±500 kV直流耐張塔懸垂串電位分布與均壓特性研究

皮建民，陳胚，何建剛，宋文欽，陽(yáng)威

（1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司張家界供電公司，湖北 張家界 427000）

±500 kV直流耐張塔懸垂串電位分布與均壓特性研究

皮建民，陳胚，何建剛，宋文欽，陽(yáng)威

（1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司張家界供電公司，湖北 張家界 427000）

確定±500 kV直流耐張塔防雷改造中的防風(fēng)偏絕緣子串電位分布對(duì)輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行特別重要。為了驗(yàn)證防雷改造中Y型懸垂串電位分布，運(yùn)用Ansys仿真軟件，建立了±500kV直流耐張塔防雷改造的三維靜電場(chǎng)計(jì)算模型。分析了避雷器、均壓環(huán)、分裂導(dǎo)線和絕緣子串型對(duì)懸垂串電位分布的影響。通過(guò)研究高低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑、管徑和相對(duì)位置對(duì)懸垂串電位和場(chǎng)強(qiáng)分布的影響，確定了高低壓側(cè)均壓環(huán)結(jié)構(gòu)的合理參數(shù)。結(jié)果表明，避雷器、均壓環(huán)、分裂導(dǎo)線和絕緣子串型對(duì)懸垂串電位分布有重要影響；通過(guò)對(duì)高低壓側(cè)均壓環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，防風(fēng)偏絕緣子串電位和電場(chǎng)分布更加均勻。

防雷；Ansys；電位分布；懸垂串；避雷器；均壓環(huán)

0 引言

在直流線路雷擊故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，耐張塔雷擊跳閘次數(shù)占總雷擊跳閘次數(shù)40%[1]。因此，直流線路耐張塔防雷改造成為當(dāng)前直流線路運(yùn)行維護(hù)亟需解決的問(wèn)題。

根據(jù)直流線路耐張塔結(jié)構(gòu)型式，避雷器安裝可采用支撐式及懸垂式兩種安裝方式。在地形地貌條件允許的情況下，一般采用支撐式安裝，而在地形復(fù)雜的情況下，應(yīng)采取懸垂式安裝[2，3]。在防雷改造中，由于絕緣子的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和自身材料高電阻率的特性，使得絕緣子表面電場(chǎng)強(qiáng)度和電位分布極不均勻[4]，絕緣子芯棒和鋼帽的場(chǎng)強(qiáng)最高，靠近高壓端的第一個(gè)絕緣子承受的電壓差最大，電位和電場(chǎng)的不均勻分布將加快絕緣子串的老化，危害輸電線路的安全[5，6]。避雷器采取懸垂式安裝時(shí)，防風(fēng)偏絕緣子串因鄰近效應(yīng)的影響使其電位、電場(chǎng)分布更為復(fù)雜，均壓措施困難，一般地區(qū)自然環(huán)境惡劣，防風(fēng)偏絕緣子串容易老化、閃絡(luò)[7－10]。因此，對(duì)±500 kV 直流輸電線路防雷設(shè)計(jì)中的懸垂串電壓分布研究具有重要的理論和工程實(shí)際意義。文獻(xiàn)[11]運(yùn)用電容測(cè)量法對(duì)±500 kV直流復(fù)合絕緣子的電位分布進(jìn)行了測(cè)量；文獻(xiàn)[12]通過(guò)有限元軟件Ansys仿真計(jì)算了±500 kV直流陶瓷絕緣子、玻璃絕緣子和復(fù)合絕緣子的電位分布；文獻(xiàn)[13]將有限元法與區(qū)域分解相結(jié)合，分析了傳輸線以及低端支架對(duì)絕緣子電位分布的影響。但迄今國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于耐張塔防雷改造下的絕緣子串電位分布研究的文獻(xiàn)資料。運(yùn)用Ansys仿真軟件建立了±500 kV直流耐張塔防雷改造下的三維靜電場(chǎng)計(jì)算模型，分析了防雷設(shè)計(jì)中避雷器、均壓環(huán)、分裂導(dǎo)線和絕緣子串型對(duì)絕緣子串電位分布的影響，確定了防風(fēng)偏絕緣子串高低壓側(cè)均壓環(huán)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。仿真計(jì)算均在惠普DL580G7服務(wù)器中進(jìn)行的，該服務(wù)器含有24個(gè)核，主頻為1.86 GHz，內(nèi)存為32 GB。仿真一次需要時(shí)間5 h，剖分單元在240～420萬(wàn)之間，相對(duì)誤差在0.6%以內(nèi)。

