220kV输电线路复合材料横担电气特性研究

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复合材料是一种质轻量、强度高、耐腐蚀、方便安装的材料,目前已广泛运用在输电线路中。本文立足于220kV丰屏线路老旧电杆技术改造工程,分析了220kV复合材料横担输电杆塔的静电场环境,并对其耐雷性能进行了研究。
  运用有限元分析软件ANSYS中的经典平台建立了复合材料横担输电杆塔的3D模型,考虑杆塔、输电线、均压环、大地、空气以及相间等影响因素,经计算后得出了复合横担塔的电位及电场强度分布情况。将复合横担与220kV输电线路常规酒杯塔绝缘子串的电位及电场强度进行对比,其性能优于酒杯塔。考虑到需要满足爬距等其他因素的要求,在复合横担端部增加了悬垂绝缘子串并提出合理的均压配置方案以优化其电场电位分布情况。
  运用电磁暂态软件ATP-EMTP建立220kV复合材料横担输电线路模型,包括输电主杆塔模型、雷电源模型、先导闪络发展模型等以研究其反击和绕击耐雷性能。分析对比了复合横担输电杆塔和酒杯塔A、B、C三相临界反击闪络雷电流的大小。同时分析了不同冲击接地电阻、不同工频相角下复合材料横担塔反击、绕击耐雷水平以及最大绕击电流。并将复合材料输电杆塔模型与220kV常规输电杆仿真模型进行对比,验证其耐雷性能是否优于常规酒杯塔。
  经研究确定了复合材料横担输电杆塔的最终方案为在原设计方案下增加复合绝缘子并合理配置均压环。在该结构下复合材料横担输电杆塔的耐雷性能明显优于常规酒杯塔。并且可通过减小接地电阻阻值来提高其反击耐雷水平。在同一工频相角下酒杯塔比复合横担塔更易发生闪络。
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