1. У далеководима ултра{1}}високог напона (УХВ), изолатори не само да подносе велика механичка оптерећења већ морају да испуњавају и захтеве електричне чврстоће; њихова поузданост директно утиче на безбедан рад далековода. Штавише, изолаторске жице такође морају да испуњавају захтеве електромагнетног окружења, укључујући оне који се односе на радио сметње. У УХВ далеководима, дистрибуција електричног поља дуж низа изолатора је неравномерна, са великим изобличењем електричног поља, посебно близу изолатора-на страни проводника где је јачина електричног поља релативно висока. Ово доводи до тога да иницирање короне и електролитичка корозија у низу изолатора често почињу на изолаторима-на страни проводника. Инсталирање добро-дизајнираних коронских прстенова и заштитних прстенова може ефикасно побољшати дистрибуцију електричног поља изолаторске жице, пружајући заштиту од-короне.
По налогу компаније Вухан Лине Повер, Државна кључна лабораторија за електричну изолацију за енергетску опрему на Универзитету Сиан Јиаотонг спровела је прорачуне тродимензионалне дистрибуције електричног поља са коначним елементима-на композитном композитном изолатору типа 1000 кВ наизменичне струје{2}}.
Прорачуни су користили нумеричке методе коначних елемената и граничних елемената, користећи моћни софтвер за анализу коначних елемената и радне станице са робусним моделирањем чврстог материјала, решењем, анализом података и могућностима обраде за извођење тродимензионалних прорачуна потенцијала коначних елемената и дистрибуције електричног поља за композитни изолатор типа 1000кВ наизменичне струје-.
Нумеричке методе за прорачун електричног поља углавном укључују методу коначних разлика, методу коначних елемената, методу симулације наелектрисања и методу граничних елемената. Метода коначних елемената је нумеричка метода решавања диференцијалних једначина, која се првобитно користила за решавање проблема структурне механике. Средином 1960-их, метода коначних елемената је примењена за решавање проблема електростатичког, магнетног и струјног поља са сложеним границама у електротехници.
2. Модел прорачуна је заснован на цртежима композитног изолатора типа АЦ 1000 кВ- и сродним параметрима које је обезбедио Вухан Лаине Трансмиссион анд Трансформатион Екуипмент Цо., Лтд. Тродимензионални модел чврстоће је креиран у складу са стварним димензијама 1000 кВ проводника, узимајући у обзир проводнике и услове тла, узимајући у обзир услове тла и еквипотенцијални прстенови.
Висећи композитни изолатор типа 1000кВ наизменичне струје-користи праве -пехарасте-торњеве. Бочне фазе су суспендоване помоћу структуре типа једне-везе И-, а средње фазе користе структуру типа једне-везе В-. Дужина жице изолатора је 9500 мм, а проводник је ЛГЈ-500/35 челична-алуминијумска упредена жица са језгром са осам-подељених структура и размаком подпроводника од 400 мм. Структурне димензије и модел сваког дела су следећи.
Расподела електричног поља
Прорачунски модел 1000кВ наизменичне струје композитног изолатора
3. Закључци
На основу прорачуна расподеле потенцијала и електричног поља и проучавања конфигурације коронског прстена за висеће композитне изолаторе типа штап- од 1000кВ наизменичне струје, изводе се следећи закључци:
1. Због утицаја стубова, проводника, тла и услова околине, дистрибуција електричног поља 1000кВ наизменичне струје -тип суспензије композитног изолатора је неуједначена. Изобличење електричног поља је озбиљно на страни проводника, док је електрично поље релативно ниско на средини и на страни торња. Електрично поље које доживљавају изолаторске сукње и ваздух на страни проводника је веће од оног у средини. Разумна конфигурација еквипотенцијалних прстенова може ефикасно побољшати дистрибуцију електричног поља на страни проводника изолационе жице.
2. Када су конфигурисани и велики и мали прстенови за оцењивање, максимална јачина електричног поља у близини стране проводника композитног изолатора фазе И је приближно 290 В/мм, док је максимална јачина електричног поља на страни торња мања од 100 В/мм. Максимална јачина електричног поља се јавља на спољној површини великог прстена за нивелисање на страни проводника, достижући 1388 В/мм; максимална јачина електричног поља на површини мерног прстена на страни торња је 445 В/мм.
3. Када су конфигурисани и велики и мали прстенови за оцењивање, максимална јачина електричног поља у близини стране проводника композитног изолатора фазе В је приближно 320 В/мм, док је максимална јачина електричног поља на страни торња мања од 30 В/мм. Максимална јачина електричног поља се јавља на спољној површини великог прстена за нивелисање на страни проводника, достижући 1626 В/мм; максимална јачина електричног поља на површини мерног прстена на страни торња је 55 В/мм. Горња конфигурација је релативно разумна, а дистрибуција електричног поља изолатора је релативно уједначена. 4. Због ефекта заштите торња и великог коронског прстена на страни торња, јачина електричног поља на страни торња композитног изолатора је релативно ниска и дистрибуција електричног поља је релативно уједначена. Ефекат малог коронског прстена није очигледан. Због тога, мали коронски прстен не мора бити инсталиран на страни торња.