1. في خطوط النقل ذات الجهد العالي للغاية (UHV)، لا تتحمل العوازل الأحمال الميكانيكية الثقيلة فحسب، بل يجب أيضًا أن تفي بمتطلبات القوة الكهربائية؛ تؤثر موثوقيتها بشكل مباشر على التشغيل الآمن لخط النقل. علاوة على ذلك، يجب أن تلبي سلاسل العازل أيضًا متطلبات البيئة الكهرومغناطيسية، بما في ذلك تلك المتعلقة بالتداخل الراديوي. في خطوط نقل الجهد العالي، يكون توزيع المجال الكهربائي على طول سلسلة العازل غير متساوٍ، مع تشويه شديد للمجال الكهربائي، خاصة بالقرب من العوازل الجانبية للموصل - حيث تكون شدة المجال الكهربائي مرتفعة نسبيًا. يؤدي هذا إلى بدء الإكليل والتآكل الإلكتروليتي في سلسلة العازل الذي يبدأ غالبًا عند العوازل الجانبية للموصل-. يمكن أن يؤدي تركيب حلقات الهالة وحلقات التدريع المصممة جيدًا- إلى تحسين توزيع المجال الكهربائي لسلسلة العازل بشكل فعال، مما يوفر حماية ضد-الكورونا.
بتكليف من Wuhan Line Power، أجرى مختبر State Key للعزل الكهربائي لمعدات الطاقة في جامعة Xi'an Jiaotong حسابات توزيع المجال الكهربائي ذات العناصر المحدودة ثلاثية الأبعاد -على عازل مركب معلق من نوع قضيب تيار متردد بقدرة 1000 كيلو فولت-.
استخدمت الحسابات طرقًا عددية للعناصر المحدودة والعناصر الحدودية، باستخدام برامج ومحطات عمل قوية لتحليل العناصر المحدودة ذات إمكانات قوية لنمذجة المواد الصلبة والحلول وتحليل البيانات والمعالجة لإجراء حسابات ثلاثية الأبعاد-لاحتمالات العناصر المحدودة وتوزيع المجال الكهربائي لقضيب تيار متردد بقدرة 1000 كيلو فولت-من النوع المعلق للعازل المركب.
تتضمن الطرق العددية لحساب المجال الكهربائي بشكل أساسي طريقة الفرق المحدود، وطريقة العناصر المحدودة، وطريقة محاكاة الشحنة، وطريقة العنصر الحدودي. طريقة العناصر المحدودة هي طريقة حل عددي للمعادلات التفاضلية، تم استخدامها في البداية للتعامل مع مشاكل الميكانيكا الإنشائية. في منتصف الستينيات، تم تطبيق طريقة العناصر المحدودة لحل مشاكل المجالات الكهروستاتيكية والمغناطيسية والتيار ذات الحدود المعقدة في الهندسة الكهربائية.
2. يعتمد نموذج الحساب على رسومات العازل المركب المعلق من نوع قضيب تيار متردد 1000 كيلو فولت - والمعلمات ذات الصلة المقدمة من شركة Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. تم إنشاء نموذج صلب ثلاثي الأبعاد وفقًا للأبعاد الفعلية لأبراج خط 1000 كيلو فولت والعوازل والموصلات والتجهيزات، مع الأخذ في الاعتبار ظروف الأرض وحلقات تساوي الجهد.
يستخدم العازل المركب المعلق بقضيب تيار متردد بقدرة 1000 كيلو فولت-أبراجًا على شكل خط مستقيم-قدح-. يتم تعليق المراحل الجانبية باستخدام بنية نوع -اتصال I-مفردة، وتستخدم المراحل الوسطى بنية نوع -اتصال V-مفردة. يبلغ طول سلسلة العازل 9500 مم، والموصل عبارة عن سلك مجدول من الألومنيوم LGJ-500/35 فولاذ-مزود بثمانية-هيكل مقسم ومسافة بين الموصلات الفرعية تبلغ 400 مم. الأبعاد الهيكلية ونموذج كل جزء هي كما يلي.
توزيع المجال الكهربائي
نموذج حساب العازل المركب لقضبان التيار المتردد بقدرة 1000 كيلو فولت
3. الاستنتاجات
استنادًا إلى حسابات توزيع الجهد والمجال الكهربائي ودراسة تكوين حلقة الإكليل للعوازل المركبة المعلقة بقضيب تيار متردد بقدرة 1000 كيلو فولت -، تم استخلاص الاستنتاجات التالية:
1. نظرًا لتأثير الأبراج والموصلات والأرض والظروف البيئية، فإن توزيع المجال الكهربائي لقضبان التيار المتردد بقدرة 1000 كيلو فولت -من النوع المعلق لسلاسل العازل المركب غير متساوي. يكون تشوه المجال الكهربائي شديداً في جانب الموصل، بينما يكون المجال الكهربائي منخفضاً نسبياً في الجانبين الأوسط والبرج. المجال الكهربائي الذي تتعرض له تنانير العازل والهواء على جانب الموصل أعلى من ذلك الموجود في المنتصف. يمكن للتكوين المعقول للحلقات متساوية الجهد أن يحسن بشكل فعال توزيع المجال الكهربائي على جانب الموصل من سلسلة العازل.
2. عندما يتم تكوين حلقات التصنيف الكبيرة والصغيرة، فإن الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي بالقرب من جانب الموصل للعازل المركب للمرحلة الأولى يبلغ حوالي 290 فولت/مم، في حين أن الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي على جانب البرج أقل من 100 فولت/مم. تحدث أقصى شدة للمجال الكهربائي على السطح الخارجي لحلقة التدريج الكبيرة على جانب الموصل، حيث تصل إلى 1388 فولت/مم؛ الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي على سطح حلقة التدريج على جانب البرج هو 445 فولت/مم.
3. عندما يتم تكوين حلقات التصنيف الكبيرة والصغيرة، فإن الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي بالقرب من جانب الموصل للعازل المركب للمرحلة V يبلغ حوالي 320 فولت/مم، في حين أن الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي على جانب البرج أقل من 30 فولت/مم. تحدث أقصى شدة للمجال الكهربائي على السطح الخارجي لحلقة التدريج الكبيرة على جانب الموصل، حيث تصل إلى 1626 فولت/مم؛ الحد الأقصى لقوة المجال الكهربائي على سطح حلقة التدريج على جانب البرج هو 55 فولت/مم. التكوين أعلاه معقول نسبيًا، وتوزيع المجال الكهربائي للعازل موحد نسبيًا. 4. نظرًا لتأثير التدريع للبرج وحلقة الإكليل الكبيرة على جانب البرج، تكون قوة المجال الكهربائي على جانب البرج للعازل المركب منخفضة نسبيًا وتوزيع المجال الكهربائي موحد نسبيًا. تأثير حلقة الهالة الصغيرة غير واضح. لذلك، لا يلزم تثبيت حلقة الإكليل الصغيرة على جانب البرج.