500kV高海拔输电线路金具表面电场优化分析

500kV高海拔输电线路金具表面电场优化分析

王婧孙韵耕

（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司内蒙古通辽028000）

摘要：在高寒高海拔区域架设的超高压输电线路在各处的电晕放电会长期长时间出现且显而易见。本文依托建塘至玉龙500kV输变电工程，利用ANSYS软件对500kV双回交流输电线路悬垂绝缘子及其金具的表面电场进行了仿真计算，从仿真结果上不难分析得出在一般的超高压线路上的三相悬垂绝缘子串的上、中、下三部分的场强分布。根据国标推荐方法得到高海拔（4km）地区金具临界起晕场强值并与计算结果进行对比，给出了均压环回旋90°、管径增至55mm的方案，验证结果表明文中所给出的优化方案可以有效降低均压环表面最大电场强度，使其低于高海拔地区金具的临界起晕场强值。

关键词：高海拔；金具；电场优化；输电线路

0引言

超高压线路的绝缘好坏对线路来说乃至整个网架都至关重要，在规划线路时绝缘也是必须精心考虑的。在高海拔地区，空气稀薄，空气的绝缘强度较低，使得各类金具的电晕放电现象明显增强[1-3]，所以在高海拔线路设计中需要进行金具的进一步优化设计，以保证线路具有良好的电晕特性和绝缘安全。

自从电力系统绝缘作为一个重要研究方向以来，诸如武汉大学曹晶等人[4]、王宏英等人[5]、全姗姗等人[6]、范建斌等人[7]使用紫外成像仪、Ansys软件等工具分别测试了330kV交流输电线路金具、500kV变电站内管母V型绝缘子串均压环、500kV输电线路跳线间隔棒以及不同高度下的输电线路金具，得到了典型金具起晕电压试验值、电晕放电特征，总结得出海拔校正公式。在高海拔输电工程绝缘子及金具的结构设计领域中起到重要的作用。

在本文研究的案例中，输电线路会使用各类绝缘子及金具，对其建模并做模拟仿真计算十分必要。所以，作者以建塘至玉龙500kV交流输电线路为依据建模并做仿真计算，经分析验证后提出均压环安装使用意见。

1500kV单塔两回线悬垂绝缘子串模型建立

1.1悬垂串相关计算参数

1.1.1绝缘子

500kV单塔两回线路悬垂玻璃绝缘子，共计35片、型号FC-21P/170、盘径280mm，结构高度170mm，爬距450mm，如图1所示。

5结论

（1）依托建塘至玉龙交流输电线路，创建4km500kV单塔双回线悬垂串及其金具的计算模型，利用Ansys软件仿真计算了绝缘子、均压环、联板的外表电场强度，它的最高场强值大于最高起晕场强值（18.2kV/cm）；

（2）提出均压环扭转90°、增大均压环直径至55mm的建议，对悬垂串及其金具表面场强进行优化，试验结果验证了建议的正确性；

（3）根据优化设计计算和试验验证模型的对比发现：均压环直径70mm，有利于输电线路金具防止电晕和降低噪音。

（4）本文试验的悬垂串及其金具表面场强分布和改进建议适合高海拔500kV输电工程，对于高海拔输电研究具有重大价值。

参考文献：

[1]谷琛，范建斌，殷禹，等．1000kV特高压直流输电系统设备电晕特性[J]．高电压技术，2012,38(12):3182-3188.

[2]曾庆禹．特高压输电线路电气和电晕特性研究[J].电网技术，2007,31(19):1-8.

[3]王宏英，夏景欣，黄道春，等．特高海拔500kV变电站绝缘子串均压环的电晕特性[J].高电压技术，2013,39(3):661-667.

[4]曹晶，张勤，杨迎建，等．高海拔交流输电线路金具电晕放电特性[J].高电压技术，2011,37(12):2924-2929.

[5]王宏英，夏景欣，黄道春，等．特高海拔500kV变电站绝缘子串均压环的电晕特性[J].高电压技术，2013,39(3):661-667.

[6]全姗姗，曹晶，谷莉莉，等.500kV输电线路跳线金具电晕放电特性[J].水电能源科学，2012,30(12):146-148.

[7]范建斌，谷琛，殷禹，等．特高压直流输电设备电晕特性的海拔修正[J].高电压技术，2009,35(9):2881-2885.

[8]GB/T2317.2-2008电力金具试验方法第2部分：电晕和无线电干扰试验.

[9]GB311.1-2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则.

作者简介：

王婧（1988—），女，研究生，工程师，现从事输变电运检工作，单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司。

孙韵耕(1988-),男,本科，工程师，现从事输变电运检工作，单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司。