1. अल्ट्रा-हाई वोल्टेज (यूएचवी) ट्रांसमिशन लाइनों में, इंसुलेटर न केवल भारी यांत्रिक भार सहन करते हैं बल्कि विद्युत शक्ति आवश्यकताओं को भी पूरा करना चाहिए; उनकी विश्वसनीयता सीधे ट्रांसमिशन लाइन के सुरक्षित संचालन को प्रभावित करती है। इसके अलावा, इन्सुलेटर स्ट्रिंग्स को विद्युत चुम्बकीय पर्यावरण आवश्यकताओं को भी पूरा करना चाहिए, जिसमें रेडियो हस्तक्षेप से संबंधित आवश्यकताएं भी शामिल हैं। यूएचवी ट्रांसमिशन लाइनों में, इंसुलेटर स्ट्रिंग के साथ विद्युत क्षेत्र वितरण असमान है, गंभीर विद्युत क्षेत्र विरूपण के साथ, विशेष रूप से कंडक्टर साइड इंसुलेटर के पास जहां विद्युत क्षेत्र की ताकत अपेक्षाकृत अधिक है। इससे इंसुलेटर स्ट्रिंग में कोरोना की शुरुआत और इलेक्ट्रोलाइटिक जंग अक्सर कंडक्टर साइड इंसुलेटर पर शुरू हो जाती है। अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए कोरोना रिंग और शील्डिंग रिंग स्थापित करने से इंसुलेटर स्ट्रिंग के विद्युत क्षेत्र वितरण में प्रभावी ढंग से सुधार हो सकता है, जिससे कोरोना विरोधी सुरक्षा मिलती है।
वुहान लाइन पावर द्वारा संचालित, शीआन जियाओतोंग विश्वविद्यालय में बिजली उपकरणों के लिए विद्युत इन्सुलेशन की राज्य कुंजी प्रयोगशाला ने 1000 केवी एसी रॉड - प्रकार के सस्पेंशन कंपोजिट इंसुलेटर पर परिमित तत्व तीन {{0} आयामी विद्युत क्षेत्र वितरण गणना आयोजित की।
गणनाओं में परिमित तत्व और सीमा तत्व संख्यात्मक तरीकों को नियोजित किया गया, 1000kV एसी रॉड के लिए त्रि-आयामी परिमित तत्व क्षमता और विद्युत क्षेत्र वितरण गणना करने के लिए मजबूत ठोस मॉडलिंग, समाधान, डेटा विश्लेषण और प्रसंस्करण क्षमताओं के साथ शक्तिशाली परिमित तत्व विश्लेषण सॉफ्टवेयर और वर्कस्टेशन का उपयोग किया गया।
विद्युत क्षेत्र की गणना के लिए संख्यात्मक तरीकों में मुख्य रूप से परिमित अंतर विधि, परिमित तत्व विधि, चार्ज सिमुलेशन विधि और सीमा तत्व विधि शामिल हैं। परिमित तत्व विधि विभेदक समीकरणों के लिए एक संख्यात्मक समाधान विधि है, जिसका उपयोग शुरू में संरचनात्मक यांत्रिकी समस्याओं को संभालने के लिए किया जाता था। 1960 के दशक के मध्य में, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में जटिल सीमाओं के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक, चुंबकीय और वर्तमान क्षेत्र की समस्याओं को हल करने के लिए परिमित तत्व विधि लागू की गई थी।
2. गणना मॉडल वुहान लाइन ट्रांसमिशन एंड ट्रांसफॉर्मेशन इक्विपमेंट कं, लिमिटेड द्वारा प्रदान किए गए एसी 1000 केवी रॉड {{2} टाइप सस्पेंशन कंपोजिट इंसुलेटर चित्र और संबंधित पैरामीटर पर आधारित है। जमीन की स्थिति और इक्विपोटेंशियल रिंग्स को ध्यान में रखते हुए, 1000 केवी लाइन टावरों, इंसुलेटर, कंडक्टर और फिटिंग के वास्तविक आयामों के अनुसार एक तीन आयामी ठोस मॉडल बनाया गया था।
