±8kV特高壓直流棒形懸式復合絕緣子的研制

介紹了±800kv直流棒形懸式復合絕緣子的研究、設計及試驗等情況。研究的硅橡膠傘套材料直流配方,經(jīng)1500h紫外線老化試驗,其性能指標均超過中國南方電網(wǎng)有限責任公司企標《±800kv直流輸電用線路棒形懸式復合絕緣子》的規(guī)定;采用低堿玻璃纖維芯棒制成的復合絕緣子,在長期直流電壓作用下不會因離子遷移導致其機械性能顯著下降;金屬附件鋅套按直流盤形懸式瓷絕緣子重量不小于5g要求設計,其使用壽命超過瓷絕緣子;通過對±800kv線路"i"形直流棒形懸式復合絕緣子的均壓特性研究,建議均壓環(huán)配置高壓側(cè)采用大小均壓環(huán)結(jié)構(gòu)。

（1）安裝時,先將兩端鎖緊銷拉至連接位置,裝好后再將鎖緊銷打回鎖緊位置。

針對輸電線路所用110kv棒形懸式復合絕緣子在運行中存在的問題,設計優(yōu)化復合絕緣子結(jié)構(gòu)。在滿足規(guī)范及技術(shù)參數(shù)要求的前提下,通過改變復合絕緣子傘裙的結(jié)構(gòu)和尺寸,來提高復合絕緣子的憎水性能和防覆冰性能,進一步提高其防污、耐污能力,保障輸電線路可靠、穩(wěn)定運行。

復合絕緣子因其優(yōu)異的耐污性能和良好的技術(shù)經(jīng)濟性而在特高壓直流輸電線路中有良好的應用前景。對特高壓直流線路耐張串上使用復合絕緣子的機械性能進行研究,通過建立輸電導線有限元模型和耐張串多串絕緣子并聯(lián)模型,仿真計算得到不同并聯(lián)串型布置下,耐張串在各種動態(tài)運行工況下承受的最大動態(tài)機械載荷;對比仿真計算結(jié)果,考慮復合絕緣子長期運行的機械可靠性,給出特高壓直流線路上應用復合絕緣子耐張串的推薦選型方案;綜合仿真理論分析和已有的復合絕緣子試驗結(jié)果可知,特高壓直流線路耐張串上應用復合絕緣子是可行的。

本發(fā)明涉及絕緣子技術(shù)領(lǐng)域，特指±800kv特高壓直流合成絕緣子．本發(fā)明的傘裙護套是選用以110—2甲基乙烯基硅橡膠為基體，添加補強劑氣相法自炭黑，添加阻燃劑氫氧化鋁微粉。添加適量助劑和硫化劑，經(jīng)混煉，用整體注射工藝在模具中高溫高壓下使硅橡膠硫化成型為傘裙護套．傘裙護套是包覆于芯棒表面的，傘型為一大兩小。且連續(xù)分布，再配合具有球頭、球窩結(jié)構(gòu)的金具組合為一完整絕緣子。

專利申請?zhí)?cn200610032895.2公開號:cn1925067申請日:2006.01.17公開日:2007.03.07申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;東莞市高能實業(yè)有限公司本發(fā)明涉及絕緣子技術(shù)領(lǐng)域,特指±800kv特高壓直流合成絕緣子,本發(fā)明的傘裙護套是選用以110-2甲基乙烯基硅橡膠為基體,添加補強劑氣相法白炭黑,

對500kv復合絕緣子芯棒脆斷事故的發(fā)生原因進行了分析,指出芯棒斷裂是由于絕緣子電壓分布嚴重不均及均壓環(huán)設計、安裝不規(guī)范引起導線端電場畸變所致。通過對原線路雙聯(lián)懸垂復合絕緣子下垂式線夾掛點進行"八"字形改造;利用下垂式線夾縮短的距離在導線側(cè)增掛玻璃絕緣子;新建線路采用特制復合絕緣子與玻璃絕緣子組合方式,使復合絕緣子均壓環(huán),接頭連接處遠離高壓端,改善了復合絕緣子的電場分布,降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,避免了棒形懸式復合絕緣子芯棒脆斷,取得了良好的效果。

