1. U dalekovodima ultra-visokog napona (UHV), izolatori ne samo da podnose velika mehanička opterećenja, već također moraju zadovoljiti zahtjeve električne čvrstoće; njihova pouzdanost izravno utječe na siguran rad dalekovoda. Nadalje, izolatorske žice također moraju ispunjavati zahtjeve elektromagnetskog okruženja, uključujući one koji se odnose na radio smetnje. U UHV dalekovodima, distribucija električnog polja duž izolatorskog niza je neravnomjerna, s velikim izobličenjem električnog polja, posebno u blizini izolatora na strani-vodiča gdje je jakost električnog polja relativno visoka. To uzrokuje da inicijacija korone i elektrolitička korozija u izolatorskom nizu često počinju na izolatorima na strani-vodiča. Ugradnja dobro-projektiranih koronskih prstenova i zaštitnih prstenova može učinkovito poboljšati distribuciju električnog polja izolatorskog niza, pružajući anti-koronsku zaštitu.
Po narudžbi Wuhan Line Power, Državni ključni laboratorij za električnu izolaciju za energetsku opremu na Sveučilištu Xi'an Jiaotong proveo je proračune tro-dimenzionalne distribucije električnog polja konačnih elemenata na 1000kV izmjeničnoj struji -tip suspenzijskog kompozitnog izolatora.
U izračunima su korištene numeričke metode konačnih elemenata i graničnih elemenata, uz korištenje moćnog softvera za analizu konačnih elemenata i radnih stanica s robusnim mogućnostima čvrstog modeliranja, rješenja, analize podataka i obrade za izvođenje tro-dimenzionalnih proračuna potencijala konačnih elemenata i distribucije električnog polja za 1000kV AC štapni{2}}kompozitni ovjesni izolator.
Numeričke metode za proračun električnog polja uglavnom uključuju metodu konačnih razlika, metodu konačnih elemenata, metodu simulacije naboja i metodu graničnih elemenata. Metoda konačnih elemenata numerička je metoda rješavanja diferencijalnih jednadžbi, koja se prvobitno koristila za rješavanje problema strukturne mehanike. Sredinom 1960-ih, metoda konačnih elemenata primijenjena je za rješavanje problema elektrostatičkog, magnetskog i strujnog polja sa složenim granicama u elektrotehnici.
2. Model proračuna temelji se na nacrtima kompozitnog izolatora tip-ovjesne izmjenične struje 1000kV i povezanim parametrima koje je dostavio Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Tro-dimenzionalni čvrsti model stvoren je prema stvarnim dimenzijama stubova vodova od 1000kV, izolatora, vodiča i armature, uzimajući u obzir uvjete tla i ekvipotencijalni prstenovi.
1000kV AC štapni-kompozitni ovjesni izolator koristi ravne{2}}tornjeve u obliku pehara-. Bočne faze su ovješene pomoću strukture tipa -spoj I-, a srednje faze koriste strukturu tipa tipa -spoj V-. Duljina izolatorskog niza je 9500 mm, a vodič je LGJ-500/35 čelična-žica s aluminijskom jezgrom s osam-split strukturom i razmakom podvodiča od 400 mm. Strukturne dimenzije i model svakog dijela su sljedeći.
Raspodjela električnog polja
Proračunski model 1000kV AC štapnog ovjesnog kompozitnog izolatora
3. Zaključci
Na temelju proračuna distribucije potencijala i električnog polja i proučavanja konfiguracije koronskog prstena za 1000kV izmjenične izmjenične šipke-kompozitne izolatore, izvedeni su sljedeći zaključci:
1. Zbog utjecaja tornjeva, vodiča, tla i uvjeta okoline, distribucija električnog polja 1000kV izmjenične struje šipke-tipa ovjesnog kompozitnog izolatora je neravnomjerna. Izobličenje električnog polja je ozbiljno na strani vodiča, dok je električno polje relativno nisko u sredini i na strani tornja. Električno polje koje doživljavaju rubovi izolatora i zrak na strani vodiča veće je od onog u sredini. Razumna konfiguracija ekvipotencijalnih prstenova može učinkovito poboljšati distribuciju električnog polja na strani vodiča izolatorskog niza.
2. Kada su konfigurirani i veliki i mali prstenovi za ocjenjivanje, maksimalna jakost električnog polja u blizini strane vodiča kompozitnog izolatora faze I je približno 290 V/mm, dok je maksimalna jakost električnog polja na strani tornja manja od 100 V/mm. Maksimalna jakost električnog polja javlja se na vanjskoj površini velikog prstena za ocjenjivanje na strani vodiča, dosežući 1388 V/mm; najveća jakost električnog polja na površini prstena za ocjenjivanje na strani tornja je 445 V/mm.
3. Kada su konfigurirani i veliki i mali prstenovi za ocjenjivanje, maksimalna jakost električnog polja u blizini strane vodiča kompozitnog izolatora faze V je približno 320 V/mm, dok je maksimalna jakost električnog polja na strani tornja manja od 30 V/mm. Maksimalna jakost električnog polja javlja se na vanjskoj površini velikog prstena za ocjenjivanje na strani vodiča, dosežući 1626 V/mm; najveća jakost električnog polja na površini prstena za ocjenjivanje na strani tornja je 55 V/mm. Gornja konfiguracija je relativno razumna, a distribucija električnog polja izolatora relativno je ujednačena. 4. Zbog zaštitnog učinka tornja i velikog koronskog prstena na strani tornja, jakost električnog polja na strani tornja kompozitnog izolatora je relativno niska, a distribucija električnog polja je relativno jednolika. Učinak malog koronskog prstena nije očit. Stoga mali korona prsten ne mora biti instaliran na strani tornja.