1 防雷改造方案與三維計(jì)算模型

筆者采用改造耐張塔跳線支架、并對(duì)跳線采取加裝防風(fēng)偏絕緣子串的方案。因跳線水平檔距短，垂直檔距小，受到大風(fēng)風(fēng)偏的影響要遠(yuǎn)大于檔內(nèi)導(dǎo)線，避雷器高壓端電極安裝在跳線處時(shí)，跳線上高壓端電極對(duì)桿塔的大風(fēng)間隙不能滿足規(guī)范規(guī)定的間隙要求。同時(shí)，跳線風(fēng)偏加大時(shí)，避雷器高壓端電極脫離弧形電極要求的范圍，避雷器將失去應(yīng)有的作用。所以，應(yīng)采用加裝防風(fēng)偏絕緣子串的方式減小跳線的大風(fēng)工況搖擺角，使得高壓端電極的大風(fēng)間隙滿足規(guī)范規(guī)定的間隙要求，同時(shí)也避免了避雷器因高壓端電極擺動(dòng)過(guò)大脫離弧形電極要求的范圍而失去避雷作用。根據(jù)防風(fēng)偏絕緣子串與避雷器的距離控制要求，需要加裝固定防風(fēng)偏絕緣子串的支架。根據(jù)耐張塔橫擔(dān)的結(jié)構(gòu)型式，以JT1為例，如果在橫擔(dān)上加裝固定支架，需改造的構(gòu)件過(guò)多，不宜實(shí)現(xiàn)。而跳線架部分相對(duì)于獨(dú)立，整體拆裝改造對(duì)導(dǎo)線橫擔(dān)各構(gòu)件影響較小。因此，防風(fēng)偏絕緣子串的支架安裝只能通過(guò)改造跳線架來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 JT1耐張塔跳線架改造示意圖Fig.1 Reconstruction of jumper structure in tension tower of JT1

計(jì)算中線路桿塔采用自立耐張塔JT1的簡(jiǎn)化模型，呼高40 m，呼寬15 m。由于避雷器自身空氣間隙的要求，帶電桿件對(duì)避雷器弧形電極的間隙不能大于避雷器自身的空氣間隙。因此，防風(fēng)絕緣子串的安裝位置與避雷器本體間距取2 m。導(dǎo)線4分裂，型號(hào)為ACSR－720/50，分裂導(dǎo)線間距為450 mm。絕緣子型號(hào)為XZP－210，單片拉力為210 kN，傘徑為330 mm，高度為170 mm，統(tǒng)一爬電比距為41.44 mm。分析計(jì)算時(shí)，與導(dǎo)線相連處電壓取500 kV，與鐵塔相連處電壓取0 V。絕緣子串的芯棒和鋼帽為具有一定懸浮電位的浮動(dòng)電極，在靜電場(chǎng)計(jì)算中，關(guān)于懸浮電極處理方法有最小能量法，部分電容法，電荷守恒法，導(dǎo)電紙測(cè)試法和虛擬介電常數(shù)法[11－15]。筆者采取虛擬介電常數(shù)法，即將懸浮電極設(shè)置一個(gè)較大的介電常數(shù)。有限元軟件只能計(jì)算有限區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)，因此需要設(shè)置求解域?qū)⑷S無(wú)界域轉(zhuǎn)化為有界域[16]，為了節(jié)省內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間，根據(jù)對(duì)稱性建立1/2模型。整個(gè)有界域選擇60×60×80 m的空間，如圖2所示。