根據(jù)直流人工污穢試驗,筆者分析和比較了6種型式瓷和玻璃絕緣子污閃特性。試驗結(jié)果表明:不同型式絕緣子的污穢閃絡性能不同,鹽密影響特征指數(shù)α與絕緣子的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)有關(guān).其值在0.32～0.55間。同樣污穢下,玻璃絕緣子的污閃電壓梯度高于相同結(jié)構(gòu)的瓷絕緣子,外傘型絕緣子的污閃電壓梯度低于鐘罩型絕緣子。絕緣子的有效爬電系數(shù)與其型式和污穢程度有關(guān),可表示為k=m×(sdd)~m。在試驗的五種非標準絕緣子中,玻璃鐘罩型絕緣子較好的利用了其爬電距離,而雙傘型瓷絕緣子的有效爬電系數(shù)最低。

巴音110kv變切改至隆安220kv變輸變電工程 110kv交流棒形懸式復合絕緣子 專用技術(shù)規(guī)范 內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司 2013年7月 目錄 1標準技術(shù)參數(shù)表..................................................................................................................1 2項目需求部分......................................................................................................................3 3投標人提供信息................................................

應用有限元數(shù)值計算方法,依據(jù)實際運行中的工況,對運行環(huán)境相近的兩種典型結(jié)構(gòu)500kv棒形懸式復合絕緣子,進行了電場和電位分布計算。得出受桿塔和高壓導線分布電容的影響,絕緣子導線側(cè)和接地側(cè)的電場畸變嚴重;導線側(cè)和接地側(cè)的電場強度均高出絕緣子中部十幾倍,電場分布極不均勻。結(jié)合運行實際,對復合絕緣子及傘套材料的耐漏電起痕和耐電蝕損性進行了試驗。發(fā)現(xiàn)500kv棒形懸式復合絕緣子斷裂掉線原因是硅橡膠傘套蝕損,內(nèi)部芯棒暴露后經(jīng)電暈燒蝕,進而水解引起脆斷;復合絕緣子出現(xiàn)的電蝕老化,外部因素主要是電場分布不均勻和大氣污濕,本體因素是傘套材料的耐漏電起痕及電蝕損性能較低。

采用ansys有限元軟件對裝有幾種不同規(guī)格均壓環(huán)的330kv棒形懸式復合絕緣子進行了電場有限元計算,得出了均壓環(huán)的位置和尺寸與電場分布的關(guān)系。與實際測量結(jié)果的比較說明,采用的建模手段和求解方法是有效的。

傳統(tǒng)瓷支柱絕緣子正顯現(xiàn)出越來越多的不足,特別是抗震性能不足的問題更為突出?！?00kv平波電抗器本體質(zhì)量45t,支撐高度12m,傳統(tǒng)瓷支柱絕緣子已經(jīng)難以滿足抗震要求。復合支柱絕緣子作為一類新型支柱絕緣子,具有很大的發(fā)展?jié)摿?其能否用于支撐±800kv平波電抗器的關(guān)鍵在于其抗震特性能否滿足要求。復合支柱絕緣子芯棒各向異性材料特性的處理、電抗器支撐結(jié)構(gòu)的建模方法以及抗震計算的研究方法是整個研究的關(guān)鍵。為此采用復合材料的計算方法求得了復合支柱絕緣子芯棒的各項參數(shù),利用ansys軟件建立了一個以3d梁單元為主的電抗器支撐結(jié)構(gòu)模型,最后通過反應譜法求得了復合支柱絕緣子的抗震響應。計算結(jié)果表明復合支柱絕緣子的安全系數(shù)>20,完全能夠滿足抗震要求,從而論證了復合支柱絕緣子應用于特高壓直流線路的可行性。

