1. Dans les lignes de transmission à ultra-haute tension (UHV), les isolateurs supportent non seulement de lourdes charges mécaniques, mais doivent également répondre aux exigences de résistance électrique ; leur fiabilité affecte directement l'exploitation sûre de la ligne de transport. De plus, les chaînes d’isolateurs doivent également répondre aux exigences de l’environnement électromagnétique, y compris celles liées aux interférences radio. Dans les lignes de transmission UHV, la répartition du champ électrique le long de la chaîne d'isolants est inégale, avec une forte distorsion du champ électrique, en particulier près des isolants côté conducteur - où l'intensité du champ électrique est relativement élevée. Cela provoque l'initiation de l'effet corona et la corrosion électrolytique dans la chaîne d'isolateurs qui commencent souvent au niveau des isolateurs côté conducteur-. L'installation de -anneaux corona et d'anneaux de blindage bien conçus peut améliorer efficacement la répartition du champ électrique de la chaîne d'isolateurs, offrant ainsi une protection anti-corona.
À la demande de Wuhan Line Power, le laboratoire d'État clé d'isolation électrique pour les équipements électriques de l'université Jiaotong de Xi'an a effectué des calculs de distribution de champ électrique tridimensionnels par éléments finis-sur un isolateur composite à suspension de type tige de 1 000 kV CA-.
Les calculs ont utilisé des méthodes numériques par éléments finis et par éléments limites, en utilisant de puissants logiciels d'analyse par éléments finis et des postes de travail dotés de solides capacités de modélisation, de solution, d'analyse de données et de traitement pour effectuer des calculs tridimensionnels de potentiel d'éléments finis et de distribution de champ électrique pour un isolateur composite à suspension de type tige de 1 000 kV CA-.
Les méthodes numériques de calcul du champ électrique comprennent principalement la méthode des différences finies, la méthode des éléments finis, la méthode de simulation de charge et la méthode des éléments limites. La méthode des éléments finis est une méthode de résolution numérique d'équations différentielles, initialement utilisée pour traiter des problèmes de mécanique des structures. Au milieu des années 1960, la méthode des éléments finis a été appliquée pour résoudre des problèmes de champs électrostatiques, magnétiques et de courant aux limites complexes en génie électrique.
2. Le modèle de calcul est basé sur les dessins d'isolateurs composites à suspension de type tige-de type tige AC 1 000 kV et les paramètres associés fournis par Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Un modèle solide tridimensionnel -a été créé en fonction des dimensions réelles des pylônes de ligne 1 000 kV, des isolateurs, des conducteurs et des raccords, en tenant compte des conditions du sol et des anneaux équipotentiels.
L'isolateur composite à suspension de type tige-de 1 000 kV CA utilise des tours en forme de gobelet en ligne droite-en forme de gobelet-. Les phases latérales sont suspendues à l'aide d'une structure de type -connexion I- unique, et les phases intermédiaires utilisent une structure de type -connexion unique V-. La longueur de la chaîne d'isolateur est de 9 500 mm et le conducteur est un fil toronné en aluminium à âme d'acier LGJ-500/35-avec une structure divisée en huit-et un espacement des sous-conducteurs de 400 mm. Les dimensions structurelles et le modèle de chaque pièce sont les suivants.
Répartition du champ électrique
Modèle de calcul de l'isolateur composite de suspension à tige AC 1 000 kV
3. Conclusions
Sur la base des calculs de distribution de potentiel et de champ électrique et de l'étude de la configuration des anneaux corona pour les isolateurs composites à suspension de type tige-de 1 000 kV CA, les conclusions suivantes sont tirées :
1. En raison de l'influence des pylônes, des conducteurs, du sol et des conditions environnementales, la répartition du champ électrique des chaînes d'isolateurs composites à suspension de type tige -de 1 000 kV CA est inégale. La distorsion du champ électrique est importante du côté du conducteur, tandis que le champ électrique est relativement faible du côté du milieu et de la tour. Le champ électrique subi par les jupes isolantes et l'air du côté conducteur est plus élevé que celui du milieu. Une configuration raisonnable d'anneaux équipotentiels peut améliorer efficacement la répartition du champ électrique du côté conducteur de la chaîne d'isolateurs.
2. Lorsque des anneaux de gradation grands et petits sont configurés, l'intensité maximale du champ électrique près du côté conducteur de l'isolateur composite de la phase I est d'environ 290 V/mm, tandis que l'intensité maximale du champ électrique côté tour est inférieure à 100 V/mm. L'intensité maximale du champ électrique se produit sur la surface extérieure du grand anneau de gradation côté conducteur, atteignant 1 388 V/mm ; l'intensité maximale du champ électrique à la surface de l'anneau de calibrage côté tour est de 445 V/mm.
3. Lorsque des anneaux de gradation grands et petits sont configurés, l'intensité maximale du champ électrique près du côté conducteur de l'isolateur composite de la phase V est d'environ 320 V/mm, tandis que l'intensité maximale du champ électrique côté tour est inférieure à 30 V/mm. L'intensité maximale du champ électrique se produit sur la surface extérieure du grand anneau de gradation côté conducteur, atteignant 1 626 V/mm ; l'intensité maximale du champ électrique à la surface de l'anneau de nivellement côté tour est de 55 V/mm. La configuration ci-dessus est relativement raisonnable et la répartition du champ électrique de l'isolant est relativement uniforme. 4. En raison de l'effet de blindage de la tour et du grand anneau corona du côté de la tour, l'intensité du champ électrique du côté de la tour de l'isolateur composite est relativement faible et la répartition du champ électrique est relativement uniforme. L’effet du petit anneau corona n’est pas évident. Il n’est donc pas nécessaire d’installer le petit anneau corona du côté de la tour.