变电站V型绝缘子串的应用

摘 要 本文在分析绝缘子串受力的基础上，总结V型绝缘子串在变电站应用中应注意的问题，并通过实用计算，给出常用母线风偏摇摆角及相应V型绝缘子串夹角推荐值。

【关键词】V型绝缘子串 受力分析 风偏摇摆

1 概述

V型绝缘子串因为有效控制导线风偏摇摆，在线路工程中得到广泛应用，例如在猫头型直线塔中相一般均采用V型串。紧凑型线路中通过应用V型绝缘子串，改变原有导线布置，压缩相间距离，达到减小电感、增大电容，从而使线路波阻抗减小，提高线路自然输送功率，压缩线路走廊的目的。V型绝缘子串在线路应用中已积累了丰富的经验。目前我国紧凑型在变电站出线架构处，为减小出线相间距离，压缩间隔宽度，也往往采用V型绝缘子串，且一般认为V型绝缘子串不考虑风偏摇摆。但由于V型串在变电站中应用相对较少，还有一些问题尚需进一步研究和规范。

2 V型绝缘子串受力分析

图1中，P——最大风时导线的综合荷载，N；

则绝缘子受力与风偏角φ、绝缘子夹角α的关系如表1。

3 V型绝缘子串应用中应注意的问题

《110kV～750kV架空输电线路设计規范》明确规定：“输电线路悬垂V型串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5～10°”，因此可以写为：

，或者。而变电规范中对此并无明文规定，因此变电站设计中往往对绝缘子串夹角取值较小。甚至出现V型绝缘子串夹角之半远小于最大风偏角的情况。分析发现V型绝缘子串夹角过小会带来如下问题：

3.1 风偏摇摆

当风偏角φ大于V型串夹角之半α，背风侧绝缘子受挤压时，背风侧绝缘子串形状发生变化，受风侧绝缘子串出现风偏，此时V型串并不能完全起到固定导线的作用。因此设计中应考虑V型绝缘子串的风偏摇摆，而非传统应用中的V型绝缘子串不考虑风偏摇摆。

3.2 断串故障

绝缘子串多采用球头挂环、碗头挂板与上下两侧金具连接，在大风作用下，如果风偏角φ大于V型串夹角之半α，则背风侧绝缘子受挤压，引起球碗连接处R销变形、球头受损，导致合成绝缘子下端球头与碗头挂板脱开，形成掉串故障。

4 实用计算

根据《电力工程电气设计手册》母线的风偏摇摆角φ计算如下：

假设某变电站软母线采用JL/G1A-400/50钢芯铝绞线，最大风速30m/s，两端采用V型绝缘子串悬吊。则母线最大风偏摇摆角计算如下：

相应的V型串夹角之半大于50.99°，方可满足绝缘子串不受压。

同理，常用母线最大风偏角及V型串夹角推荐值如表2。

5 结论

本文通过分析V型绝缘子串在不同情况下的受力，发现背风侧绝缘子串不受力的临界条件为风偏角φ等于V型绝缘子串夹角之半α，当风偏角φ大于V型绝缘子串夹角之半α时，背风侧绝缘子串受压，绝缘子串发生风偏摇摆，导致相间及相地电气距离紧张，严重者或导致球碗连接处损坏，发生掉串故障。因此变电设计中应尽量满足风偏角φ小于等于V型绝缘子串夹角之半α，根据线路应用经验，即使在特殊情况下φ大于α时，二者之差不宜大于10°。

参考文献

[1]国家电力公司东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册第二版[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2]GB50545-2010，110kV-750kV架空输电线路设计技术规定[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1996.

作者单位

山东电力建设第三工程公司 山东省青岛市 250013