圖2 計(jì)算模型Fig.2 Calculation model

2 計(jì)算結(jié)果分析

2.1 絕緣子串型的影響

在±500 kV直流輸電線路防雷設(shè)計(jì)中，絕緣子采用的串型為Y型，上端為V串，固定在支架下方；下端為 I串，一端通過(guò)三角聯(lián)板與V串連接，一端連接跳線。Y型串和I型串的電位分布如圖3所示?？梢钥闯?，在直流電壓下，Y型串的電位分布和I型串的電位分布都不均勻，高壓側(cè)絕緣子承擔(dān)的電壓要高于其它絕緣子，整串絕緣子電位分布呈現(xiàn)兩端高，中間低的趨勢(shì)。Y型串由于受三角板等金具的影響[16]，在三角板上下各有一個(gè)絕緣子承擔(dān)的電壓明顯高于其鄰近的絕緣子。Y型串絕緣子承擔(dān)的最高電壓比I型串要低1.2%。

圖3 不同串型懸垂串電位分布Fig.3 Potential distribution in different suspension string style

2.2 避雷器影響

±500 kV直流輸電線路防雷改造中的避雷器為復(fù)合外套帶串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器。避雷器高壓電極安裝于間隔棒上，用間隔棒上自帶螺栓固定。兩個(gè)電極安裝方向應(yīng)垂直，調(diào)節(jié)避雷器兩個(gè)電極間的空氣間隙距離，滿足1 650±150 mm。增加避雷器后Y型絕緣子串電位分布如圖4所示。

圖4 有無(wú)避雷器懸垂串電位分布Fig.4 Potential distribution of suspension string with or without arrester

由圖可知，有避雷器時(shí)高壓側(cè)第1～9片絕緣子承擔(dān)的電壓比無(wú)避雷器要低，最大承擔(dān)電壓為39kV，比無(wú)避雷器時(shí)的最大電壓低1.8%。但是有避雷器時(shí)的絕緣子串尾部電壓要比無(wú)避雷器略高。

2.3 耐張串及分裂導(dǎo)線影響

防雷設(shè)計(jì)中耐張串及分裂導(dǎo)線對(duì)懸垂絕緣子串電位分布有較大影響。計(jì)算時(shí)考慮了鐵塔、屏蔽環(huán)、避雷器和耐張串等因素的影響。耐張串采用4串XZP－210絕緣子，每串有37片。在耐張串導(dǎo)線側(cè)配置環(huán)形跑道屏蔽環(huán)，其中均壓環(huán)中心平面位于第2～3片絕緣子之間。在減小誤差的同時(shí)為了縮短計(jì)算時(shí)間，分裂導(dǎo)線長(zhǎng)度取15 m。耐張串及分裂導(dǎo)線對(duì)懸垂串電位分布如圖5所示。由圖可以看出，靠近高壓側(cè)的第一片絕緣子承受的電壓比無(wú)耐張串和分裂導(dǎo)線時(shí)的電壓要低2.6%。由于鄰近效應(yīng)的影響[17]，靠近低壓側(cè)的第36片絕緣子承受的電壓要比無(wú)耐張串和分裂導(dǎo)線時(shí)高了3.9%。低壓側(cè)第36片絕緣子承受的電壓在整個(gè)緣子串中最高，且越靠近低壓側(cè)，承受的電壓越高。

圖5 有無(wú)耐張串及分裂導(dǎo)線懸垂串電位分布Fig.5 Potential distribution of suspension string with or without tension string and divided conductor

2.4 均勻環(huán)的影響

均壓環(huán)通過(guò)均壓改善了電場(chǎng)分布，降低了最高場(chǎng)強(qiáng)，從而提高絕緣子串耐受水平。同時(shí)均壓環(huán)能減少由電暈引起的噪聲，以及電暈噪聲產(chǎn)生的無(wú)線電干擾[18－20]。

