡绝缘、双回路成环网供电等方式。
2.台风台风天气伴随着狂风暴雨现象，输电线路会发生导线舞动、风偏、断线、倒塔等事故。
断线、倒塔简单消失南北解网，随着电力系统对输电线路设计风速值加大，断线、倒塔事故发生几率削减，但导线猛烈摇摆、风偏放电、外飘物破坏引发事故的几率高。
风速大，输电线路舞动幅度大，减小了导线与铁塔、导线相与相之间的空气间隙，空气间隙分布又不匀称，使间隙内的电压强度发生不同程度减小，不能承受运行的电压值，消失击穿放电。
V形复合绝缘子力学特性研究
V形复合绝缘子力学特性研究党会学;赵均海;吴静【摘要】绝缘子串的风偏闪络一直是影响输电线路安全运行的主要问题之一.针对哈密一郑州±800 kV特高压直流工程的V形复合绝缘子串风偏设计校核问题,在I 形绝缘子串弦多边形方法的基础上,构建并推导了适用于V形复合绝缘子串(含金具等)的弦多边形计算方法,并利用有限元方法验证了该方法的准确性和有效性,给出了确定该方法适用范围的最小轴向拉力计算方法.进而基于该特高压线路的参数,应用此方法研究了V串夹角、导线平均高度及水平档距/垂直档距组合变化对风偏特性的影响.结果表明,在给定垂直档距和水平档距条件下,建议V串夹角随导线平均高度增大而增大;在给定导线平均高度和垂直档距条件下,建议V串夹角随水平档距增大而增大;在给定导线平均高度和水平档距条件下,建议V串夹角随垂直档距增大而减小.给出了不同导线平均高度、垂直档距和水平档距条件下所建议的V串夹角值.%Windage yaw discharge is one of the most disastrous problems for the normal operation of state grid.Accounting for windage yaw problem of V-shape composite insulator string used in Hami-Zhengzhou ultrahigh voltage direct current transmission line,a practical calculation method is developed based on string polygon method for I-shape pan insulator strings.Finite element analysis is used to verify the validation and effectiveness of proposed method.Calculation method of minimum axial tension force determining its application range is also presented.Then windage yaw characteristic study is conducted for Hami-Zhengzhou ultrahigh voltage direct current transmission line,with the influence analysis of mean height of conductors,insulator string angle,horizontalspan and vertical span.The results indicate that,with given vertical and horizontal span length,the suggested angle of insulator string increases with the increase of mean height of conductors;with given mean height of conductors and vertical span length,the suggested angle of insulator string increases with the increase of horizontal span length;with given mean height of conductors and horizontal span length,the suggested angle of insulator string decreases with the increase of vertical span length.The suggested angle of insulator string under different conditions are presented.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2016(049)007【总页数】6页(P9-14)【关键词】特高压直流线路;复合绝缘子串;风偏特性;计算方法;V串夹角【作者】党会学;赵均海;吴静【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;中国电力科学研究院,北京 100055【正文语种】中文【中图分类】TM853近年来，中国高压输电线路风偏闪络事故频发，且绝大多数风偏闪络是在工作电压下发生的，一般重合闸不成功，从而导致线路停运。
输电线路更换倒V悬垂绝缘子串轻量化作业方法研究
输电线路更换倒V悬垂绝缘子串轻量化作业方法研究
覃甘简;王祥祥;甘朝阳
【期刊名称】《电力安全技术》
【年(卷),期】2024(26)4
【摘要】为快速、高效、安全地完成输电线路倒V悬垂绝缘子串的更换作业,针对更换过程中存在的一系列难题,提出了使用特制机动绞磨机搭配高强度迪尼玛绳及定点限位传递装置的组合装备替代传统工具装备的作业方法,实现了更换工具的轻量化和作业方法的简单化,有效规避了传统更换过程中拆卸、安装作业时存在的弊端,解决了输电线路倒V悬垂绝缘子串导线联板、重锤及绝缘子本体的安装、拆卸等一系列难题,简化了作业步骤,降低了作业人员劳动强度。
该作业方法可分解组合,同时适用于其他串型的悬垂绝缘子串,是一种轻量化新型更换悬垂整串绝缘子的作业方法。
【总页数】4页(P26-29)
【作者】覃甘简;王祥祥;甘朝阳
