500kV輸電線路絕緣設計研究

杜彥興 李志楊

摘要：社會經濟的不斷發展，極大地促進了工業的進步。一些大型機械設備在運行過程中必須要借助高壓遠距離輸電方式獲取電源?，F階段，500kV的輸電線路數量越來越多，而且也經過了細致深入的研究，尤其是絕緣設計方法。加強特高壓絕緣輸電線路的設計，代表在設計過程中必須處理好電網中各種過電壓和機械抗壓水平等，必須不斷提高安全性和穩固性，并具備良好的性價比優勢。同時，還必須加強絕緣設計，借助絕緣體，將電路的防雷性能提升上來，將防御成本降至最低，并給予輸電線路穩定性一定的保障，防止電路事故的出現。

關鍵詞：500kV;輸電線路;絕緣設計

1輸電線路絕緣設計依據

在實際設計操作過程中，由于自然環境本身局存在的比較大的不可控性，絕緣子閃絡的相關機理比較復雜，特別是在環境中既存在污穢也存在覆冰的情況下，其閃絡過程的復雜程度大大提高。通過研究其中的相關機理，一是研究污閃的物理及數學模型，該類研究已經得到大量的報道研究，但是在外絕緣設計中還不能夠直接使用這些理論模型;二是通過進行大量的模擬實驗，經過一些分析以及整理的實驗數據，缺點是這些數據的實驗條件是經過較高程度的簡化后得來的，與實際的情況存在一定差異。

2500kV輸電線路絕緣設計方法

2.1確定絕緣參數

在500kV輸電線路絕緣效果方面，絕緣參數不但發揮著重要的作用，而且也是絕緣設計的前提條件之一。要想確保絕緣設計效果的穩步提升，必須要確保參數的合理性，實現線路整體絕緣性的提升，并保障耐雷性。而要想確保相應參數計算的準確性，必須確定線路的方向和規模，并做好相應數據的查找工作。此外，要想確保線路設計的優化成效，分析往年的環境變化規律也是一項重要措施。

2.2日常經驗法

500kV高壓輸電線路絕緣設計的過程中，需要借鑒現存的直流輸變電工程的絕緣子爬電比距，來進行衡量及判斷外絕緣的水準。此方式的優點在于可以最大程度的利用，已經建設成功的超高壓直流輸電工程的運行經驗。缺點則在于在建設的過程中，要保障建設的兩條輸電工程，具體情況上要大致相同，只有這樣才能準確的決定外絕緣水平;另外還需要考慮已經建設成功的輸電工程的絕緣子的爬電比距的合適程度。在實際的建設使用中，這種方式是不建議直接使用的，但是，可以采用這種方式來對設計成果進行最后的檢驗。

2.3線路劃分

500kW輸電線路絕緣設計要依據周圍地理情況，通過調整自身參數，實現線路絕緣設計。線路劃分是參數調整基礎，其關鍵是將同一范圍內的參數進行統一，實現線路絕緣方案的優化。另外，絕緣設計不能進行多線路劃分，否則會造成方案數量過多，影響絕緣設計效率。絕緣設計線路劃分分為兩種，一種為同區域絕緣設計，另一種為不同區域絕緣設計。梁總監設計方案依據線路不同，采用不同的參數，提高輸電線路的絕緣水平。

2.4污耐壓法

在設計特高壓絕緣輸電線路之前，建筑工人能夠利用絕緣子測量在多種污穢環境條件下的耐污閃電壓，通過采集一些實驗數據來明確絕緣子串的耐污閃電壓大于該絕緣輸電線路的最大運行電壓，其中應當需要注意的是多留一部分的規定安全裕度。一是在研究正常的運行線路和自然污穢試驗站的絕緣子的相應積污桂林旅，應當想辦法使人工污穢的附著灰塵的密度、分布不均勻的情況以及鹽類的種類與自然形成的污穢在一定程度上有一致性。二是進行一定次數的研究，分析清楚附著灰塵的密度、分布的不均勻情況以及鹽類的種類等其他因素各自對于污閃電壓的影響力大小，同時，還可以通過一系列的實驗得到的實驗數據計算盡可能得到相應的影響系數，在之后的方案設計中，利用該系數大小來修正正常情況下的人工污穢試驗結果。

