1100kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化

发布时间：2021-02-06 00:48

　　为优化交流1 100kV气体绝缘输电线路中三支柱绝缘子的电气性能,提出了一种基于遗传算法的结构参数优化方法。建立三支柱绝缘子电场和应力场仿真模型,对绝缘子电气性能和机械性能进行校验,发现最大表面场强位于支柱和中心圆柱的连接处,为12.13 MV·m-1,大于12MV·m-1的许用值,可能引发闪络,有必要进行电气性能优化。建立三支柱绝缘子参数化模型,仿真研究各结构参数对三支柱绝缘子电气性能的影响,发现各结构参数的增大对绝缘子电气性能有不同程度的优化,但也会造成绝缘子体积的增加。在满足机械性能需求和绝缘子体积保持不变的条件下,以提高电气性能为目标,提出基于遗传算法的三支柱绝缘子结构参数优化方案,并且为减小计算量,提出该方案的简化方法。结果表明:在相同电压下,优化后的三支柱绝缘子的最大表面场强降低为11.36MV·m-1,绝缘裕度提高了6.3%,优化效果较好。所提方法兼顾了机械性能和绝缘子体积,具有较高的实用性和计算效率。 

【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(07)北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

三支柱绝缘子典型结构

为了提高计算效率，在不影响计算结果准确性的基础上对模型进行了简化。在进行有限元仿真时，认为嵌件、滚轮和微粒收集器之间均具有良好接触且稳定接地，将其视为等位体。同理，认为连接筒和中心导杆之间也具有良好接触，具有相同的高电位。由于微粒收集器的条形孔距离绝缘子较远，对绝缘子附近的电场影响较小，可认为微粒收集器表面是光滑的。此外，微粒收集器的轴向宽度比绝缘子的略大，且其内径和外壳十分接近，因此可将外壳和微粒收集器视为一个金属圆筒，其内径和微粒收集器的相同。最终建立的三支柱绝缘子简化模型如图2所示。2 三支柱绝缘子电场许用值和应力场许用值

仿真时认为各金属件之间具有良好接触，在中心导杆处施加2 400kV电压，外壳处施加0电位，取环氧树脂、绝缘气体和金属件的相对介电常数分别为4.65、1.002和1×107，得到三支柱绝缘子电位和场强分布的仿真结果，分别如图3和图4所示。从图3可以看出，在雷电冲击电压2 400kV的作用下，中心导体、连接筒、绝缘子中心圆柱以及各支柱嵌件处电位下降较快，结合图4可知，这些区域的场强也较高。


本文编号：3019861