1. Em linhas de transmissão de ultra-alta tensão (UHV), os isoladores não apenas suportam cargas mecânicas pesadas, mas também devem atender aos requisitos de resistência elétrica; sua confiabilidade afeta diretamente a operação segura da linha de transmissão. Além disso, as cadeias de isoladores também devem atender aos requisitos do ambiente eletromagnético, incluindo aqueles relacionados à interferência de rádio. Nas linhas de transmissão UHV, a distribuição do campo elétrico ao longo da cadeia de isoladores é desigual, com severa distorção do campo elétrico, especialmente perto dos isoladores do lado do condutor-onde a intensidade do campo elétrico é relativamente alta. Isso faz com que a iniciação da corona e a corrosão eletrolítica na cadeia de isoladores geralmente comecem nos isoladores do lado do condutor. A instalação de anéis corona e anéis de blindagem bem-projetados pode melhorar efetivamente a distribuição do campo elétrico da cadeia de isoladores, fornecendo proteção anti-corona.
Encomendado pela Wuhan Line Power, o Laboratório Estadual de Isolamento Elétrico para Equipamentos de Energia da Universidade Xi'an Jiaotong conduziu cálculos de distribuição de campo elétrico tri{0}dimensional de elementos finitos em um isolador composto de suspensão tipo haste CA de 1000 kV-.
Os cálculos empregaram métodos numéricos de elementos finitos e de elementos de contorno, utilizando software avançado de análise de elementos finitos e estações de trabalho com modelagem sólida sólida, solução, análise de dados e recursos de processamento para realizar cálculos tridimensionais de potencial de elementos finitos e distribuição de campo elétrico para um isolador composto de suspensão do tipo haste de 1000kV CA-.
Os métodos numéricos para cálculo do campo elétrico incluem principalmente o método das diferenças finitas, o método dos elementos finitos, o método de simulação de carga e o método dos elementos de contorno. O método dos elementos finitos é um método de solução numérica para equações diferenciais, inicialmente usado para lidar com problemas de mecânica estrutural. Em meados da década de 1960, o método dos elementos finitos foi aplicado para resolver problemas de campos eletrostáticos, magnéticos e de corrente com limites complexos em engenharia elétrica.
2. O modelo de cálculo é baseado nos desenhos do isolador composto de suspensão do tipo haste de 1000 kV AC- e parâmetros relacionados fornecidos pela Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Um modelo sólido tridimensional-dimensional foi criado de acordo com as dimensões reais das torres, isoladores, condutores e acessórios da linha de 1000 kV, levando em consideração as condições do solo e os anéis equipotenciais.
O isolador composto de suspensão tipo haste CA de 1000 kV-usa torres em formato de-cálice-de linha reta. As fases laterais são suspensas usando uma estrutura de tipo-de conexão única-e as fases intermediárias usam uma estrutura de tipo-de conexão única-. O comprimento da cadeia de isoladores é de 9.500 mm e o condutor é um fio trançado de alumínio com núcleo de aço LGJ-500/35-com uma estrutura dividida em oito-e um espaçamento de subcondutores de 400 mm. As dimensões estruturais e o modelo de cada peça são os seguintes.
Distribuição de campo elétrico
Modelo de cálculo do isolador composto de suspensão de haste CA de 1000kV
3. Conclusões
Com base nos cálculos de distribuição de potencial e campo elétrico e no estudo da configuração do anel corona para isoladores compostos de suspensão do tipo haste de 1000kV CA-, as seguintes conclusões são tiradas:
1. Devido à influência de torres, condutores, aterramento e condições ambientais, a distribuição do campo elétrico de cordas de isoladores compostos de suspensão tipo haste CA de 1000kV-é desigual. A distorção do campo elétrico é severa no lado do condutor, enquanto o campo elétrico é relativamente baixo no meio e na torre. O campo elétrico experimentado pelas saias do isolador e pelo ar no lado do condutor é maior do que no meio. Uma configuração razoável de anéis equipotenciais pode efetivamente melhorar a distribuição do campo elétrico no lado do condutor da cadeia de isoladores.
2. Quando anéis de classificação grandes e pequenos são configurados, a intensidade máxima do campo elétrico próximo ao lado do condutor do isolador composto da fase I é de aproximadamente 290 V/mm, enquanto a intensidade máxima do campo elétrico no lado da torre é inferior a 100 V/mm. A intensidade máxima do campo elétrico ocorre na superfície externa do grande anel de classificação do lado do condutor, atingindo 1388 V/mm; a intensidade máxima do campo elétrico na superfície do anel de classificação no lado da torre é de 445 V/mm.
3. Quando anéis de classificação grandes e pequenos são configurados, a intensidade máxima do campo elétrico próximo ao lado do condutor do isolador composto da fase V é de aproximadamente 320 V/mm, enquanto a intensidade máxima do campo elétrico no lado da torre é inferior a 30 V/mm. A intensidade máxima do campo elétrico ocorre na superfície externa do grande anel de classificação do lado do condutor, atingindo 1626 V/mm; a intensidade máxima do campo elétrico na superfície do anel de classificação no lado da torre é de 55 V/mm. A configuração acima é relativamente razoável e a distribuição do campo elétrico do isolador é relativamente uniforme. 4. Devido ao efeito de blindagem da torre e ao grande anel corona no lado da torre, a intensidade do campo elétrico no lado da torre do isolador composto é relativamente baixa e a distribuição do campo elétrico é relativamente uniforme. O efeito do pequeno anel corona não é óbvio. Portanto, o pequeno anel corona não precisa ser instalado no lado da torre.