耐热导线运行温度对带电作业 安全距离的影响研究

为了研究耐热导线运行温度对输电线路带电作业安全距离的影响,采用试验研究方法,得到了耐热导线在180 ℃高温运行时,导线本体及其周围温度的分布情况,以及耐热导线在160 ℃和240 ℃高温运行时,模拟导线－杆塔之间1.0~1.5 m空气间隙的操作冲击放电特性。通过理论计算分析耐热导线温度对模拟导线－杆塔空气间隙操作冲击放电的影响,所得结论与试验结果一致性较好。研究结果表明,耐热导线在240 ℃的运行温度下,对其周围空气温度的影响范围不超过10 cm,对1.0~1.5 m的空气间隙操作冲击放电电压产生的影响在2%左右。实际开展输电线路带电作业时,可忽略耐热导线运行温度对带电作业安全距离的影响。     

500kV垂直排列紧凑型输电线路杆塔空气间隙距离选择研究

三相导线垂直排列布置方式的500kV紧凑型输电线路杆塔空气间隙的放电特性较传统紧凑型线路有很大的不同,有必要通过试验对其空气间隙距离进行校核。本文首先分析了500kV垂直排列紧凑型线路塔头的初步设计依据,然后开展了模拟塔头的冲击放电特性试验及带电作业操作冲击放电试验研究。结果表明按传统500kV紧凑型线路的绝缘配合原则初步设计的垂直排列紧凑型线路杆塔的空气间隙距离可以满足安全可靠性要求。文章最后给出了带电作业时应保持的头顶-上横担和头顶-上方导线最小安全距离。研究成果可为500kV垂直排列紧凑型线路工程的设计提供参考,为相关人员带电作业的安全提供保证。     

±800kV同塔双回直流线路杆塔空气间隙的放电特性影响因素研究

±800 kV同塔双回线路电压等级较高,且杆塔形状和杆塔尺寸较±500、±660 kV直流输电线路杆塔都有很大差别,因此其空气间隙的放电特性有不同特点。为选择合适的±800 kV同塔双回直流线路空气间隙距离值,对影响±800 kV同塔双回输电线路杆塔上、下层空气间隙冲击放电特性的因素进行了真型尺寸模拟试验研究。研究了下层塔身宽度对杆塔下层间隙操作冲击放电特性的影响,均压环尺寸对直流V串塔头空气间隙放电特性的影响,直流运行电压对塔头间隙冲击放电特性的影响,±800 kV同塔双回输电线路杆塔下横担对上层间隙操作冲击放电特性的影响,并校核了下横担到上导线距离减小后杆塔的耐雷性能。研究结果表明:原有的塔身宽度对间隙操作冲击放电影响的修正公式已不适用于±800 kV同塔双回直流线路塔头;均压环尺寸大小与放电电压正相关;导线直流电场对间隙的放电路径有明显影响,但对放电电压影响不大;杆塔上导线到下横担的间隙距离可适当减小,但间隙距离减小后,杆塔的反击耐雷性能及绕击耐雷性能都略有降低。该研究结果可用于指导±800 kV同塔双回输电工程的设计。     

超高压交流/特高压直流同塔多回输电线路塔宽及离子流对带电作业间隙放电特性的影响

超高压交流/特高压直流同塔多回输电线路下层500kV交流导线平行处的塔身宽度(简称塔宽)比单一500kV线路铁塔增大1倍以上,同时下层带电作业间隙还存在着上层±800kV直流线路产生的离子流。为此,试验分析了"等电位作业人员-塔身"典型作业工况下,1.4～11.0m不同塔宽下空气间隙的操作冲击放电特性,并开展了0.80～1.25m间隙距离下离子流密度对空气间隙操作冲击放电电压影响的试验研究。研究结果表明,随着塔宽的增大,相等带电作业间隙距离的操作冲击放电电压相应降低;当作业间隙距离为7.5m时,11m塔宽下的操作冲击50%放电电压比1.4m塔宽下降低了约14%;在0～167nA/m2离子流密度范围内的离子流对0.80～1.25m间隙距离的空气间隙操作冲击放电电压无影响。该试验研究结果可以为超高压交流/特高压直流同塔多回输电线路带电作业工作的开展提供技术依据。     

