1. U dalekovodima ultra-visokog napona (UHV), izolatori ne samo da podnose teška mehanička opterećenja već moraju ispunjavati i zahtjeve za električnu čvrstoću; njihova pouzdanost direktno utiče na siguran rad dalekovoda. Nadalje, izolatorske žice također moraju ispunjavati zahtjeve elektromagnetnog okruženja, uključujući one koji se odnose na radio smetnje. U UHV dalekovodima, distribucija električnog polja duž izolatorskog niza je neravnomjerna, sa ozbiljnim izobličenjem električnog polja, posebno blizu izolatora-bočne strane provodnika gdje je jakost električnog polja relativno visoka. Ovo uzrokuje iniciranje korone i elektrolitičku koroziju u nizu izolatora koji često počinju na izolatorima na strani provodnika. Instaliranje dobro-dizajniranih koronskih prstenova i zaštitnih prstenova može efikasno poboljšati distribuciju električnog polja izolatorske žice, pružajući anti-koronsku zaštitu.
Po narudžbi Wuhan Line Power, Državna ključna laboratorija za električnu izolaciju za energetsku opremu na Univerzitetu Xi'an Jiaotong izvela je proračune trodimenzionalne raspodjele električnog polja sa konačnim elementima-na kompozitnom kompozitnom izolatoru tipa 1000 kV AC štap{2}}.
Proračuni su koristili numeričke metode konačnih elemenata i graničnih elemenata, koristeći moćan softver za analizu konačnih elemenata i radne stanice sa robusnim modeliranjem čvrstog materijala, rješenjem, analizom podataka i mogućnostima obrade za izvođenje trodimenzionalnih proračuna potencijala konačnih elemenata i distribucije električnog polja za kompozitni izolator tipa 1000kV AC štap-.
Numeričke metode za proračun električnog polja uglavnom uključuju metodu konačnih razlika, metodu konačnih elemenata, metodu simulacije naboja i metodu graničnih elemenata. Metoda konačnih elemenata je metoda numeričkog rješenja za diferencijalne jednadžbe, koja se u početku koristila za rješavanje problema strukturalne mehanike. Sredinom 1960-ih, metoda konačnih elemenata je primijenjena za rješavanje problema elektrostatičkog, magnetskog i strujnog polja sa složenim granicama u elektrotehnici.
2. Model proračuna je zasnovan na nacrtima kompozitnog izolatora tipa AC 1000kV- i srodnim parametrima koje je obezbijedio Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Trodimenzionalni model čvrstog materijala kreiran je prema stvarnim dimenzijama 1000kV, uzimajući u obzir vodove od 1000kV, uzimajući u obzir uslove tla i vodova i ekvipotencijalni prstenovi.
1000kV AC štap-tip ovjesnog kompozitnog izolatora koristi tornjeve u obliku pravog-pehara-. Bočne faze su suspendovane pomoću strukture tipa -veza I-, a srednje faze koriste strukturu tipa jednostruke -veze V-. Dužina izolatorske žice je 9500 mm, a provodnik je LGJ-500/35 čelična-aluminijska upredena žica sa 8-podeljenom strukturom i razmakom podprovodnika od 400 mm. Strukturne dimenzije i model svakog dijela su sljedeći.
Distribucija električnog polja
Proračunski model kompozitnog izolatora 1000kV AC šipke
3. Zaključci
Na osnovu proračuna raspodjele potencijala i električnog polja i proučavanja konfiguracije koronskog prstena za viseće kompozitne izolatore tipa štap- 1000kV, izvode se sljedeći zaključci:
1. Zbog uticaja stubova, provodnika, tla i uslova okoline, distribucija električnog polja 1000kV AC štap{2}} tipa viseće kompozitne izolatorske žice je neravnomjerna. Izobličenje električnog polja je ozbiljno na strani provodnika, dok je električno polje relativno nisko na sredini i stranama tornja. Električno polje koje doživljavaju rubovi izolatora i zrak na strani provodnika je veće od onog u sredini. Razumna konfiguracija ekvipotencijalnih prstenova može efikasno poboljšati distribuciju električnog polja na strani provodnika izolatorske žice.
2. Kada su konfigurisani i veliki i mali prstenovi za gradiranje, maksimalna jačina električnog polja u blizini strane provodnika kompozitnog izolatora faze I je približno 290 V/mm, dok je maksimalna jačina električnog polja na strani tornja manja od 100 V/mm. Maksimalna jačina električnog polja javlja se na vanjskoj površini velikog prstena za ravnanje na strani provodnika, dostižući 1388 V/mm; maksimalna jačina električnog polja na površini mernog prstena na strani tornja je 445 V/mm.
3. Kada su konfigurisani i veliki i mali prstenovi za gradiranje, maksimalna jačina električnog polja u blizini strane provodnika kompozitnog izolatora faze V je približno 320 V/mm, dok je maksimalna jačina električnog polja na strani tornja manja od 30 V/mm. Maksimalna jačina električnog polja javlja se na vanjskoj površini velikog prstena za ravnanje na strani provodnika, dostižući 1626 V/mm; maksimalna jačina električnog polja na površini mernog prstena na strani tornja je 55 V/mm. Gornja konfiguracija je relativno razumna, a raspodjela električnog polja izolatora je relativno ujednačena. 4. Zbog zaštitnog efekta tornja i velikog koronskog prstena na strani tornja, jačina električnog polja na strani tornja kompozitnog izolatora je relativno niska i distribucija električnog polja je relativno ujednačena. Efekat malog koronskog prstena nije očigledan. Stoga, mali koronski prsten ne mora biti instaliran na strani tornja.