直流輸電對絕緣子的防污穢性能提出了較高的要求,導致超、特高壓直流棒形支柱瓷絕緣子的制造難度加大。根據(jù)超、特高壓直流輸變電系統(tǒng)對棒形支柱瓷絕緣子的技術(shù)要求,介紹了在瓷材料配方中引入工業(yè)氧化鋁和調(diào)整k2o、na2o的配比,開發(fā)出滿足直流瓷絕緣子的瓷配方;選用高低參差不齊的深棱傘型,以提高防污性能,解決了生產(chǎn)過程中大直徑毛坯的壓制、成型、裝燒等關(guān)鍵工藝問題;選用高強度水泥進行膠裝,更好發(fā)揮瓷材料的強度;研究了直流瓷絕緣子污穢試驗、特殊的電氣試驗。研究結(jié)果表明:國內(nèi)超、特高壓直流棒形支柱瓷絕緣子制造技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平,基本可以滿足超、特高壓直流工程的技術(shù)要求。

長棒形瓷絕緣子相比于盤型絕緣子具有不可擊穿性、良好的自清潔性和耐腐蝕性等優(yōu)點,其在高壓直流線路中的應用值得研究。試驗研究了長棒形瓷絕緣子在不同布置方式和積污條件下的直流污閃電壓,以及該型絕緣子的操作沖擊和雷電沖擊放電特性。根據(jù)試驗研究結(jié)果和電力行業(yè)標準,給出了長棒形瓷絕緣子應用于高壓直流線路的推薦配置方案。

華中電力 ２００６年第５期第１９卷 眾所周知，高壓直流（目前最普遍的為±５００ｋｖ）系 統(tǒng)以其大容量、遠距離輸電的獨特優(yōu)勢，以及大區(qū)域 電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時不增加交流系統(tǒng)短路容量等優(yōu)點被越來 越廣泛地采用。但隨著直流輸電距離的進一步加長， 輸送容量的進一步增大，±５００ｋｖ直流系統(tǒng)的輸電能 力也顯不足。目前，對特高壓直流系統(tǒng)的研究和開發(fā) 已成為世界范圍內(nèi)的熱點問題。 我國從最早的葛上直流工程到現(xiàn)在，已建成的高 壓直流工程共有５個。配合國內(nèi)電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展的需 要，特高壓直流工程也在緊張的醞釀過程中。目前正 在籌備的有云廣直流工程和金沙江外送配套直流工 程。經(jīng)過幾輪論證，國內(nèi)新上的特高壓直流工程的直流 電壓基本傾向于采用±８００ｋｖ。以下主要針對±８００ｋｖ 的特高壓直流工程加以討論。 由于特高壓直流（以下簡稱ｕｈｖｄｃ）工程電壓等 級較高，單個十二脈

華中電力 ２００６年第５期第１９卷 眾所周知，高壓直流（目前最普遍的為±５００ｋｖ）系 統(tǒng)以其大容量、遠距離輸電的獨特優(yōu)勢，以及大區(qū)域 電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時不增加交流系統(tǒng)短路容量等優(yōu)點被越來 越廣泛地采用。但隨著直流輸電距離的進一步加長， 輸送容量的進一步增大，±５００ｋｖ直流系統(tǒng)的輸電能 力也顯不足。目前，對特高壓直流系統(tǒng)的研究和開發(fā) 已成為世界范圍內(nèi)的熱點問題。 我國從最早的葛上直流工程到現(xiàn)在，已建成的高 壓直流工程共有５個。配合國內(nèi)電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展的需 要，特高壓直流工程也在緊張的醞釀過程中。目前正 在籌備的有云廣直流工程和金沙江外送配套直流工 程。經(jīng)過幾輪論證，國內(nèi)新上的特高壓直流工程的直流 電壓基本傾向于采用±８００ｋｖ。以下主要針對±８００ｋｖ 的特高壓直流工程加以討論。 由于特高壓直流（以下簡稱ｕｈｖｄｃ）工程電壓等 級較高，單個十二脈

特高壓直流輸電的優(yōu)勢.