1000kV线路杆塔空气间隙距离选择

特高压(UHV)线路空气间隙距离研究是UHV线路工程设计的基本参数,而前苏联、日本的相关工程参数也与我国情况不同。为此介绍了中国晋南荆1000kV输电线路杆塔空气间隙距离选择的原则、方法和结果。由于塔宽和试验电压波前时间对特高压线路杆塔空气间隙的放电电压有明显的影响,故采用特高压真型杆塔进行空气间隙的放电电压试验,操作冲击试验电压的波前时间为1000μs,和特高压线路操作过电压的实际波前时间比较接近。工作电压下空气间隙距离的选择考虑了最大工作电压、100a一遇的最大风速、多间隙并联对放电电压的影响并取闪络概率为0.13%,得到海拔500、1000、1500m时工作电压下的最小空气间隙距离分别为2.7、2.9、3.1m。操作冲击下空气间隙距离的选择考虑了沿线最大的统计(2%)操作过电压水平为1.7p.u.、操作过电压波前时间取1000μs、多间隙并联对放电电压的影响、计算风速为0.5倍最大风速、闪络概率为0.13%,得到海拔500、1000、1500m时的最小空气间隙距离中相分别为6.7、7.2、7.7m,边相分别为5.9、6.2、6.4m。试验结果表明,边相导线对杆塔的空气间隙距离受工作电压控制,中相导线对杆塔的空气间隙距离受操作冲击电压控制。雷电冲击下的空气间隙距离对杆塔塔头尺寸不起控制作用,可以不规定雷电冲击下的空气间隙距离要求值。     

超/特高压直流输电线路塔头间隙冲击放电特性研究

目前国内外规划和建设了多个超/特高压直流输电工程,其中输电线路杆塔塔头的空气间隙距离是影响工程设计的重要参数之一。在工程设计中,既需要选择合适的间隙距离以耐受可能出现的各种过电压,保证系统安全稳定运行,又要尽可能减小塔头尺寸以降低工程造价。利用±1000kV模拟塔头进行试验,得到了±1000kV杆塔典型空气间隙的操作冲击和雷电冲击放电特性曲线,并与±500和±800kV杆塔塔头的空气间隙研究成果进行对比分析,同时结合750kV交流杆塔塔头和正方形塔窗的操作冲击特性进行了讨论和分析。试验结果表明:±500、±800和±1000kV杆塔塔头的50%放电电压与间隙距离的关系曲线具有良好的延续性;当间隙距离增加时,操作冲击放电特性曲线开始出现饱和的趋势,而雷电冲击电压则与间隙距离保持较好的线性关系;导线的尺寸和分裂形式以及均压环等对塔头空气间隙的放电特性影响较小。     

风雨对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响

针对近年来频繁发生的风偏事故,分析认为强风及暴雨是使导线—杆塔空气间隙工频放电电压降低的一个重要原因。采用1:1模拟杆塔-导线结构,首次系统地试验研究了雨水、大风及风雨组合对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响。结果表明降雨、风速、风向、风雨组合都会影响到空气间隙的工频放电特性,在一定条件下会使其放电电压明显降低。研究结果可为恶劣气象条件下输电线路最小间隙距离设计提供技术依据,降低输电线路风偏放电故障及事故率,提高输电线路的安全运行水平。     

超/特高压线路空气间隙电气特性试验中的若干问题

为了获得超/特高压线路杆塔间隙在各种影响因素下的闪络特性,满足线路绝缘配合需要,提高线路运行的安全性和经济性,依据超/特高压线路空气间隙电气特性试验结果,分析了冲击电压极性、间隙电极结构、杆塔宽度、导线结构、"邻近效应"等因素对空气间隙放电电压的影响,以及操作冲击放电特有的性能。结果表明杆塔宽度、导线结构、接地体"邻近效应"对闪络电压影响明显,如杆塔宽度增大,相等间隙距离冲击闪络电压降低,且随着间隙距离的增大,塔宽的影响逐渐减小;在相近条件下8分裂导线空气间隙的放电电压与4分裂导线的放电电压相比,最大相差约10%。     

