±800kV直流输电线路外绝缘设计探讨

±800kV直流输电线路是目前世界上尚未有的直流输电系统,国内外有关它的研究不多。外绝缘是特高压线路设计中的主要问题,它关系到线路的安全运行和工程投资。本文根据国内外现有的资料,分析和计算了±800kV直流输电线路外绝缘子所需的空气间隙和绝缘子片数,并建议耐张串和悬垂串可采用相同的绝缘子片数。     

Y型绝缘子串交流和直流电压分布特性

采用球隙法测量了交、直流500 kV输电线路中Y型串绝缘子的电压分布,采取相应措施减小了环境因素对测量结果的影响,得到了交、直流500 kV电压下Y型串的电压分布曲线。研究结果表明：在交流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,其电压分布曲线和交流悬垂I串类似;在直流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,绝缘子串导线侧绝缘子分担电压高于其它绝缘子,总体上呈现导线侧和杆塔侧两端高、中间低的分布趋势。研究结果为Y型串输电系统的外绝缘设计提供了参考依据。     

特高压直流输电线路污秽外绝缘设计及配置

针对污秽外绝缘设计是±800kV直流工程关键技术问题之一,提出了对±800kV直流输电线路绝缘子串进行污秽外绝缘设计考虑现场污秽度校正、NSDD校正及采用污耐压方法进行污秽外绝缘设计的方法;根据瓷、玻璃绝缘子的污耐压曲线对±800kV直流输电线路"I"型绝缘子串进行了污秽外绝缘设计。结果表明,在轻污秽度等级下,采用210kN盘形悬式绝缘子,按爬电距离等同原则换算需64片,按结构高度等同原则换算需67片。     

±1100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙放电特性及污闪特性分析

Y型绝缘子串通过缩短V型串单肢长度,增加下I串,从而缩短了横担长度,可达到优化塔头尺寸、降低杆塔单基指标的目的。针对特高压直流(UHVDC)输电线路开展了Y型绝缘子串的间隙放电试验及人工污秽试验,包括Y串2种V–I串长比例(8:1和7:2)下不同间隙距离的标准操作冲击电压试验,及3种等值盐密(ESDD)(0.05mg/cm~2、0.08 mg/cm~2、0.15 mg/cm~2)和2种串长(4.37 m、7.7 m)下的人工污秽试验,获得了±1 100 kV直流Y串绝缘子的空气间隙闪络特性和污秽闪络特性。研究结果表明:V–I串长比为8:1时,由于下I串长较短,因此容易产生冲击电压击穿放电,而当V–I串长比为7:2时,放电则较多地出现在屏蔽环对塔身;2种比例下,间隙冲击放电电压及绝缘子污秽闪络电压值相差不大,差别分别为2.8%和5%;直流Y串污耐压值与盐密变化呈幂指数关系,而污耐压值与串长呈线性关系;此外,Y型串与I串、V串试验结果对比表明,各串型间隙放电特性、污秽闪络特性之间无明显差异。研究结果可为±1 100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙配置及污秽外绝缘配置提供参考,对我国±1 100 kV直流输电线路实现Y型串的应用和推广具有重要价值。     

污秽区交流500kV输电线路绝缘子串片数的选择及海拔高度对其影响

本文提出了一种按污闪率选择污秽区交流500kV 输电线路绝缘子串片数的新方法根据高海拔污秽区的线路设计进行计算,得出了不同海拔下污秽绝缘子串的安全运行片数;同时,作者引出了一些值得研究的问题.     

±500kV直流线路绝缘子串自然积污规律初探

根据±500 kV天广直流线路绝缘子积污测量结果,探讨了直流线路绝缘子的积污规律,并计算了部分杆塔绝缘子片数和污闪概率。结果表明:直流绝缘子正负极性下积污量基本相当;直流绝缘子串沿串的积污量分布基本呈U型分布,与交流下相似;同种绝缘子在不同地区其上下表面积污量的比值不同;目前±500 kV天广直流线路部分地区绝缘子片数不足。     

±800 kV特高压直流输电线路污秽绝缘设计及配置研究

对±800kV直流输电线路绝缘子串进行污秽绝缘设计时应该考虑现场污秽度(Sp)、现场等值附盐密度(Es)等因素校正,并提出采用污耐压方法进行污秽绝缘设计。根据瓷、玻璃绝缘子的污耐压曲线对±800kV直流输电线路"I"型绝缘子串进行了污秽外绝缘设计。结果表明,在轻污秽度等级下,采用210kN盘形悬式瓷绝缘子,按爬电距离等同原则换算需64片,按结构高度等同原则换算需67片。     

