今天聊聊“V型”绝缘子串!

职场   2024-05-04 11:11   湖南  



Part 01
前言


咱们从业人员都知道:

悬垂串有几种悬挂方式,

一般都是下右图的“I串”,

但是也经常会看到下左图的“V串”,

那么在什么情况会用到V串呢?

咱们就来说道说道。





其实V串的目的很简单,

就是为了——

限制绝缘子串的摇摆。

准确来说是限制绝缘子在风作用下的摇摆。



▲ “I串”在大风下的风偏摆动




采用V串限制绝缘子串的摇摆 主要有两个目的:

① 减小塔头尺寸;

这个目的一般用在酒杯塔、门型、猫头型

等塔型的中相导线上。





以及紧凑型铁塔的塔头布置。

因为如果三相导线距离较近

那么线路自然输送功率电磁环境均优于普通线路,

因此V型串多用于紧凑型线路设计。






② 减少线路走廊宽度。

这个目的则一般用于双回路杆塔的边相导线上。




总之,

为了限制导线的风偏摆动,

V型串都是一种常见的方法。



Part 02
V串研究的重点


V串研究的重点在于——

如何避免绝缘子串受压松弛,

以防止绝缘子脱落或受压损坏。

这种情况的出现和 

风速 以及 V串间的夹角 有关。



为什么说绝缘子串受压和风速 以及 V串间的夹角 有关?

咱们先做个简单的受力分析:



如下图所示,

在无风情况下,

导线只受到竖直向下的重力荷载,

此时重力由两个绝缘子合力承担,

作用力相等 F1=F2。



在有风,但风不大的情况,

(此处的风不大即指风压不大,

因为导线重力G不变,

即导线最大风偏角φ不大)

如下图所示,即:

φ(导线最大风偏角)< θ(V串夹角之半)

根据下图受力分析可知,

虽然两串绝缘子出力不同,

即 :F1 > F2

但是均受拉力作用。

即此时两个串都仍受拉力作用,

没有问题。




当风力继续增大,

(风压变大,导线最大风偏角φ变大)

φ(导线最大风偏角)= θ(V串夹角之半)时

如下图可以,

此时的作用力全部由右串承担,

左串“被架空”,开始“打酱油”,

既不受拉力,也不受压力作用。


θ(V串夹角之半)=φ(导线最大风偏角) 

即为临界状态!(敲黑板!!!)





当风力继续增大,

φ(导线最大风偏角)> θ(V串夹角之半)时,

如下图所示,


此时导线开始“挤压”左串,

左串开始“抵抗”,

作用力方向如下图所示。

熟悉金具串结构的朋友不难知道,

金具串只能受拉,

不能受压,

受压会导致绝缘子脱落或受压损坏。

因此这种情况应避免出现。




绝缘子一点不能受压吗?

1、传统认为V型绝缘子串背风肢不宜受压松弛,以防绝缘子脱落或受压损坏,夹角一般取悬垂绝缘子串自由悬挂时最大风偏角的2倍。经实际工程应用检验,V型串的一肢可以承受适当的压曲,即迎风肢绝缘子串存在一个偏移角。该角度选择的合理性是确定V型串夹角的关键。

根据规范《DLT 5582-2020 架空输电线路电气设计规程》8.0.5:悬垂V型串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5°~

10°,或通过试验确定。


2、V型绝缘子串盘型绝缘子的承压性能优于复合绝缘子。

目前,鉴于复合绝缘子具备重量轻、长度可根据要求任意加工制作等特点,被广泛应用于V型绝缘子串。对于V型串而言,复合绝缘子与盘型绝缘子的链接不同,在复合绝缘子上没有铰接点,其刚性容易显现,同时碗头与绝缘子球头的连接,间隙小容易卡住,碗头在任何方向都不会任意摆动,大风时背风侧绝缘子容易在V型串平面内形成弯矩。

因此在复合绝缘子的两端球头与碗头连接处容易造成球头与R销的挤压,造成R销变形,使R销失去防球头脱落的作用,造成绝缘子脱落。


例如南网《数字输电线路装备技术导则》要求:V型复合绝缘子串的连接宜选用L型板,不宜选用R型销或W型销<span style="font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:11.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Times New Roman;mso-hansi-font-family:Times New Roman;mso-bidi-font-family:Times New Roman" ;color:black;mso-ansi-language:en-us;mso-fareast-language:zh-cn;mso-bidi-language: ar-sa;">。


广东院在开展广东地区第一代500kV线路设计时,曾于1989年委托华中工学院开展了盘型绝缘子的相关试验工作,结果表明盘型绝缘子悬垂V型串风偏卸荷角不宜大于15°,故对于采用盘型绝缘子的悬垂V型串,其卸荷角可较复合绝缘子悬垂V串适当增大,但不宜大于15°。



Part 03
总结


从上文可知,

V串间的夹角越大,

就越不会被最大风偏角超过,

那么绝缘子串就不会受压,

那是不是V串间的夹角越大越好呢?


也不是,

夹角较大时,

挂点处的水平分力及绝缘子所受拉力增大。


同样受力分析如下:





如上图所知,

在同样的垂直重力下,

V串夹角越大,

F1越大

即金具串拉力越大,

挂点处的水平分力也会变大。


总结:

V串夹角越小,绝缘子串受压风险越大。

V串夹角越大,绝缘子串受力越大。

综合考虑:

V串夹角一般取110°~120°为宜。



最后咱们截取

《架空输电线路设计大手册》中关于V串的部分,

看教材是如何说的:


















本文转自@输电趣坛


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