±1100 kV特高压直流杆塔间隙放电特性

±1100 kV直流是一个新的电压等级,杆塔间隙距离的选择是保证工程可靠和经济的关键技术之一,我国正在建设的±1100 kV输电线路超过3000 km,并且途经高海拔地区,为解决杆塔间隙放电电压的海拔校正问题,在国内两个不同海拔的试验基地,采用±1100 kV真型尺寸模拟杆塔,进行了空气间隙冲击放电试验,获得了相应的操作冲击、雷电冲击放电电压,并分析了不同海拔下操作冲击和雷电冲击放电电压的分散性;其次,利用典型的棒板间隙操作冲击放电公式,分析了间隙距离6~11 m范围的间隙系数;然后,结合IEC 60071-2规定的海拔校正方法,分析了±1100 kV杆塔操作冲击和雷电冲击的海拔校正系数,并计算得到了操作冲击的电压修正因数m。最后结合昌吉—古泉±1100 kV工程的过电压计算结果,推荐了海拔3000 m及以下地区±1100 kV输电线路直流电压和操作冲击电压所需的最小间隙距离。结果表明:未发现海拔的变化对间隙放电电压的相对标准偏差有明显影响,在1.57 pu操作过电压下,海拔1000 m时,±1100 kV输电线路杆塔操作冲击所需的最小间隙距离为8.9 m,海拔为3000 m时,最小间隙距离为9.8 m。直流电压要求的间隙距离较小,海拔3000 m时为4.2 m。     

浅谈降雨对工频闪络电压的影响

在1:1模拟导线-杆塔间隙结构下,试验研究了不同雨强和雨水运动路径对空气间隙工频闪络特性的影响,得出不同雨强和雨水运动路径下导线-杆塔空气间隙工频闪络特性的变化规律。提出强降雨情况下满足间隙工频耐受电压高于500 kV输电线路最高运行相电压的最小空气间隙距离,为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导。     

±800 kV直流线路杆塔塔头空气间隙的直流叠加操作冲击放电特性

国内外的文献资料表明空气间隙的放电特性在纯操作波和直流预电压情况下有很大的差别,这对高压输电线路塔头空气间隙的选择可能会有影响,因此在我国直流特高压杆塔空气间隙设计中需要对导线上直流预电压的影响进行研究。通过真型尺寸模拟塔头空气间隙放电试验,研究了特高压线路杆塔空气间隙在直流预电压叠加操作冲击下的放电特性,得到了叠加电压的试验数据。通过与纯操作冲击放电特性的比较,发现叠加电压情况下杆塔空气间隙的放电电压比纯操作冲击情况下高2%~4%,因此从安全的角度考虑,在特高压杆塔空气间隙设计中,采用纯操作冲击电压试验数据是可行的。     

750kV同塔双回输电线路空气间隙放电特性研究

为取得我国750 kV同塔双回输电线路的设计依据,结合我国西北电网公司即将建设的750 kV同塔双回输变电线路工程,试验研究了750 kV同塔双回线路真型塔空气间隙操作冲击(含长波前时间)、雷电冲击和工频电压。采用升降法获得了3~7 m距离的杆塔空气间隙操作冲击、雷电冲击放电特性曲线,采用闪络法获得了1~4 m距离杆塔空气间隙的工频放电特性曲线;研究了不同杆塔宽度对放电电压的影响。试验表明,操作冲击和工频放电电压随着杆塔宽度的增大而降低。通过分析提出了不同海拔高度750 kV同塔双回线路相地最小绝缘间隙推荐值,该结果接近IEC等国外类似试验,证明了其可比性和可靠性。     

高海拔地区220 kV输电线路带电作业安全距离技术研究

为了给高海拔地区220 kV线路的带电检修和维护工作提供技术依据,保证线路带电作业的安全开展,针对高海拔地区220 kV输电线路带电作业安全距离,分别在西藏羊八井(海拔4300 m)、青海乌兰(海拔3000 m)、青海硝湾(海拔2200 m)的试验场地进行了220 kV输电线路实际尺寸杆塔不同作业位置的操作冲击放电特性试验,得到了不同工况下的操作冲击放电特性曲线。根据以上试验结果和低海拔地区220 kV输电线路带电作业已有的研究成果,结合常用海拔校正方法,通过危险率的计算,推荐了海拔3000~5500 m范围内220 kV输电线路带电作业所需的最小安全距离及最小组合间隙距离。研究结果可为220 kV输电线路的工程设计和带电作业提供技术依据。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