筆者考慮了高壓側(cè)有均壓環(huán)且低壓側(cè)無(wú)均勻環(huán)、低壓側(cè)有均壓環(huán)且高壓側(cè)無(wú)均壓環(huán)和兩側(cè)都裝有均壓環(huán)三種情況。其懸垂串單片絕緣子承受電壓對(duì)比如圖6所示。

高低兩側(cè)均壓環(huán)對(duì)懸垂串電位均勻分布起著重要的作用，特別對(duì)高壓側(cè)的第1、2片絕緣子和低壓側(cè)的第35、36片絕緣子的電位分布影響很大。高壓側(cè)安裝了均勻環(huán)后比無(wú)均壓環(huán)時(shí)第1片絕緣子承受的電壓降低了11%，第2號(hào)絕緣子承受的電壓降低了3.6%。低壓側(cè)安裝了均壓環(huán)后比無(wú)均壓環(huán)時(shí)第36片絕緣子承受的電壓降低了4%，第35片絕緣子承受的電壓降低了1.4%。

圖6 考慮高低壓側(cè)均壓環(huán)懸垂串電位分布Fig.6 Potential distribution of suspension string with grading ring in high and low voltage side

3 均壓環(huán)參數(shù)優(yōu)化

3.1 均壓環(huán)環(huán)徑的優(yōu)化

考慮高壓側(cè)均勻環(huán)環(huán)徑變化的影響時(shí)，保持低壓側(cè)均壓環(huán)參數(shù)不變和高壓側(cè)均壓環(huán)的管徑及位置不變。均壓環(huán)環(huán)徑從600 mm逐漸增加至1400 mm，仿真計(jì)算得到了在不同均壓環(huán)環(huán)徑下懸垂串電位分布和均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)，如圖7及表1所示。

圖7 高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.7 Potential distribution of suspension string with different diameter of grading ring in high voltage side

表1 高低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑變化時(shí)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)Table 1 Electric field of surface of grading ring with diameter of grading ring in high and low voltage side

由圖及表可知，隨著高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑增大，高壓側(cè)第1、2片絕緣子承受的電壓逐漸增大，高壓側(cè)第3～6片絕緣子承受的電壓逐漸減小，懸垂串中單片絕緣子承受的最大電壓先減小后增大。環(huán)徑D=800 mm時(shí)單片絕緣子承受的最大電壓最低，為25.35 kV；環(huán)徑D=1 400 mm時(shí)單片絕緣子承受的最大電壓最高，為32.2 kV。隨著高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑增大，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)先逐漸減小后增大。當(dāng)D=1 200 mm時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最低為0.58 kV/mm，當(dāng)D=600 mm時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最高為1.6 kV/mm。同時(shí)高壓側(cè)均環(huán)徑變化對(duì)低壓側(cè)絕緣子的電位分布的影響不大。高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑取1 000 mm～1 200 mm時(shí)，懸垂串電位分布和均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)分布較均勻，所以高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑取1 000 mm～1 200 mm最合。

低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑變化時(shí)懸垂串電位分布和均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)如圖8所示及表1所示。當(dāng)D=1 400 mm時(shí)第36片，當(dāng)D=600 mm時(shí)第36片絕緣子承受的電壓最小為12.23 kV。低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑變化對(duì)高壓側(cè)絕緣子電位分布影響不大。隨著均壓環(huán)環(huán)徑逐漸增大，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)呈先增大后減小再增大的趨勢(shì)。當(dāng)D=1 400時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最高為0.989 kV/mm，當(dāng)D=1 200時(shí)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)為極小值，所以低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑取1 000～1 200 mm較為合適。

圖8 低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.8 Potential distribution of suspension string with different diameter of grading ring in low voltage side

