500千伏输电线路绝缘设计

2018-03-20付玉坤

数字通信世界 2018年7期

付玉坤

（中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司，贵阳 550002）

随着社会发展，改革开放地进行，国家工业方面得到迅速发展，一些大型机械设备在工作运行时都需要通过超高压远距离输电方式来提供电源。在1981年底，500千伏平武输电工程的顺利投产运行，代表着我国超高压交流输电进入了一个新阶段[1]。当下，我国许多地区都逐渐建起了500千伏甚是更高压的输电线路，同时，对于其中一部分的技术问题也做了比较多的研究，包括500千伏输电线路绝缘设计方法。设计特特高压绝缘输电线路，意味着需要在设计过程中对于电网中各种过电压、限制压力方法以及机械抗压水平这三个方面进行一定的协调和处理，既要达到安全稳固，又要求性价比较高，同时还应当从当前的制造技术和制造水平方面的实际出发。虽然有不少相关企业的研究团队进行了大量的分析和实验，也提出了相当一部分具有建设性的意见，但是，由于设计特高压绝缘输电线路涉及的方面颇为广泛，还需要结合相关制造部门进行特定设计和研发。以下将简要介绍一些在设计500千伏输电线路时的方法、依据、相应措施等方面内容。

1 特高压输电线路绝缘设计方法

1.1 日常经验法

在建设特高压绝缘输电线路的过程中，可以通过借鉴当下所拥有的直流输变电工程的绝缘子爬电比距来判断衡量其外绝缘水准。

优点：能够较大可能性以及最大程度上利用丰富一些已经建设完毕的相关特高压直流输电工程的运行经验；缺点：在建设过程中，需要考虑的一方面是所动工的两条工程线路的大致情况要大体相同，因为这样才能更好地决定外绝缘水平。同时，另一方面还要考虑已建成工程的绝缘子的爬电比距是比较合适的。

应用方面：就日常的一般情况来说，不建议用这种经验法进行直接的设计计算，但可以用来检验最后的具体设计成果。

1.2 污耐压法

在设计特高压绝缘输电线路之前，建筑工人能够利用绝缘子测量在多种污秽环境条件下的耐污闪电压，通过采集一些实验数据来明确绝缘子串的耐污闪电压大于该绝缘输电线路的最大运行电压，其中应当需要注意的是多留一部分的规定安全裕度。

优点：该绝缘子能够与实际的绝缘子的污耐受能力相挂钩，对于明确绝缘子串长方面来说十分便利且准确。

缺点：该设计过程需要许多的实验数据，特别是工程线路相当大概率会使用的绝缘子的污闪实验，对于设计特高压直流输电线路过程中需要做一些大型重量的绝缘子的污闪试验。然而在实验之前，需要提前连接施加部分的恒定电压，而这种方法将导致人工污秽和自然污秽相平等的局限。

为了解决该方面的局限，我们可以按照下列的方案进行设计处理：

一是在研究正常的运行线路和自然污秽试验站的绝缘子的相应积污桂林旅，应当想办法使人工污秽的附着灰尘的密度、分布不均匀的情况以及盐类的种类与自然形成的污秽在一定程度上有一致性。二是进行一定次数的研究，分析清楚附着灰尘的密度、分布的不均匀情况以及盐类的种类等其他因素各自对于污闪电压的影响力大小，同时，还可以通过一系列的实验得到的实验数据计算尽可能得到相应的影响系数，在之后的方案设计中，利用该系数大小来修正正常情况下的人工污秽试验结果。

应用方面：在设计线路绝缘子串长方面来说，该方法是比较合理的，但是，污耐受法还仍旧应当在具体的实践操作中累积经验，再进行大力普及使用。

2 特高压输电线路绝缘设计依据

在实际设计操作过程中，由于自然环境本身局存在的比较大的不可控性，绝缘子闪络的相关机理比较复杂，特别是在环境中既存在污秽也存在覆冰的情况下，其闪络过程的复杂程度大大提高。通过研究其中的相关机理，一是研究污闪的物理及数学模型，该类研究已经得到大量的报道研究，但是在外绝缘设计中还不能够直接使用这些理论模型[2]；二是通过进行大量的模拟实验，经过一些分析以及整理的实验数据，缺点是这些数据的实验条件是经过较高程度的简化后得来的，与实际的情况存在一定差异。

3 特高压输电线路绝缘措施

3.1 穿墙套管

曾经，穿墙套管是换流站中运用十分频繁的设备。经过一系列的相关实验研究，一些科研工作者发现导致闪络的一个重要原因就是遭受不均匀受潮（也就是不均匀雨）的情况。在实施设计特高压绝缘输电线路过程中，需要在瓷套表面涂覆上一层憎水性的均匀涂层，也可以利用硅橡胶表面的合成套管，这同样能够获得比较理想的效果。由此能够较为有效地解决该类型的问题。

3.2 硅橡胶合成绝缘子

通过一些相关实验，我们可以知道，硅橡胶合成绝缘子的在防污闪方面能够起到比较关键的作用。有时，在一些比较偏僻的山区林间，即使使用比瓷绝缘子短的爬距，仍然能够让施工人员进行安全地工作。一般来说，存在的问题主要是在实际具体的使用过程中出现质量缺陷，而这些缺陷当中，只有少部分是因为所使用的材料老化引起的。通过一些实验，该观点已在在北美地区被证明，当中属中国的情况较为突出严峻。