特高压交流输电线路平台法直升机带电作业安全间隙距离试验研究

为了给直升机应用于特高压交流(UHVAC)输电线路带电检修工作提供参数依据,确保平台法直升机带电作业的安全开展,利用全尺寸模拟直升机布置了平台法带电作业过程中的典型作业工况,开展了1 000 k V输电线路带电作业间隙操作冲击放电试验,获取了各典型工况下的带电作业间隙放电特性,明确了直升机进入等电位过程中的最低放电位置,根据交流输电线路带电作业安全距离的计算方法,保证作业危险率10-5,得到了在海拔高度≤1 000 m地区的特高压交流输电线路平台法直升机带电作业最小安全间隙距离,即相地最小安全距离为6.8 m,相地最小组合间隙为7.3 m,相间最小安全距离为9.2 m,相间最小组合间隙为9.5 m。     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

云广±800kV直流线路仿真塔空气间隙操作冲击放电特性

研究云广±800kV直流线路用仿真塔的空气间隙50%操作冲击放电特性,结果表明,云广±800kV输电线路的绝缘子采用V形串,操作冲击电压成为杆塔空气间隙尺寸的控制因素;V形绝缘子串直线杆塔空气间隙距离在海拔高度为1000m及以下、1500m和2000m的地区应分别不小于6.2m、6.7m和7.1m。     

500kV线路绝缘斗臂车带电作业安全距离试验

为了给500 k V带电作业用绝缘斗臂车的安全使用提供技术依据,通过试验研究确定了绝缘斗臂车带电作业的安全距离。首先结合实际线路和车辆,针对使用绝缘斗臂车在500 k V单回线路直线塔进行带电作业时的各典型工作位置的安全距离进行了1:1模拟工况的操作冲击放电试验研究。结果表明,作为大型导电悬浮体的工作斗降低了组合间隙的击穿电压约15%。依据试验结果,通过危险率计算分析确定了海拔1 000 m地区500 k V绝缘斗臂车带电作业的中相最小安全距离和组合间隙分别为3.8 m和4.7 m,边相最小安全距离和组合间隙分别为3.2 m和3.8 m。考虑到工作斗的长度和导线距塔身的间隙,当工作斗的位于导线和塔身的间隙之中时,安全距离和组合间隙难以满足要求。因此当使用绝缘斗臂车在500 k V直线杆塔上开展带电作业时,工作斗不应进入边相导线和杆塔之间以及中相塔窗。     

超/特高压输电工程典型间隙操作冲击放电特性试验研究综述

在超/特高压输电工程的设计中,空气间隙的选择非常重要,可以影响输电线路中杆塔的尺寸,以及变电站或换流站中各种带电结构之间的距离。空气间隙的合理设计既关乎系统的安全稳定运行,又直接影响到工程的造价。一般情况下,与工频、直流或雷电过电压相比,耐受操作过电压所需的空气间隙最大,因此,杆塔和变电站或换流站中典型空气间隙的操作冲击放电特性是影响输电工程安全性和经济性的重要因素之一,也是超/特高压交直流输电工程设计的主要依据。操作电压下空气间隙的放电特性与电极的形状、电极间的距离、施加电压的波形等因素有关。通过对国内外空气间隙在操作冲击电压下的试验研究进行综述,包括各种典型间隙的操作冲击放电特性以及影响该特性的各种因素,从而为今后更加深入地研究操作冲击放电特性提供借鉴。     

500kV同塔双回垂直排列紧凑型塔头空气间隙放电特性的试验研究

与500 kV传统紧凑型布置相比,采用500 kV同塔双回垂直排列紧凑型(DVC)布置的杆塔可进一步减小线路走廊,降低塔高高度。为研究其特殊的导线布置和杆塔结构对空气间隙放电特性产生的影响,采用实尺寸模拟塔头,对500 kV DVC杆塔进行了操作冲击和雷电冲击放电特性试验,对比了不同极性操作冲击电压下相间放电电压的差异。结果表明:500 kV DVC杆塔的上、中和下相的相对地操作冲击和雷电冲击放电电压均相差很小;相间不同导线施加电压的极性会影响相间放电特性,设计时应按照偏于严格的试验结果选择间隙距离。试验结果可供实际500 kV DVC杆塔设计参考。