[00150079]输电线路多联绝缘子串动力学特性及风振防治技术

1.课题来源与背景 课题来源：国家电网公司科技项目《特高压输电线路多联绝缘子动力特性及风振防治》;《Y型绝缘子串用于哈密南-郑州±800kV输电线路关键技术研究》。立项背景：随着我国特高压线路多联绝缘子串被广泛应用,多联绝缘子串风振问题将可能严重威胁特高压线路的安全稳定运行。目前在包括750kV输电线路耐张多联绝缘子及±800kV特高压直流大跨越工程悬垂多联绝缘子的实际运行过程中,均发现风振现象,且造成了绝缘子的碰损缺陷,因此亟需开展针对性的研究工作。 2.技术原理及性能指标 本项目以输电线路多联绝缘子串机械力学性能及风振特性为研究对象,内容涉及多联绝缘子串动力学建模、V串夹角优化取值、Y型绝缘子串串型选择、多联绝缘子串风振特性研究等多个方面。通过试验获取了典型绝缘子串的模态参数特性,建立了多联绝缘子串力学特性仿真非线性分析模型。获得了V型绝缘子串不同夹角下的受力特性,通过屈曲疲劳试验获得了复合绝缘子屈曲强度限值,提出了特高压线路V型绝缘子串夹角优化取值方法。分析了多联绝缘子串断联工况动态冲击载荷特性,获取了绝缘子断联最大冲击系数,提出了降低断联冲击系数的设计方法。建立了Y型复合绝缘子串动态风偏特性分析模型,提出Y串夹角及V/I结构布置参数优化设计条件,为工程应用推荐出典型的Y型绝缘子串串型结构。在国内外首次通过试验获得了绝缘子串模态参数和气动参数,提出了多联绝缘子串防风振设计方法,研制出多联绝缘子串防风振支撑装置,建立了一套系统的多联绝缘子串防风振设计分析体系。 3.主要科技创新 （1）基于非线性有限元方法建立了多联绝缘子串动力学特性仿真分析模型,建立了系统的多联绝缘子串动特性分析方法体系,为输电线路多联绝缘子串的动力学分析提供了理论基础。 （2）得到了复合绝缘子屈曲强度限值,提出了考虑背风侧绝缘子抗屈曲变形时V型（Y型）绝缘子串动态风偏取值原则及方法,为复合绝缘子串的优化设计提供了试验及分析标准。 （3）提出了满足电气性能条件要求的输电线路 V 型（Y型）绝缘子串风偏分析方法,解决了夹角优化取值缺乏精确分析方法的难题,为V型（Y型）绝缘子串的优化设计提供了有力的技术支撑。 （4）提出了多联绝缘子串防风振设计方法,获取了影响多联绝缘子串风振特性的主导因素,研制了刚性和柔性多联绝缘子串防风振支撑间隔棒,解决了特高压多联绝缘子串风振防治难题。 （5）建立了多联绝缘子串断联试验模型及非线性有限元分析模型,获取了特高压典型复合绝缘子串断联动态冲击系数的取值范围,提出了影响绝缘子串断联动态冲击载荷特性的主导影响参数,为输电线路多联绝缘子串断联工况设计应用提供了直接的技术支撑。 4.技术成熟度、适用范围和安全性 本项目研究成果满足了多联绝缘子串设计运行中安全可靠、技术先进、节能环保等的需求,进一步提升了我国在多联绝缘子设计和应用的技术水平,填补了国内外空白,V（Y）串的应用安全可靠,为防止背风侧绝缘子脱落,V型瓷绝缘子串最大设计风偏角不应大于V串夹角的一半。结合特高压工程得到满足电气条件下V型复合绝缘子串夹角的优化取值。 5.应用情况 项目研究成果已在1000kV淮南～南京～上海特高压交流、哈密南-郑州±800kV直流等输电线路Y/V型绝缘子串夹角优化、串型选择和多联绝缘子串风振防治中得到应用。