±800 kV特高压直流输电线路绝缘选择

结合目前国内高压直流线路的设计运行经验,论述±800kV特高压直流输电线路的绝缘选择方法。首先论述±800kV特高压直流输电线路绝缘子片数选择的3种方法:按±500kV直流输电线路的绝缘水平外推选择;按爬电比距法选择;按污耐压法选择。其次论述对选择的片数按照过电压条件、覆冰条件进行校验的方法,同时考虑绝缘子串型式、布置的影响以及高海拔地区对片数的修正。     

架空输电线路绝缘子在典型鸟粪污染条件下的闪络特性

为研究架空输电线路绝缘子在鸟粪污染条件下的闪络特性,根据现场绝缘子串受鸟粪污染的典型形态和参数,提出了绝缘子串鸟粪类污秽试验的涂污形式,并考虑不同环境污秽程度,开展了110 kV、220 kV绝缘子串附加鸟粪模拟液的人工污秽试验,给出了不同条件下鸟粪污染绝缘子串的闪络电压。分析得出:在环境污秽度较轻的地区,110 kV线路采用9片普通型绝缘子串,220 kV线路采用15片普通型绝缘子串,均不会因鸟粪污染绝缘子表面导致污闪。试验结果为涉鸟故障原因分析和防治措施的选择提供了参考。     

直流绝缘子串污秽闪络特性的研究

介绍了用于±500kV高压直流输电系统的直流绝缘子串污秽闪络特性的研究结果和中国电力科学研究院±600kV直流污秽试验装置,进行了与国外2个实验室的比对试验,验证了污秽耐受电压与绝缘子串长的线性关系,对污秽均匀分布和不均匀分布情况下的长串悬式绝缘子的污秽闪络电压特性进行了试验研究,得到了大量有价值的试验数据。     

±500 kV兴安直流线路复合绝缘子积污特性

受静电吸尘效应等影响,直流输电线路绝缘子积污相比交流输电线路的绝缘子较严重,污闪风险较大。测量、研究实际运行的直流线路绝缘子积污特性,有利于电力系统开展外绝缘配置、污闪防治工作,保障系统安全稳定运行。通过人工上塔擦拭的方法,采集±500 kV兴安直流线路实际运行的复合绝缘子表面污秽,测量其等值盐密,研究线路绝缘子积污特性。研究结果表明：±500 kV兴安直流线路复合绝缘子表面积污较轻,等值盐密都在0.025 mg/cm2以下,表面积污受污染源影响,2个直流极积污情况基本一致。复合绝缘子污秽沿串呈现两端大中间小的U形曲线分布,63%的取样样品上表面积污重于下表面,不同插花型式中小伞裙积污最严重。直流线路复合绝缘子积污特性与交流线路存在明显差异。     

华东电网500 kV线路历年污闪事故分析及外绝缘配置优化研究

对华东电网500 kV线路发生的污闪事故分析表明,爬距不足和绝缘子伞型不合理是造成线路污闪的最主要原因。根据污闪事故分析,以及为确认线路的安全运行状况,对不同串型、不同形式500 kV线路绝缘子串进行了不同污秽度下的污秽试验,得到了不同试品的污耐压曲线,试验结果为500 kV线路的污秽外绝缘配置以及正确选型提供参考依据。在此基础上,通过总结华东电网超高压线路的运行经验,并结合试验研究和实际工程应用的基础,研究了各种绝缘子积污特性和爬距有效利用系数,对华东电网500 kV线路提出了合理的外绝缘配置。     

±800 kV长串绝缘子污闪特性及绝缘子选择研究

对±800 kV直流输电线路上可能用到的几种典型大吨位绝缘子的污闪特性进行了系统的人工污秽试验研究。针对线路中可能用到的V型串及双I串并联结构,通过试验分析了它们对绝缘子串污闪电压的影响。结果表明,大吨位绝缘子的直流污闪电压与串长之间仍存在较好的线性关系,V型绝缘子串的污闪特性与I型串基本一致,可以直接使用I型串的试验结果,但并联绝缘子串间距对绝缘子串污闪特性存在显著影响,且串长不同时,并联绝缘子串间距对其污闪电压的影响效果不同。基于上述试验结果,并考虑了现场等值盐密与试验盐密的校正关系,给出了±800 kV特高压直流输电工程外绝缘参数计算和线路绝缘子选型的方法。     

