500kV转弯塔跳线悬垂绝缘子串电场分布的有限元分析

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1、研究与开发500kV转弯塔跳线悬垂绝缘子串电场分布的有限元分析1122贺林傅正财陈敏华陶家铜（1.上海交通大学电气工程系，上海200030；2.浙江省电力公司计划部，杭州310007）摘要本文针对500kV转弯塔处易出现局部可听噪声的情况，采用有限元法，对500kV输电杆塔跳线悬垂绝缘子串及其下端金具上的电场分布进行了建模计算。重点比较了在金具两侧跳线四种不同夹角的情况下，绝缘子串及金具上的电场分布，总结了跳线夹角变化对电场分布的影响。并根据比较结果指出在满足绝缘要求的前提下，减小金具两侧跳线夹角可以比较明显的改善电场分布，减小转弯塔处可能出现的局部可听噪声。关键词：电场计算；

2、有限元法；悬垂绝缘子串；金具；跳线夹角FiniteElementAnalysisoftheElectricFieldsonSuspensionInsulatorStringsat500kVPowerTransmissionTowers1122HeLinFuZhengcaiChenMinhuaTaoJiatong（1.Dept.ofElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030；2.Dept.ofPlan&Development,ZhejiangElectricPowerCo.,Hangzhou310007)A

3、bstractTheelectricfielddistributionon500kVpowertransmissiontowersuspensioninsulatorstringandmetalfittingsiscalculatedadoptingthefiniteelementmethod(FEM)consideringtheaudiblenoiseonsuchtowers.Theimpactoftheanglebetweenthejumpingconductorsontheelectricfielddistributionisanalyzed.Basedonthecomp

4、arisonoftheelectricfielddistributionsundercaseswithdifferentanglesbetweenjumpingconductors,itispointedoutthattheelectricfielddistributionwillbesignificantlyamelioratediftheanglebetweenjumpingconductorsweredecreased.Themeasuresfordecreasingaudiblenoisearealsodiscussed.Keywords：electricfieldca

5、lculation；initeelementmethod；suspensioninsulatorstring；metalfittings；500kVtransmissionline程中杆塔、导线对计算结果的影响，已见文献中均1引言[1-2]进行过分析。但这些研究都是基于外绝缘均压方随着我国电力事业的发展，500kV超高压输电线面的考虑。对转弯塔处这种比较特殊的情况未见有路及输电杆塔数量日益增多，而关于输电杆塔局部电细致的研究。本文考虑转弯塔处实际情况，采用有晕可听噪声的投诉也随之增加。实地调研表明，限元法对这种情况下杆塔、绝缘子串、跳线及金具500kV转弯塔处较容易出现局部电晕

6、可听噪声。而杆附近的电场分布进行建模计算，并分析转弯塔处的塔跳线悬垂绝缘子串及其金具位置处的局部电晕产跳线布置对电场分布的影响，探讨改善电场分布降生的噪声最为明显，并且电晕噪声的强弱与金具两侧低局部电晕可听噪声的措施。跳线夹角的大小存在一定的关联。因此，有必要对跳2计算模型的建立线不同夹角时这一位置处的电场分布进行计算分析。有限元法是输变电设备电场分布计算常用的成较为典型的500kV单回输电转弯塔塔头处的悬熟方法。对悬垂绝缘子串上的电场分布以及计算过垂绝缘子串布置如图1所示。2009年第5期9研究与开发图3两侧跳线夹角180°时的模型图1500kV单回转弯塔的塔头布置求解500

7、kV输电杆塔、跳线、绝缘子及金具所构成系统的电场分布是一个无限场域内的三维问题，用有限元法难以直接求解。同时，由于杆塔、绝缘子串结构较为复杂，如完全按照实际结构建模，将严重影响计算速度，甚至使计算难以进行。因此，根据经验和试算在建模时按照以下原则对模型进行适当简化：（1）整个杆塔钢架等电位电气连接，具有良好图4两侧跳线夹角150°时的模型的屏蔽性能，建模时可将其复杂的网状结构简化成[1，3]等电位的实心结构。（2）由于研究的重点是绝缘子、金具和跳线表面的局部电场，对具体的一相而言，另外两相的