特高压GIL哑铃型三支柱绝缘子优化设计方法

作者：吴泽华; 田汇冬; 王浩然; 刘丽岚; 郭子豪; 刘鹏; 彭宗仁^*

来源：电网技术, 2020, 44(07): 2754-2761.

DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0935

• GIL
• 特高压
• 三支柱绝缘子
• 电场分布
• 样条重构
• 优化设计

为提高气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)在运行中的可靠性,对特高压GIL哑铃型三支柱结构参数进行了智能优化。建立三维有限元仿真计算模型,全面分析了哑铃型三支柱绝缘子结构,提取了优化决策变量。针对多段圆弧拼接的复杂支腿轮廓,应用非均匀有理B样条曲线对轮廓进行重构,通过样条曲线的拟合点(型值点)控制轮廓形状,降低了参数数量,解决了多段圆弧连接的复杂轮廓参数化建模难度高的问题。在此基础上,采用多种群遗传算法(multiplepopulation geneticalgorithm,MPGA)对哑铃型三支柱绝缘子进行了优化。优化得到胖头哑铃型三支柱绝缘子的哑铃结构起始位置被抬高,哑铃头部变大,金属嵌件表面最大场强值为9.1 kV/mm,较原始结构下降了约14.2%。该方法解决了支腿复杂轮廓参数化难度大的瓶颈,并有效改善了三支柱绝缘子整体电场分布。复杂轮廓的重构和优化方法能够有效改进哑铃型三支柱绝缘子的结构,提高绝缘子性能,提升特高压GIL的安全性和可靠性。

• 单位
  中国电力科学研究院有限公司; 电力设备电气绝缘国家重点实验室; 西安交通大学