縱絕緣

在梯度電壓作用下，應(yīng)了解縱絕緣結(jié)構(gòu)中的電場分布，同時(shí)，掌握段間油隙和匝絕緣的耐電強(qiáng)度，兩者能正配合，并具有足夠裕度。在變壓器縱絕緣結(jié)構(gòu)中，由于段間存在軸向電場，相鄰線匝間還存在輻向電場，故作用于線圈縱絕緣上為復(fù)合電場。通過線圈縱絕緣電場的模擬試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算可知，高壓線圈內(nèi)表面導(dǎo)線圓角處及線段油隙處的電場比較高。

在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，由于線圈裝配后壓緊，當(dāng)匝絕緣厚度較大且導(dǎo)線包扎較松的情況下，則匝絕緣與墊塊可能形成密實(shí)接觸，該處的耐電強(qiáng)度提高，因而匝間絕緣弱點(diǎn)將移于油隙中 。

對于電力變壓器，尤其是超高壓大型電力變壓器來說，加強(qiáng)絕緣結(jié)構(gòu)的研究，進(jìn)行合理的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改進(jìn)絕緣工藝不僅對于提高變壓器產(chǎn)品質(zhì)量，而且對于節(jié)約生產(chǎn)成本，都具有重要的意義。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牽涉的范圍非常廣泛，從數(shù)學(xué)規(guī)劃的角度來說，這是一個多離散變量、強(qiáng)耦合、非線性、約束條件豐富的多峰多目標(biāo)優(yōu)化問題。遺傳算法是基于適者生存思想發(fā)展起來的一種比較通用的問題求解方法，已經(jīng)在最優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、并行處理、過程控制、經(jīng)濟(jì)預(yù)測等領(lǐng)域取得成功。

針對電力變壓器縱絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)開展研究，建立了電力變壓器縱絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型 ,并借助遺傳算法這一智能計(jì)算工具對二、三分區(qū)結(jié)構(gòu)的超高壓大型變壓器的縱絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì) ,在改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí)，又滿足工廠制造工藝要求 。

【1】

【2】

電力變壓器絕緣可分為主絕緣和縱絕緣。主絕緣是指帶電部分與接地部分間的絕緣，如高壓線圈對低（中）壓線圈間，線圈與鐵心柱、軛之間的絕緣；縱絕緣是指線圈的線匝、線段和線層之間的絕緣。

電力變壓器線圈聯(lián)結(jié)于電力系統(tǒng)，因此，其絕緣必然要遭受系統(tǒng)中各種過電壓的沖擊，尤其是在雷電過電壓作用下，由于沿線圈的電壓分布的不均勻，有時(shí)甚至引起振蕩過程，這對線圈的縱絕緣是很不利的。為此，在電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，了解雷電沖擊波作用下，線圈首端到某一點(diǎn)的電位差、相鄰元件（線段間、匝間）的電位差，即梯度電壓是十分必要的?？梢哉f，梯度電壓是縱絕緣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

變壓器運(yùn)行發(fā)生的故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，故障率60%以上是電力變壓器絕緣故障，而其中縱絕緣故障，如線圈嚴(yán)重變形、線圈匝間短路而燒毀等又占了大部分，這充分說明線圈縱絕緣對電力變壓器安全運(yùn)行的重要意義 。

線圈的縱絕緣由梯度電壓所決定。由于線圈結(jié)構(gòu)型式的不同，作用于線圈的梯度電壓也有差異。在工頻電壓下，線圈上的電壓與匝數(shù)成正比，故糾結(jié)式線段上的電壓遠(yuǎn)比連續(xù)式大；在雷電沖擊下，匝間將出現(xiàn)更高的沖擊電壓。因此，在糾結(jié)連續(xù)式線圈中，由糾結(jié)過渡到連續(xù)式線圈的匝間絕緣將留有較大的裕度。糾結(jié)式、內(nèi)屏敝式線圈由于繞制方法不同，線圈上的電壓亦不同，但主要是增加縱向電容，減小空間系數(shù)（α），從而改善起始電壓分布。油浸式電力變壓器的線圈，一般是采用電纜紙扁導(dǎo)線繞制。在高電壓變壓器中，之所以采用電纜紙作為線圈的匝絕緣，是因?yàn)橛徒埖慕殡娤禂?shù)與油相差不是很大，因而電場分布較為均勻。但應(yīng)注意，不能按油隙完全擊穿數(shù)據(jù)選擇固體絕緣厚度。雖然在某些情況下，允許油隙在試驗(yàn)電壓下發(fā)生局部放電，但通常情況下，也是應(yīng)該避免的。因?yàn)楫a(chǎn)生局部放電，可導(dǎo)致固體介質(zhì)加速老化甚至發(fā)展成擊穿。采用多層電纜紙絕緣的銅線或鋁線，以及對線段之間具有密實(shí)固體絕緣的線段，其1min工頻或雷電沖擊電壓作用下的最低擊穿電壓與絕緣厚度關(guān)系是很重要的 。

平均縱坡是指一定長度路段的高差與水平距離之比，以百分率(%)表示。它是衡量縱斷面線形設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個重要限制性指標(biāo) 。

我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，為了合理運(yùn)用最大縱坡、坡長和緩和坡段，以利汽車安全順利行駛，二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡，一船以接近5.5%(相對高差為200~500m)和5%(相對高差大于500m)為宜，并注意任何相連3km路段的平均縱坡不宜大于5.5%。2100433B

木船底部首、尾中縱剖線與水平線的夾角。對航行阻力影響很大，與船的底長船長比和首尾起翹程度有密切關(guān)系，是木船型線設(shè)計(jì)的一個重要內(nèi)容。除尖頭船以外，前進(jìn)中的水流大部分流向船底，前搪浪板在水線以下如果平緩順直向上，即首縱剖線傾角校小，有利于減少水阻力。尾縱剖線傾角可以稍大于首，但過大也會增加形狀阻力。木船優(yōu)良船型的縱剖線傾角，淺水航區(qū)大致在15—25°之間，深水緩流航區(qū)略大于此數(shù)值。 2100433B

《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在各級公路的長路塹路段，以及其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡，否則應(yīng)對其邊溝作縱向排水設(shè)計(jì)。

干旱地區(qū)以及橫向排水良好的路段，其最小縱坡可不受上述限制。