3.2 均壓環(huán)管徑的優(yōu)化

高壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)懸垂串電位分布和均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)如圖9和表2所示。由圖可知，高壓側(cè)均壓環(huán)管徑逐漸增大，懸垂串單片絕緣子承受的最大電壓逐漸降低。當(dāng)d=60 mm時(shí)，懸垂串單片絕緣子承受的最大電壓最高，為33.28 kV；當(dāng)d=140 mm時(shí)，懸垂串單片絕緣子承受的最大電壓最低，為22.96 kV；高壓側(cè)均壓環(huán)管徑從d=100 mm變至d=120 mm時(shí)，懸垂串單片絕緣子承受的最大電壓變化較小，僅為0.28%。由表2可知，隨高壓側(cè)均壓環(huán)管徑逐漸增大，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)先減小再增大。當(dāng)d=60 mm時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最大，為0.85 kV/mm，當(dāng)d=100 mm時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最小，為0.58 kV/mm。所以，高壓側(cè)均壓環(huán)管徑d取100 mm～120 mm最合適。

圖9 高壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.9 Potential distribution of suspension string with different caliber of grading ring in high voltage side

低壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)懸垂串電位分布和均壓環(huán)表面沿線電場(chǎng)如圖10及表2所示。隨著低壓側(cè)均壓環(huán)管徑逐漸增大，第36和35片絕緣子承受的電壓逐漸降低。當(dāng)d=60 mm時(shí)，第36片絕緣子承受的電壓最高，為20.86 kV；當(dāng)d=140 mm時(shí)，第36片絕緣子承受的電壓最低，為15 kV。隨著低壓側(cè)均壓環(huán)管徑逐漸增大，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)呈現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢(shì)。當(dāng)d=80 mm時(shí)，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最高為0.932 kV/mm。當(dāng)d=120 mm時(shí)，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)出現(xiàn)極小值，為0.68 kV/mm。所以，低壓側(cè)均壓管徑取120 mm～140 mm較為合適。

3.3 均壓環(huán)位置的優(yōu)化

高壓側(cè)均壓環(huán)的相對(duì)位置逐漸升高時(shí)，仿真計(jì)算得到高壓側(cè)均壓環(huán)位置變化時(shí)懸垂串電位分布和均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)如圖11及表3所示。高壓側(cè)第1片絕緣子承受的電壓為懸垂串單片絕緣子承受的最大電壓，隨著均壓環(huán)位置的升高，高壓側(cè)第1片絕緣子承受的電壓先降低后增高。高壓側(cè)第1片絕緣子承受的電壓最高，為35 kV；當(dāng)高壓側(cè)均壓環(huán)在2～3片絕緣子間時(shí)，高壓側(cè)第1片絕緣子承受的電壓最低，為26.61 kV。由表3可知，隨著均壓環(huán)相對(duì)位置的升高，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)先降低后增加，均壓環(huán)在2～3片絕緣子間時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最小為0.58 kV/mm，均壓環(huán)在4～5片絕緣子間時(shí)，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最大為0.877 kV/mm。所以，高壓側(cè)均壓環(huán)應(yīng)安裝在2～3片絕緣子之間。

表2 高低壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)Table 2 Electric field of surface of grading ring with caliber of grading ring in high and low voltage side

圖10 低壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.10 Potential distribution of suspension string with different caliber of grading ring in low voltage side

圖11 高壓側(cè)均壓環(huán)位置變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.11 Potential distribution of suspension string with different position of grading ring in high voltage side

圖12 低壓側(cè)均壓環(huán)管徑變化時(shí)懸垂串電位分布Fig.12 Potential distribution of suspension string with different position of grading ring in high voltage side

表3 高低壓側(cè)均壓環(huán)位置變化時(shí)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)Table 3 Electric field of surface of grading ring with position of grading ring in high and low voltage side

