1. Pada saluran transmisi tegangan ultra-tinggi (UHV), isolator tidak hanya menanggung beban mekanis yang berat namun juga harus memenuhi persyaratan kekuatan listrik; keandalannya secara langsung mempengaruhi pengoperasian saluran transmisi yang aman. Selain itu, rangkaian isolator juga harus memenuhi persyaratan lingkungan elektromagnetik, termasuk yang terkait dengan interferensi radio. Pada jalur transmisi UHV, distribusi medan listrik di sepanjang rangkaian isolator tidak merata, dengan distorsi medan listrik yang parah, terutama di dekat isolator sisi konduktor yang kuat medan listriknya relatif tinggi. Hal ini menyebabkan inisiasi korona dan korosi elektrolitik pada rangkaian isolator sering kali dimulai pada sisi isolator-konduktor. Memasang-cincin korona dan cincin pelindung yang dirancang dengan baik dapat secara efektif meningkatkan distribusi medan listrik pada rangkaian isolator, sehingga memberikan perlindungan anti-korona.
Ditugaskan oleh Wuhan Line Power, State Key Laboratory of Electrical Insulation for Power Equipment di Universitas Xi'an Jiaotong melakukan perhitungan distribusi medan listrik tiga dimensi-dimensi hingga pada isolator komposit suspensi tipe batang-AC 1000kV.
Penghitungannya menggunakan metode numerik elemen hingga dan elemen batas, memanfaatkan perangkat lunak dan stasiun kerja analisis elemen hingga yang canggih dengan kemampuan pemodelan, solusi, analisis data, dan pemrosesan solid yang kuat untuk melakukan perhitungan potensial elemen hingga tiga dimensi dan distribusi medan listrik untuk isolator komposit suspensi tipe batang AC 1000kV.
Metode numerik untuk perhitungan medan listrik terutama meliputi metode beda hingga, metode elemen hingga, metode simulasi muatan, dan metode elemen batas. Metode elemen hingga adalah metode penyelesaian numerik untuk persamaan diferensial, awalnya digunakan untuk menangani masalah mekanika struktur. Pada pertengahan tahun 1960-an, metode elemen hingga diterapkan untuk memecahkan masalah medan elektrostatis, magnet, dan arus dengan batasan kompleks dalam teknik kelistrikan.
2. Model perhitungan didasarkan pada gambar isolator komposit suspensi tipe batang 1000kV AC 1000kV dan parameter terkait yang disediakan oleh Wuhan Laine Transmisi dan Transformasi Equipment Co., Ltd. Model padat tiga-dimensi dibuat sesuai dengan dimensi sebenarnya dari menara saluran 1000kV, isolator, konduktor, dan alat kelengkapan, dengan mempertimbangkan kondisi tanah dan cincin ekuipotensial.
Insulator komposit suspensi tipe batang-AC 1000kV menggunakan menara berbentuk-piala garis lurus-. Fase samping ditangguhkan menggunakan struktur tipe-koneksi I-tunggal, dan fase tengah menggunakan struktur tipe-koneksi V-tunggal. Panjang rangkaian isolatornya adalah 9500 mm, dan konduktornya terbuat dari kawat pilin aluminium berinti baja LGJ-500/35-dengan inti delapan-struktur terpisah dan jarak sub-konduktor 400mm. Dimensi struktur dan model masing-masing bagian adalah sebagai berikut.
Distribusi medan listrik
Model perhitungan isolator komposit suspensi batang AC 1000kV
3. Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan distribusi potensial dan medan listrik serta kajian konfigurasi cincin mahkota untuk isolator komposit suspensi tipe batang-AC 1000kV, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Karena pengaruh menara, konduktor, tanah, dan kondisi lingkungan, distribusi medan listrik dari rangkaian isolator komposit suspensi tipe batang AC 1000kV-tidak merata. Distorsi medan listrik parah pada sisi konduktor, sedangkan medan listrik relatif rendah pada sisi tengah dan menara. Medan listrik yang dialami rok isolator dan udara pada sisi konduktor lebih tinggi dibandingkan pada sisi tengah. Konfigurasi cincin ekuipotensial yang wajar dapat secara efektif meningkatkan distribusi medan listrik pada sisi konduktor rangkaian isolator.
2. Ketika cincin perata besar dan kecil dikonfigurasi, kuat medan listrik maksimum di dekat sisi konduktor isolator komposit fase I kira-kira 290 V/mm, sedangkan kuat medan listrik maksimum di sisi menara kurang dari 100 V/mm. Kuat medan listrik maksimum terjadi pada permukaan luar cincin perata besar di sisi konduktor, mencapai 1388 V/mm; kuat medan listrik maksimum pada permukaan grading ring di sisi menara adalah 445 V/mm.
3. Ketika cincin perata besar dan kecil dikonfigurasi, kuat medan listrik maksimum di dekat sisi konduktor isolator komposit fasa V kira-kira 320 V/mm, sedangkan kuat medan listrik maksimum di sisi menara kurang dari 30 V/mm. Kuat medan listrik maksimum terjadi pada permukaan luar cincin perata besar di sisi konduktor, mencapai 1626 V/mm; kuat medan listrik maksimum pada permukaan grading ring di sisi menara adalah 55 V/mm. Konfigurasi di atas relatif masuk akal, dan distribusi medan listrik isolator relatif seragam. 4. Karena efek pelindung menara dan cincin korona besar di sisi menara, kuat medan listrik di sisi menara isolator komposit relatif rendah dan distribusi medan listrik relatif seragam. Efek dari cincin korona kecil tidak terlihat jelas. Oleh karena itu, cincin korona kecil tidak perlu dipasang di sisi menara.