針對特高壓直流接地極線路的絕緣配合問題,首先對目前接地極線路的絕緣配合原則進行了介紹,然后對接地極線路的操作過電壓水平進行了計算,并通過對線路絕緣水平、操作過電壓水平以及換流站保護水平的綜合分析,提出了接地極線路絕緣水平的選取原則。通過試驗得到了不同招弧角間隙的50%操作沖擊擊穿電壓值,并對不同位置絕緣擊穿時招弧角間隙的直流續(xù)流進行了計算,根據(jù)試驗和計算結(jié)果,綜合考慮絕緣水平和熄弧能力的要求,提出了接地極線路絕緣配置的選取方法。最后,給出了接地極線路差異化絕緣配置的思路。

懸式復合絕緣子型號的區(qū)分 主要是兩端連接金具的不同，h表示是單耳、q表示是杵座、u表示是雙耳 1.懸式絕緣子 1.1類型：結(jié)構(gòu)見圖1～圖4。 圖1、圖3：為非雙重絕緣懸式絕緣子。 圖2、圖4：為雙重絕緣懸式絕緣子，該型絕緣子配套提供雙重絕緣跳線卡箍。 圖1fqx-25/120hhg（fqx-25/160hhg） 圖2fqxs-25/120hhg（fqxs-25/160hhg） 圖3fqx-25/120qhg（fqx-25/160qhg） 圖4fqxs-25/120qhg（fqxs-25/160qhg） 1.2尺寸及規(guī)格 尺寸 型號 h（mm）h（mm）d(mm)b(mm)φ(mm) 爬電距離 (mm) fqx-25/120hhg738±20≥500≤15016±0.5φ21±1≥1600 fqx-25/120qhg

中國電機工程學會高壓專委會2007年學術(shù)年會論文集 ±800kv特高壓直流絕緣子技術(shù)和經(jīng)濟可靠 性分析 吳光亞 1郭賢珊2姚濤1 1國網(wǎng)武漢高壓研究院2國家電網(wǎng)公司 摘要介紹了我國±800kv直流絕緣子的研制現(xiàn)狀及發(fā)展水平。在對其技術(shù)和經(jīng)濟可靠性評估的基礎(chǔ)上，提 出了絕緣子選型方案及考慮的問題。 關(guān)鍵詞直流±800kv特高壓絕緣子 1前言 ±800kv直流工程對絕緣子提出了與 1000kv交流工程相同的更高技術(shù)要求。與 1000kv交流和±500kv直流相比不同的是 運行電壓比±500kv直流提高了60％，使得 絕緣子的靜電吸塵更明顯和積污特性更差， 污穢外絕緣問題比1000kv交流更突出；支 柱和空心瓷絕緣子的結(jié)構(gòu)高度達14m以上， 比1000kv交流還長4m以上，所承受的拉伸、 扭轉(zhuǎn)和彎曲負荷更大，其制造更困難等

為保證復合絕緣子作為耐張串應用于特高壓工程的安全性,有必要對絕緣子串斷聯(lián)進行研究,尤其是對影響沖擊系數(shù)的關(guān)鍵因素進行研究。設計復合絕緣子串斷聯(lián)試驗系統(tǒng),并制定實施方案。對兩聯(lián)耐張復合絕緣子串斷聯(lián)進行試驗,用動態(tài)力測試系統(tǒng)記錄試驗過程中絕緣子串張力的變化情況,通過計算得到在不同張力條件下斷聯(lián)工況的絕緣子動力影響系數(shù)。對復合絕緣子串斷聯(lián)進行數(shù)值計算,用試驗數(shù)據(jù)對數(shù)值計算進行驗證。用數(shù)值計算方法研究聯(lián)板結(jié)構(gòu)高度、檔距對沖擊系數(shù)的影響,為進一步研究復合絕緣子的機械性能和制定相應的設計規(guī)范提供參考和依據(jù)。

為滿足我國特高壓直流工程建設的需要,該文通過人工污穢試驗,對3種超、特高壓直流復合絕緣子短樣及4種不同型式瓷和玻璃絕緣子的直流污閃特性進行了比較分析。結(jié)果表明:復合絕緣子的污穢影響特征指數(shù)a為0.267~0.291,小于瓷和玻璃絕緣子;其沿面50%閃絡電壓梯度和爬電距離有效系數(shù)均高于瓷和玻璃絕緣子;復合絕緣子耐污性能優(yōu)于瓷和玻璃絕緣子,污穢越嚴重,其耐污性能越明顯;絕緣子傘裙結(jié)構(gòu)和型式對其污閃特性有重要影響。