【作者单位】中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局
【正文语种】中文
【中图分类】TM722
【相关文献】
1.浅谈调节架空输电线路悬垂绝缘子串摇摆角的方法
2.一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置机构设计
3.浅谈500kV输电线路绝缘子串更换作业难点与策略
4.复合绝缘子替代瓷绝缘子对500kV输电线路悬垂绝缘子串风偏性能影响
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倒V型绝缘子的力学分析及角度优化
0引言
目前，中国杆塔采用的绝缘子大部分是垂直悬挂，少部分使用倒V型绝缘子串。倒V型绝缘子具有冰闪概率低、冰闪电压高、自清洗特性等优点，但是由于地形以及极端天气影响，使用倒V型绝缘子串可能会引起改造的铁塔纵向不平衡张力大于设计值，且由于绝缘子偏转导致距离不够等问题。本文提出多目标的的优化的方法，考虑电气距离，来分析其受力问题，角度优化问题。
(4-1)
4.2模型解决办法
因为目标有两个，但是它们是不同的数量级，不能直接比较。因此，将它们与自身允许应力进行比较，以消除数据跨度的影响。绝缘子的抗拉强度：700kN ~ 840kN。因此绝缘子轴向力取，线AB轴向力FZ’’=137.02kN。将目标函数进行简化：
(4-2)
以此，整个模型表达如下：
图3顶部受力分析
(2)顶点C受三个力分别是P、FP和FP’.由于模型是严格对称的。
(2-5)
Fig.4 Force analysis of the bottom
图4底部受力分析
3轴向力分析
3.1绝缘子轴向力
对于每一个绝缘体，它都是由塔顶上的拉力和电线底部的拉力所引起的。此外，它还受重力影响。然而重力的影响并不总是垂直的。如图5所示，将整个绝缘体分成多个单元质量是很方便的。每个单位质量都有自己的重力和所有单位质量相同的重量。轴向力可以转化到2个相邻单元块之间。对于任何2个相邻的单元质量来说，下一个单元都是由下面的引力和自身重力的一部分从轴向拉出来的。它把这2种力结合起来，作为一种新的拉力，来影响到上面的力。所以，在轴向方向的力逐渐增长。对于远离底部米的单元质量，其轴向力可以表述如下：
图7绝缘子最大轴向力和角度关系
3.2线AB的轴向力
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Load Analysis of Backward V 2type Insulators by FEM
L IU Chun1 , L U J ia2zheng1 , ZHOU Wei2hua1 , L IN Feng2 ( 1. Hunan Elect ric Power Test and Research Instit ute , Changsha 410007 , China ; 2. Hunan Elect ric Power Corporatio n , Changsha 410007 , China)
A、 L 分别为绝缘子串的弹性模量 、 等效横截面面积
和长度 , F1 、 F2 、 F3 、 F4 、 TI 、 TJ 分别为 I 、 J 端点荷载 分量及张力 ,由静力平衡可得
F1 = - FH , F2 = FV ; F3 = - F1 , F4 = - F2 + mgL ; TI = F1 + F2 , TJ =
arcsin h- 1 ( ( FV - mgL ) / FH ) ) ;
L
Z 2
( 5)
= mgL / EA ( FV / mgL - 1 / 2) + FH / mg ( ( 1 +
( FV / FH ) 2 ) 1/ 2 - ( 1 + ( ( FV - mgL ) / FH ) 2 ) 1/ 2 ) 。 ( 6)
对 LX 、 L Z 进行 F1 、 F2 的微分得 ( 9) d L X = 5 L X d F1 / 5 F1 + 5 L X d F2 / 5 F2 ; d L Z = 5 L Z d F1 / 5 F1 + 5 L Z d F2 / 5 F2 。 ( 10) 式中 5L X F4 TJ + F4 1 ( F2 ) - L ; ( 11) = + - ln 5 F1 mg T I TJ T I - F2 EA 5 L X / 5 F2 = 5 L Z / 5 F1 = F1 ( 1/ TJ - 1/ T I ) / mg ; ( 12) 5 L Z / 5 F2 = - L / EA - ( F2 / T I + F4 / TJ ) / mg 。( 13) ( 10 ) 的形式可得 变换式 ( 9) 、
d F1 = K1 d L X + K2 d L Z ; d F2 = K3 d L X + K4 d L Z 。
( 14) ( 15)
表1 倒 V 型绝缘子串试验数据
Tab. 1 Experimental result of backw ard V 2type insulators
序号 等荷载 1 等荷载 2 等荷载 3 不等荷载 1 不等荷载 2
d F1 d F2
= [ K]
dLX dLZ=ຫໍສະໝຸດ K1 K3K2 K4
dLX dLZ
( 16) 。
注 : F b 为绝缘子底部连接导线的力值 ( 下表相同) 。
试验分为左 、 右侧导线等荷载试验和不等荷载 进行 , 分别模拟倒 V 型绝缘子串安装状态和因档 距、 高差不等和覆冰不均匀而偏转情况 。等荷载试 验分 3 步加载 ,不等荷载试验分两步进行 。由于试 θ 验条 件 的 限 制 , 试 验 中 θ 和 2 、 3 的 实 测 值 为 141°
2 2
( 1) ( 2)
2
F3 + F4 。
2
( 3)
式中 , m g 为单位长度绝缘子的自重 , FH 、 FV 为绝缘 子串 I 端点张力的水平和竖直方向的分量 。悬链曲 线方程为 [ 15 ]
y = ( FH / mg ) ch ( mg/ FH ) ( x + C1 ) + C2 。 ( 4)
0 引 言
1 理论分析
