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1.01.5m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10cm,对1.01.5m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/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。     

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%。     

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。     

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。     

±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。     

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。     

500kV复艾紧凑型线路直线塔带电作业安全性分析

文中计算500 kV复艾紧凑型输电线路操作过电压水平,获得带电作业时可能产生的沿线最大相—地操作过电压为1.68 p.u.,最大相间过电压为2.85 p.u.,对直线塔塔窗典型带电作业过程中的人体位置进行长距离空气间隙及组合间隙的操作波放电试验,获得典型位置操作冲击击穿电压U50%和带电作业相—地和相间最小安全距离计算公式,以及带电作业时最小安全距离下的危险率;理论计算和试验结果表明,在直线塔上进行带电作业的危险率均远小于1.0×10-5,相—地和相间最小安全距离以及最小组合安全距离均满足带电作业安全性的要求。     

1000kV交流输变电工程设备的外绝缘特性

针对晋东南—荆门百万伏级交流输变电示范工程,研究了交流输变电设备空气间隙的工频、操作和雷电冲击电压放电特性,典型分裂耐热扩径软导(母)线及分裂导线、管型母线基于不同空气间隙的工频、操作及雷电冲击电压特性及高海拔对绝缘子污耐压的影响。通过这些真型试验研究,获得了我国特高压技术研究的基础试验数据,其研究成果可为特高压工程建设提供设计参考依据。     

1000kV输电线路带电作业保护间隙的研究

为研究1000kV交流输电线路带电作业的保护间隙,确定了它的设计原则和电极结构,根据该保护间隙工频击穿、工频耐压、操作冲击放电试验的结果得出了不同海拔高度下1000kV输电线路带电作业保护间隙间隙距离的最大允许值;在11塔窗中模拟带电作业各实际工况,采用升降法对保护间隙与作业间隙的绝缘配合进行了操作冲击放电试验,验证了保护间隙对带电作业间隙的保护性能,并计算了1000kV带保护间隙带电作业的危险率。最后证明加装保护间隙不仅可提高作业的安全性,而且能有效地减小塔头尺寸。     

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。     

棒-板间隙操作冲击放电电压的海拔校正

目前我国有越来越多的输电工程都途经高海拔地区,如何对间隙放电进行海拔校正是工程设计中需要着重考虑的一个因素。为了更深入研究海拔高度对棒-板间隙操作冲击放电特性的影响,在北京、贵阳、西宁和羊八井进行了棒-板间隙操作冲击放电特性试验,根据试验数据,对目前常用海拔校正方法的校正结果进行了比较分析。同时,也利用其它校正方法对试验数据进行了校正,包括3种插值方法以及校正参数随间隙距离变化的2种校正方法。可以得出,现有海拔校正方法不适用于0～4300m海拔高度范围棒-板间隙的海拔校正,线性插值方法和校正参数随间隙距离变化的海拔校正方法误差较小,工程设计中推荐采用这2种方法。     

±800kV楚穗直流线路带电作业安全距离研究

针对±800kV楚穗直流线路杆塔高和海拔高等特点,结合该线路塔型、导线布置以及作业人员在塔上的作业位置等实际情况,在模拟塔头间隙上开展带电作业间隙试验研究。提出±800kV楚穗直流线路带电作业典型工况下的最小安全距离和最小组合间隙,为线路塔头间隙尺寸设计和线路带电作业提供技术依据。     

特高压钢管塔线路带电作业间隙放电特性研究

随着特高压工程的建设和发展,钢管塔已大量投运到实际特高压线路工程中。为保证特高压钢管塔线路带电作业的安全开展,仿真计算并对比分析了特高压钢管塔、角钢塔塔身周围的电场分布情况。以1∶1钢管塔模型试验获得各种典型带电作业工况下的操作冲击放电特性,确定了各工况下带电作业的安全距离。通过钢管塔和角钢的冲击放电试验,对比分析了2种塔型结构的操作冲击放电特性。研究成果可在特高压钢管塔同塔双回线路带电作业中提供技术支撑。     

棒极结构对棒-板间隙操作冲击放电特性影响的试验研究

棒-板间隙是研究空气间隙放电的最典型间隙,其操作冲击放电特性是输电工程线路和换流站／变电站空气间隙选择的重要依据之一。为了更深入地研究棒-板间隙的操作冲击放电特性,选择不同直径的棒电极,以及半球彤和圆锥形2种棒电极端部形状,在2～5m间隙距离下进行了正极性操作冲击放电特性的试验,得到了棒电极端部形状和棒电极直径的改变对棒-板间隙正极性操作冲击50％放电电压造成的影响。另外,在北京、西宁和羊八井等几个不同海拔地区进行了临界半径的对比试验。通过改变棒电极端部连接球面的半径,得到了不同间隙距离对应的临界半径。由试验可以得出,当棒电极结构的半径小于临界半径时,棒电极半径和端部形状的改变不会对间隙的50％放电电压产生明显影响;临界半径随间隙距离的增加而增加,且随着海拔高度的增加,同一间隙对应的临界半径也随之增加。     

±800 kV特高压直流输电线路带电作业电位转移特性分析

为保障进行±800 kV输电线路带电作业人员的人身安全,对带电作业人员电位转移特性的研究有助于制定合适的安全防护措施。通过建立作业人员进行电位转移过程中基于流体动力学的棒-板间隙放电模型,仿真得到了人与导线间的空气间隙电场强度变化特性,计算了转移过程中的暂态能量,分析了转移距离为0.3~0.6 m时电位转移能量数值的分布特点。结果表明,不同转移距离下的转移能量均在1.0 J附近,随着转移距离的增大,转移能量有所增加,而转移能量高于1.0 J时,导电手套存在被烧蚀的风险,因此作业人员进行±800 kV输电线路带电作业电位转移宜使用电位转移棒进行电位转移,确保作业人员的人身安全。