合成绝缘子均压环设置与结构优化的研究

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1、合成绝缘子均压环设置与结构优化的研究　　摘要：本文在探讨了高压交流系统中合成绝缘子设置均压环的主要作用和要求，并对合成绝缘子均压环设置结构参数进行了分析研究；采用神经网络优化了绝缘子均压环各结构参数，在此基础上给出合成绝缘子均压环结构参数的最优值；最终给出了330KV电压等级下有效改善绝缘子电场分布的均压环优化参数。　　关键词：合成绝缘子；均压环；神经网络；结构优化　　StudyonCoronaRingSettingandOptimizingofCompositeInsulator　　XuQi-ying1WuLi-hong2　　（1Schoolofelectricandinfo

2、rmationengineering，ZhongyuanUniversityofTechnology，ZhengZhou，450007，China　　2ElectricPowerofNan-Yang，STATAGRID，473000）　　Abstract：Inthispapertheauthoranalysesthefunctionsandquestionofsettingcoronaringonthecompositeinsulatorfirstly；theneuralnetworkmodelisbuilttomapthelocationaswellasthedimensio

3、nsofthecoronaringandtheoptimalgoal，theparametersthatimprovingelectricfieldof330KVcompositeinsulatorarerecommended.　　Keywords：Compositeinsulator；Coronaring；Neural8network；Optimization.　　0引言　　合成绝缘子以其表面憎水性强、防污闪性能好、机械强度高等优点，广泛用于各种电压等级的交直流输电线路。但由于合成绝缘子组成结构和制造材料等与瓷绝缘子相比有很大区别，使合成绝缘子沿面电位分布呈现非常不均匀的非线

4、性分布特点。在实践运行中发现，尤其是合成绝缘子的高电位端，电场强度远远高于合成绝缘子的其他部分，是最容易遭受电蚀等破坏的部分。运行中为降低合成绝缘子高压端的电场强度分布，通常在高、低压端两处安装均压环。合成绝缘子均压环的配置参数即要能有效的降低绝缘子串两端的电场强度，也要防止均压环自身因承受高压而起晕，因此有必要对合成绝缘子均压环的配置参数进行优化分析。　　对合成绝缘子均压环的优化配置虽可采取运行中进行实地测量研究，但一般可靠性和经济型较差，且因工作环境的限制，具体操作难度也较大。一般研究中，通常使用理论计算分析合成绝缘子沿面电场分布和均压环设置[1]。　　本文首先探讨了高压交

5、流系统中合成绝缘子设置均压环的主要作用和要求，并对合成绝缘子均压环设置结构参数进行了分析研究；优化后的均压环使得绝缘子和均压环的表面电场强度均小于电晕起始场强。最终给出了330KV电压等级下有效改善绝缘子电场分布的均压环优化参数。　　1合成绝缘子加装均压环的作用和要求8　　在实际运行中，为了使合成绝缘子能够安全稳定工作并改善其电位分布，需要装设各种电位梯度控制环，电位梯度控制环按其所起的作用不同一般分为屏蔽环、均压环、引弧环等不同类型，也可统称为均压环。它的主要作用是降低合成绝缘子上某些部位或两端金具表面过高的电场强度并使其尽量均匀分布。均压环安装示意图及具体参数如图1所示。　

6、　合成绝缘子均压环根据系统运行侧重点不同而有各种不同作用，其安装参数也不尽相同，工程实践中，根据电力系统运行的不同的需要，合成绝缘子均压环设置的具体要求不同。　　1.1降低内部电场强度的作用　　理论计算和实际测量都表明合成绝缘子的沿面电位分布是非常不均匀的，高场强主要分布在靠近高压侧的一端。这种过度集中的电场强度极易使合成材料中的微小孔隙、材料中的缺陷或不同材料之间的交界面处发生局部放电，而局部放电会使合成绝缘子材质老化而逐渐劣化。设置这种均压环的主要目的是使合成绝缘子在正常运行时的内部场强低于起始放电场强（4.5kV/cm）。为此在均压环配置时，应靠合成近绝缘子本体，均压环相

7、对于合成绝缘子高压侧伞盘的最佳位置一般可以通过理论计算或者现场试验而获得。　　1.2表面电场的屏蔽作用　　此时设置均压环的主要目的是为了减小合成绝缘子金具和导线连接件表面的电场强度，抑制电晕现象产生，所以这种起屏蔽作用的均压环又称电晕环。它的设置位置与金具和连接件的组成尺寸有关，当其组成尺寸较大时，均压环一般只装在高压侧即可满足要求。　　1.3引开工频电弧的作用8　　当合成绝缘子表面出现闪络时，所产生的工频电弧会使其端部金具的温度急剧升高甚至烧蚀，在特殊情况下会使绝缘子芯棒滑出或绝缘子永久变