[發明專利]改善污穢潮濕環境下輸電線路中絕緣子電位分布的方法

有效

• 申請號: 201210186384.1
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102694358A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 溫定筠;呂景順;張凱;楊志華;喬立鳳
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02G7/00
• 分類號: H02G7/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發明涉及高壓輸電領域，具體地，涉及一種基于架空輸電線路歷史數據、仿真和試驗相結合的、用于改善污穢潮濕狀態下架空輸電線路中有機復合絕緣子和鋼化玻璃絕緣子串電位分布的方法。

背景技術

近年來，電網內各電壓等級的輸電線路尤其是西北電網多次發生絕緣子閃絡跳閘事故，對電網供電可靠性造成了重大影響，經濟損失很大；據閃絡事故分析，絕緣子表面聚集的污穢是引起閃絡的主要原因之一，對絕緣子電位分布進行研究，是預防輸電線路閃絡事故的有效手段。鑒于污穢的隨機性、易變性和多影響因素特點，截至目前還沒有一套完整、合理的方法以有效應對輸電線路絕緣子污穢閃絡事故，輸電線路的運行存在著重大的安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種改善污穢潮濕環境下輸電線路中絕緣子電位分布的方法，以降低輸電線路因絕緣子污染造成的閃絡事故、實現供電可靠性高、安全性好與經濟效益好優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種改善污穢潮濕環境下輸電線路中絕緣子電位分布的方法，包括：

a、基于所述架空輸電線路的歷史數據，選取所述架空輸電線路的閃絡頻發段，并從該閃絡頻發段中選取使用量最大的：桿塔、導線、以及有機復合絕緣子和鋼化玻璃絕緣子串；

b、在潔凈干燥的理想環境下，采用三維模型作為有限元模型，并將步驟a所選取的桿塔和導線納入所述三維模型，并且通過零階漸近邊界條件設置人工邊界將無線大范圍截斷為有限區域，其中：人工邊界的尺寸以所述有機復合絕緣子和鋼化玻璃絕緣子串的周圍電場幾乎不再隨場域邊界的擴大而改變為準，從而利用有限元數值計算方法：（1）仿真分析步驟a所選取的有機復合絕緣子的：表面電位沿泄漏距離的分布、表面電位分布云圖、表面電場強度沿泄漏距離的分布、表面電場強度分布云圖、表面最大電場強度隨均壓環管徑變化的規律、均壓環表面最大電場強度隨均壓環管徑變化的規律，和表面電場強度最大值與均壓環環徑及均壓環罩入深度之間的關系，以及平均電場強度沿泄漏距離的分布；（2）對于所述步驟a所選取的鋼化玻璃絕緣子串，仿真分析：當取不同片數的所述鋼化玻璃絕緣子串時，在靠近高、低壓側的電壓承擔率與片數的關系；當取不同片數的所述鋼化玻璃絕緣子串時，鋼化玻璃絕緣子串的電位分布云圖；

c、在覆蓋有均勻污層且各處受潮程度相同的理想污穢潮濕環境下，基于步驟b所采用的所述有限元模型和設置的所述人工邊界，進一步為所述有限元模型添加一個二維表面單元，用以模擬所述理想污穢潮濕環境，其中，所述二維表面單元被賦予污層電導率，在整個有限元模型中忽略所述二維表面單元的物理厚度，從而利用有限元數值計算方法：（I）仿真分析不同污層電導率下，步驟a所選取的有機復合絕緣子的：表面電位沿泄漏距離的分布同污層電導率之間的關系、表面電場強度法向分量沿泄漏距離的分布同污層電導率之間的關系、表面電場強度切向分量沿泄漏距離的分布同污層電導率之間的關系、不同污層電導率時表面電場強度的分布云圖，和表面電場強度的最大值及其法向、切向分量最大值同污層電導率之間的關系；（II）對于所述步驟a所選取的鋼化玻璃絕緣子串，仿真分析：當取不同片數的所述鋼化玻璃絕緣子串時，在不同污層電導率時，在靠近高、低壓側的電壓承擔率與片數和污層電導率的關系；當取不同片數的所述鋼化玻璃絕緣子串時，在不同污層電導率時，鋼化玻璃絕緣子串的電位分布云圖；

d、搭建物理試驗平臺以便分別在潔凈干燥和人工覆著均勻污穢狀態下對所述有機復合絕緣子、鋼化玻璃絕緣子串進行試驗，所述物理試驗平臺如下：試驗變壓器一次側連接交流電源，試驗變壓器二次側連接保護電阻和試品絕緣子串聯組成的電路，其中試品絕緣子并聯有交流電容分壓器；試驗過程中所述試品絕緣子的兩端電壓通過交流電容分壓器測量；所述試品絕緣子包括所述有機復合絕緣子和所述鋼化玻璃絕緣子串；所述試品絕緣子懸吊于模擬金屬塔架，所述模擬金屬塔架按照所述架空輸電線路中的桿塔做1:1模擬，所述試品絕緣子懸吊位置按照所述架空輸電線路實際情況做1:1模擬；

e、對比步驟d中的物理試驗平臺在潔凈干燥和人工覆著均勻污穢狀態下所得模擬結果和步驟b、c所得的在理想環境和理想污穢潮濕環境下的仿真分析結果，基于模擬結果與仿真分析結果的吻合程度，確定上述步驟b、c所得仿真分析結果和步驟d所得模擬結果的權重系數，綜合步驟b、c和d所得的結果，調用相應的改善電位策略。