我国输电线路直线杆塔悬挂导线一般采用悬垂 绝缘子串 , 少部分中相及上相采用 V 型绝缘子串 。 统计表明 ,冰闪一般发生在悬垂绝缘子串上 ,很少发 现 V 型绝缘子串冰闪 ,其原因是 V 型绝缘子串具有 较好的自清洗效果 ,绝缘子表面积污量少 ,结冰时冰 凌不容易桥接伞间空间 , 融冰时难以形成贯通性水 帘 ,而且 V 性串能改善绝缘子附近的电场分布 , 提 高绝缘子串的覆冰闪络电压 [ 129 ] 。为了有效解决绝 缘子覆冰闪络 ,对发生冰闪的绝缘子实施顺线路方 向悬挂倒 V 型绝缘子串改造是非常有效的措施 。 但是由于山地地形及微气候的影响 ,使用倒 V 型绝 缘子串可能会引起改造的铁塔纵向不平衡张力大于 设计值[ 10214 ] ,绝缘子串偏转致使绝缘距离不够等问 题 。为了解倒 V 型绝缘子串对输电线路的影响 ,本 文应用有限单元法对其进行了力学特性分析 , 对计 算的可靠性进行力学性能试验验证 , 并根据特定地 形和荷载条件对某 500 kV 输电线路倒 V 型绝缘子 串改造进行了计算分析 ,确定了改造的可行性 。
2008 年 3月
第 34 卷 第 3 期
高 电 压 技 术
High Voltage Engineering
Vol . 34 No . 3 Mar . 2008
・569 ・
倒 V 型绝缘子串荷载的有限元分析
刘 纯1 , 陆佳政1 , 周卫华1 , 林 峰2 ( 1. 湖南省电力试验研究院 ,长沙 410007 ;2. 湖南省电力公司 ,长沙 410007 )
式中 , L X 为绝缘子串在 x 轴的投影距离 ; L Z 为绝缘 子两端点在 z 轴的投影距离 。 ( 6) 可得 将式 ( 1～3) 带入式 ( 5) 、
L X = - F1 ( TJ + F4 L 1 ); + ln EA mg T1 - T2 ( 7)
2 2 ( 8) L Z = ( TJ - T I ) / 2 EA m g + ( TJ - T I ) / mg 。
摘 要 : 500 kV 输电线路采用倒 V 型绝缘子串是解决覆冰闪络的有效措施 ,但档距 、 高差和不均匀荷载等原因将 引起改造的铁塔纵向不平衡张力大于设计值 ,倒 V 型绝缘子串偏转致使绝缘距离不够等问题 ,限制了其应用范围 。 为此 ,应用悬链线模型和有限单元法研究了倒 V 型绝缘子串的力学荷载特性 ,并通过实荷载试验验证了算法的准 确性 ,最后将此计算方法应用于 500 kV 输电线路倒 V 型绝缘子串的改造实例 ,为工程的进行提供了依据 。工程实 例的应用表明 ,该方法可信有效 ,既能应用于改造校核 ,也可推广应用于设计计算 。 关键词 : 500 kV 输电线路 ; 有限元法 ; 倒 V 型绝缘子串 ; 不平衡张力 ; 冰闪 ; 悬链线模型 中图分类号 : TM726. 1 ; TM216 文献标志码 : A 文章编号 : 100326520 (2008) 0320569204
F1 F2 F3 Fb
kN
17. 64 21. 56 25. 48 22. 54 22. 54
15. 288 21. 364 26. 362 21. 756 20. 384
16. 562 23. 618 29. 4 24. 5 24. 598
10. 878 15. 484 19. 306 15. 974 15. 190
式中 , C1 、 C2 根据所取坐标原点的位置及边界条件
・570 ・ Mar. 2008 而定 。取 I 端点为原点 ,则
High Voltage Engineering
Vol . 34 No . 3
L X = FH L / EA + FH / mg ( arcsinh ( FV / FH ) -
式中 , K1 = ( 5 L Z / 5 F2 ) / Δ; K2 = ( 5 L Z / 5 F1 ) / Δ; K3 = ( 5 L X / 5 F2 ) / Δ; K4 = ( 5 L X / 5 F1 ) / Δ; Δ = ( 5 L X / 5 F1 ) ( 5 L Z / 5 F2 ) - ( 5 L Z / 5 F1 ) ( 5 L X / 5 F2 ) 。 ( 15) 矩阵形式为 式 ( 14) 、
Abstract : To comp ute t he static co nfiguratio n and tensio n for a backward V2type insulato rs , t he mechanical charac2 teristics of backward V2type insulato rs are st udied on suspensio n line model , and t he catenary co nfiguratio n and ten2 sion are analyzed by t he finite element met hod , t he comp utation result s is verified by real loading experiment . Final2 ly , t his finite element met hod is applied to simulate a t ransformation of backward V2type insulators on 500 kV t rans2 mission line , acco rdingly , t he t ransfo rmation is successf ully co mpleted. The application indicates t hat t he effective met hod can be used in check calculatio n of t ransmission line ’s t ransformatio n , also can be used in comp uting of de2 sign. Key words : 500 kV transmission line ; FEM ; backward V insulators ; unbalanced tension ; icing flashover ; catenary model