3500kV輸電線路的絕緣配合

3.1科學的設置爬電距離

500kV輸電線路基本都是位于室外，需要面臨非常復雜的環境問題，同時，在運行的過程中，易受到外界污染物的影響，致使輸電線路的絕緣性能降低。因此，為了不斷的提高輸電線路整體的絕緣性能，防止污染物對輸電線路絕緣性能產生的影響，需要對輸電線路中電壓的爬電比距進行科學的設置，對于原配置中爬電距離的設置，可以忽略超出的電壓問題，因為不會產生影響，因此可以忽略不計，最主要的是環境方面造成的影響?？茖W的爬電距離的設置，不僅提高了輸電線路整體的絕緣效果，還能降低外界污染物造成的影響，保障500kV輸電線路的安全、穩定運行。

3.2采取絕緣措施

首先，穿墻套管。在換流站的應用設備中，穿墻套管得到了廣泛的應用?？蒲腥藛T發現，不均勻受潮，極容易導致閃絡現象的出現。在特高壓絕緣輸電線路設計中，在瓷套表面可以涂覆憎水性涂層，也可以應用加強硅橡膠表面的合成套管。其次，硅橡膠合成絕緣子。硅橡膠合成絕緣子防污閃效果顯著，爬距比瓷絕緣子短，可以提高施工安全性。

3.3調整固體絕緣結構

普通輸電線路以基本絕緣、附帶絕緣、增強絕緣為主，各個絕緣方案產生的效果存在一定的差異，依據實際情況進行選擇。但是，上述三種絕緣屬于固體絕緣，對空間占用比較大，會出現相鄰結構的空間擠壓，影響線路的安全和穩定。因此，500kW線路絕緣設計中，要調整固體原結構，避免出現絕緣實施問題，降低相鄰組件的絕緣空間沖突。例如，500kW絕緣線路放熱量較高，容易出現短路現象，再進行固體絕緣設計時，需要依據線路自身、環境等方面的條件，降低固體絕緣的安裝率。同時，強化固體絕緣的操作步驟，通過反復論證后，進行固體絕緣安裝。隨著絕緣技術的不斷發展，固體絕緣設備的使用率將大幅減少，組件之間的距離和空間也會增加。

3.4硅橡膠合成絕緣子

通過一些相關實驗，我們可以知道，硅橡膠合成絕緣子的在防污閃方面能夠起到比較關鍵的作用。有時，在一些比較偏僻的山區林間，即使使用比瓷絕緣子短的爬距，仍然能夠讓施工人員進行安全地工作。一般來說，存在的問題主要是在實際具體的使用過程中出現質量缺陷，而這些缺陷當中，只有少部分是因為所使用的材料老化引起的。通過一些實驗，該觀點已在在北美地區被證明，當中屬中國的情況較為突出嚴峻。

3.5選擇絕緣配合的電氣間隙

首先，因為現代社會對于電能的需求較大，所以輸電線路的運行過程中，很容易出現超電壓的現象，此時，因為電氣間隙兩側的電壓會隨著電壓的輸出瞬間變大的特性，如果電氣的間隙距離不足，就很可能會引發電流擊穿的電力故障。其次，在輸電線路電壓大幅度超出規定最大值的情況下，如果電氣間隙無法實現預期效應，就必定會出現電流擊穿現象。所以在進行絕緣配合設計時，需要對輸電線路的具體參數進行分析，不能流于形式進行設計。

結論

500kV輸電線路在建設過程中，絕緣設計決定了輸電線路能否安全、穩定的運行。輸電線路良好的絕緣性能，可以保障線路遠距離地進行輸電，反之則會經常性的出現短路、跳閘等問題。此外，線路上時間的暴露在自然環境中，雷電及污染物會對其絕緣性能造成不利的影響，進而降低輸電線路的絕緣性能。所以，應對輸電線路絕緣進行優化，提高輸電線路的絕緣設計水平，才能不斷提高輸電線路的整體絕緣效果，保障500kV輸電線路的正常運行。

參考文獻：

[1]? 楊慶，董岳，葉軒.500kV輸電線路用復合絕緣子與并聯間隙的絕緣配合[J].高電壓技術，2019（2）：407-414.

[2]? 邵長利，喬光林.±500kV直流輸電線路絕緣設計方案全壽命費用決策[J].吉林電力，2019（2）：5-7.

[3]? 顧樂觀，孫才新，謝軍.500kV輸電線路絕緣選擇的研究[J].中國電力，2018（6）：12-17.

[4]? 阮祥勇，阮江軍，張銳.500kV交流輸電線路組合絕緣配置研究[J].高壓電器，2019（4）：42-46，51.

（作者單位：內蒙古超高壓供電局）