布置方式对直流绝缘子串人工污秽闪络特性的影响

直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响，以2种典型直流瓷绝缘子(XZP-210和XZP-300)为试品，在人工雾室中通过试验研究了悬垂单串布置(I型)、悬垂双串布置(II型)和V型布置绝缘子串的直流负极性污闪特性，分析了布置方式对负极性污闪电压的影响。结果表明：直流绝缘子串布置方式对污闪电压有影响；在不同污秽程度下，V型布置时直流污闪电压比I型布置时高14.5%~25.9%，II型布置则比I型布置低4.2%~9.0%；且随着污秽程度的增加，V型布置相对于I型布置的污闪电压提高的百分数和II型布置相对于I型布置降低的百分数均增大。     

交流特高压输电线路绝缘子串污秽耐压特性试验

为研究1000kV特高压输电线路绝缘子串的污耐压特性,按照真型布置,依据GB/T4585-2004采用升降法求取了其50%污秽闪络电压。研究内容包括绝缘子串长与50%人工污秽耐受电压U50%的关系,不同串型下的污耐压特性,附灰密度(NSDD)、上下表面不均匀积污对污耐压的影响等。试验表明,绝缘子串长与U50%呈非线性趋势,按照线性拟合求取的U50%较试验所得出的结果高1.6～10.2%;NSDD的增加使绝缘子的U50%下降;上下表面不均匀积污比均匀积污时的U50%高等。研究结果可供1000kV交流特高压工程绝缘子串的选型及污秽外绝缘配置参数。     

喷涂PRTV涂料玻璃绝缘子串染污外绝缘特性研究

PRTV涂料因其憎水性能良好,在输电线路外绝缘的建设和维护上得到了广泛应用。通过大量人工污秽试验,研究了220 k V和500 k V电压等级输电线路玻璃绝缘子串在PRTV涂料不同喷涂方式下的染污外绝缘性能。研究表明,PRTV涂料对提高绝缘子串污闪电压,降低表面泄漏电流效果明显;不完全喷涂PRTV涂料玻璃绝缘子串的污闪电压比普通绝缘子串有很大提高,甚至与完全喷涂效果相差不大,可大大节省涂料用量。提出了适合于220 k V电压等级绝缘子串的PRTV涂料喷涂方式,为输电线路外绝缘的设计和性能维护提供了支持和参考。     

华东地区500kV线路绝缘子的爬距有效利用系数

绝缘子的积污特性和爬距有效利用系数对线路的外绝缘特性有重要的影响,这一点应在外绝缘配置时予以考虑。对华东电网常用的几种绝缘子的积污特性、爬电距离有效利用系数进行了分析和计算,同时,在污秽试验的基础上,对几种常见的绝缘子试品进行了长串耐压试验,试验结果表明,不同类型绝缘子的爬电距离有效利用系数存在较大差异。此外,对不同串型布置方式下的长串绝缘子进行人工污秽试验,试验结果表明,双悬垂I串绝缘子的单片最大污耐压小于单悬垂I串时,如果双悬垂I串绝缘子采用V型或倒V型布置,绝缘子的积污特性可得到明显改善,且其污耐压水平也将得到明显的提高。     

1000kV同塔双回输电线路绝缘子串污秽特性

为了研究1000kV同塔双回输电线路绝缘子串的污耐压特性,按照真型布置,依据GB/T4585-2004采用升降法求取绝缘子串的50%污秽闪络电压。内容包括不同型式、不同串形绝缘子的污耐压特性,附灰密度(ρNSDD)、上下表面不均匀积污对污耐压的影响等。指出单V串污耐压特性优于I串污耐压特性;ρNSDD的增加使得绝缘子的U50%下降;上下表面不均匀积污时的U50%高于均匀积污时的U50%等。研究结果对1000kV特高压同塔双回线路绝缘子串的选型及污秽外绝缘配置具有重要指导意义。     

1000kV交流线路长串绝缘子污秽特性的研究

针对我国准备建设的1000 kV电压等级的交流输电线路用的长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50％人工污秽工频耐受电压U50关系；普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性；附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比对污耐压特性的影响等。指出绝缘子串的U50与串长呈非线性趋势；按线性拟合所求取的U50较试验所求取的U50要高1．6％-10．2％；单片绝缘子污耐压随着海拔的增加而下降等。其研究结果对1000 kV交流输电线路工程造价、线路的可靠运行及污秽外绝缘的合理设计具有重要意义。