1000kV AC रॉड{{1}प्रकार का सस्पेंशन कंपोजिट इंसुलेटर सीधी {{2}लाइन गॉब्लेट{{3}आकार के टावरों का उपयोग करता है। पार्श्व चरणों को एक एकल {{5}कनेक्शन I-प्रकार की संरचना का उपयोग करके निलंबित किया जाता है, और मध्य चरण एक एकल{7}कनेक्शन V-प्रकार की संरचना का उपयोग करते हैं। इन्सुलेटर स्ट्रिंग की लंबाई 9500 मिमी है, और कंडक्टर एलजीजे {{13} 500/35 स्टील {{14} कोरेड एल्यूमीनियम फंसे हुए तार है जिसमें आठ {{15} विभाजित संरचना और 400 मिमी की उप-कंडक्टर रिक्ति है। प्रत्येक भाग के संरचनात्मक आयाम और मॉडल इस प्रकार हैं।
विद्युत क्षेत्र वितरण
1000kV AC रॉड सस्पेंशन कम्पोजिट इंसुलेटर का गणना मॉडल
3. निष्कर्ष
क्षमता और विद्युत क्षेत्र वितरण की गणना और 1000kV एसी रॉड - प्रकार के सस्पेंशन कंपोजिट इंसुलेटर के लिए कोरोना रिंग कॉन्फ़िगरेशन के अध्ययन के आधार पर, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले गए हैं:
1. टावरों, कंडक्टरों, जमीन और पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव के कारण, 1000kV AC रॉड - टाइप सस्पेंशन कंपोजिट इंसुलेटर स्ट्रिंग्स का विद्युत क्षेत्र वितरण असमान है। कंडक्टर पक्ष पर विद्युत क्षेत्र विरूपण गंभीर है, जबकि मध्य और टावर पक्ष में विद्युत क्षेत्र अपेक्षाकृत कम है। इन्सुलेटर स्कर्ट और कंडक्टर की तरफ की हवा द्वारा अनुभव किया जाने वाला विद्युत क्षेत्र बीच की तुलना में अधिक होता है। समविभव रिंगों का एक उचित विन्यास इन्सुलेटर स्ट्रिंग के कंडक्टर पक्ष पर विद्युत क्षेत्र वितरण को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है।
2. जब बड़े और छोटे दोनों ग्रेडिंग रिंग कॉन्फ़िगर किए जाते हैं, तो चरण I के मिश्रित इंसुलेटर के कंडक्टर पक्ष के पास अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत लगभग 290 वी/मिमी होती है, जबकि टावर की तरफ अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत 100 वी/मिमी से कम होती है। अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत कंडक्टर की तरफ बड़ी ग्रेडिंग रिंग की बाहरी सतह पर होती है, जो 1388 वी/मिमी तक पहुंचती है; टावर की तरफ ग्रेडिंग रिंग की सतह पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत 445 V/mm है।
3. जब बड़े और छोटे दोनों ग्रेडिंग रिंग कॉन्फ़िगर किए जाते हैं, तो चरण V के मिश्रित इंसुलेटर के कंडक्टर पक्ष के पास अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत लगभग 320 वी/मिमी होती है, जबकि टावर की तरफ अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत 30 वी/मिमी से कम होती है। अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत कंडक्टर की तरफ बड़ी ग्रेडिंग रिंग की बाहरी सतह पर होती है, जो 1626 वी/मिमी तक पहुंचती है; टावर की तरफ ग्रेडिंग रिंग की सतह पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र की ताकत 55 V/mm है। उपरोक्त कॉन्फ़िगरेशन अपेक्षाकृत उचित है, और इंसुलेटर का विद्युत क्षेत्र वितरण अपेक्षाकृत एक समान है। छोटे कोरोना वलय का प्रभाव स्पष्ट नहीं है। इसलिए, छोटे कोरोना रिंग को टॉवर की तरफ स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है।