低壓側(cè)均壓環(huán)安裝位置變化時(shí)，懸垂串電位分布和均壓環(huán)表面最大場(chǎng)強(qiáng)如圖12及表3所示。隨著低壓側(cè)均壓環(huán)安裝位置的逐漸降低，懸垂串第36片絕緣子承受的電壓先減小后增大。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)均壓環(huán)安裝在 35～36片絕緣子間時(shí)，第36片絕緣子承受的電壓最高，為23.34 kV；當(dāng)?shù)蛪簜?cè)均壓環(huán)安裝在33～34片絕緣子間時(shí)，第36片絕緣子承受的電壓最低，為15.27 kV。隨著低壓側(cè)均壓環(huán)安裝位置的逐漸降低，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)呈先增大后減小再增大的趨勢(shì)。當(dāng)均壓環(huán)安裝在34～35片絕緣子間時(shí)，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)最高，為0.916 kV/mm，當(dāng)均壓環(huán)安裝在33～34片絕緣子間時(shí)，低壓側(cè)均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)出現(xiàn)極小值，為0.865 kV/mm。因此，低壓側(cè)均壓環(huán)安裝在33～34片絕緣子間比較合適。

4 結(jié)論

1）在500 kV直流耐張塔防雷改造下Y型串的電壓分布和I型串一樣不均勻，但Y型串絕緣子承擔(dān)的最高電壓比I型串要低1.2%。Y型串由于受連接三角板的影響，在三角板上下各有一個(gè)絕緣子承擔(dān)的電壓明顯高于其鄰近的絕緣子。

2）通過(guò)計(jì)算分析得出在防雷改造下鐵塔、避雷器、耐張串及分裂導(dǎo)線對(duì)懸垂串電位分布有著重要的影響。

3）均壓環(huán)能夠有效改善懸垂串的電位分布，對(duì)于500 kV直流耐張塔防雷改造工程，必須在懸垂串高低兩側(cè)各安裝一個(gè)均壓環(huán)才能滿足工程要求。

4）通過(guò)優(yōu)化計(jì)算，當(dāng)高壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑取1 000 mm～1 200 mm，管徑取 100 mm～120 mm，安裝在 2～3片絕緣子間且低壓側(cè)均壓環(huán)環(huán)徑取1 000～1 200 mm，管徑取120 mm～140 mm，安裝在在33～34片絕緣子間時(shí)，懸垂串電位分布較為均勻，均壓環(huán)外表面沿線電場(chǎng)較小。

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Study on the Potential Distribution and Voltage-Sharing Characteristics of Suspension String in±500 kV DC Tension Tower

PI Jianmin，CHEN Pei，HE Jiangang，SONG Wenqin，YANG Wei
（1.Zhangjiajie Power Supply Company，Zhangjiajie 427000，China）

The study of the potential distribution of windproof insulator string in the lightning protection reconstruction plays an important role in±500 kV DC tension tower.In order to verify the potential distribution of the suspension string in the lightning protection reconstruction，the threedimensional electric field computation model for±500 kV DC tension tower is established based on Ansys.This paper analyzes the impact of lightning arrester，grading ring，divided conductor and the suspension of insulator on Y type suspension string potential.The reasonable structural parameters of the uniform ring in high and low voltage side is ascertained by the study of the impact of the uniform ring’s diameter，pipe diameter and position on the potential and electric field strength of the suspension string in high and low voltage side.The results show that，lightning arrester，grading ring，divided conductor and the suspension of insulator have an important influence on the potential distribution of suspension string.The potential distribution and electric field distribution of insulator string become more uniform by the optimization of structural parameters of the grading ring in high and low voltage side.The calculation results have theoretical guidance meaning for the design of lightning protection.

lightning protection；Ansys；potential distribution；suspension string；lightning arrester；grading ring

10.16188/j.isa.1003－8337.2017.03.033

2016－04－12

皮建民（1988—），男，碩士，主要從事電力設(shè)備故障診斷與運(yùn)行維護(hù)方面的相關(guān)工作。