输电线路采用V串设计降低雷击跳闸率

在输电线路塔头绝缘配合设计中，提出外绝缘配置按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0．7左右的配合比，以V串替代I串方式，形成紧凑化线路，即节约了线路走廊资源，又增加了绝缘子串沿面闪络电压值，可大幅度降低线路雷害沿绝缘子串闪络跳闸次数，使外绝缘污秽等级提高到3.5cm／kV以上，基本免除了绝缘子串的清扫工作，大大降低了运行维护成本。     

浅析输电线路降低雷害跳闸率的措施

输电线路塔头绝缘配合设计通常按能耐受系统最大工作电压及操作过电压和以工频泄漏比距选定,以雷电冲放特性校验其耐雷水平,从而基本固定了塔头间距(即绝缘子片数),使线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10∶1～12∶1,造成输电线路的故障率占全部输变电设备故障的80%左右,同时也钳制了目前环境污染严重情况下配置外绝缘增加结构高度的可能。文章提出外绝缘配置按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0.7左右配合比设计塔头绝缘配合,以V串替代I串方式,形成紧凑化线路,既节约了线路走廊资源,又增加了绝缘子串沿面闪络电压值,可大幅度降低线路雷害沿绝缘子串闪络跳闸的次数。使外绝缘污秽等级提高到3.5cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了运行维护成本,运行检修单位实现了"减人增效"的目标。     

低气压下长串绝缘子的直流污闪特性

为了解污秽和高海拔对正在建设的云广±800kV直流特高压线路外绝缘面临的综合影响,利用大型多功能人工气候室进行了低气压下XZP-210绝缘子长串直流污秽闪络特性试验研究,确定了利用人工气候室模拟高海拔进行污闪试验的方法。研究表明:海拔232m～3km且盐密为0.03～0.15mg/cm2时,XZP-210绝缘子直流污闪电压与串长呈线性关系;绝缘子直流污秽闪络电压与污秽满足负幂指数函数关系,其污秽影响特征指数b值为0.337～0.352,且受气压的影响;直流污秽绝缘子闪络电压随气压的降低而降低,其气压影响特征指数n为0.35～0.42,且污秽越重,n值越小。     

污秽绝缘的操作波冲击特性

分析操作波冲击电压的波形和极性对污秽绝缘闪络特性的影响;污秽约绝缘子串的等值盐密与操作波电压的关系及操作波冲击电压下的长污秽绝缘串的闪络和污耐压特性。     

优化铁塔设计，减轻杆塔荷载，降低线路跳闸事故

2708年初,浙江电网发生灾难性雪灾倒塔。根据运行经验提出优化输电线路塔头绝缘配置设计理念,将原按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压0．85配合比减少到0．5-43．6左右,即直线塔以“V”串替代“I”串方式,减轻了铁塔垂直荷载,节约了线路走廊资源,同时提高了输电线路绝缘子串沿面闪络电压值,可大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸。其外绝缘泄漏比距可提高到3．5cm／kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行维护成本。     

全尺寸超、特高压交流绝缘子串的覆冰闪络特性

线路绝缘子的覆冰闪络是影响线路安全稳定运行的重要问题。为此提出了基于恒压升降法获取交流绝缘子串覆冰闪络电压的程序和方法,通过此方法可得到绝缘子串的50%覆冰闪络电压。试验在中国电力科学研究院特高压直流试验基地污秽及环境试验室人工气候罐内(直径22m、高34m)进行,在全尺寸条件下,利用上述方法分别完成了交流500、750、1 000kV等级线路绝缘子串的覆冰闪络特性研究。提出了用统计覆冰桥接程度来评估带电绝缘子串覆冰严重度。结果表明:随覆冰时间的增长,在固定电压等级运行电压下覆冰的绝缘子串桥接程度首先急剧增加,之后达到一定的饱和值。在试验尺寸范围内,串长和闪络电压之间具有较弱非线性关系。结合泄漏电流典型特征分析,严重覆冰条件下绝缘子串闪络在带电融冰期可分为"调整阶段"和"危险阶段"2个阶段。     

高海拔220kV输电线路绝缘子串与并联间隙雷电冲击绝缘配合研究

运行经验表明,并联间隙(parallel gap device,PGD)能有效地降低由雷击引起的输电线路绝缘子损坏故障率,但目前高海拔地区的绝缘子串与并联间隙的绝缘配合研究还很薄弱。因此,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室进行了负极性标准雷电冲击电压下220kV瓷、复合绝缘子串及不同间距的并联间隙雷电冲击闪络及伏秒特性试验研究。分析了不同绝缘子串对其并联间隙的雷击闪络特性和伏秒特性的影响;并结合并联间隙与绝缘子串的绝缘配合原则和电弧路径,确定了并联间隙保护绝缘子串的最优间距。结果表明:绝缘子串电场分布会影响并联间隙雷电冲击闪络特性;推荐的并联间隙对绝缘子串具有良好的保护作用。     

±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。     

灾后重建输电线路的塔头空气间隙设计及绝缘子串配置方式的优化

2008年初浙江电网发生灾难性雪灾倒塔事故,文章结合实际工作经验提出应优化输电线路塔头绝缘配置的设计理念,将传统的按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比减少到0.5~0.6左右,即对于直线塔以V型串替代I型串。根据文中的分析可知,采用V型串既可减轻铁塔垂直载荷,节约线路走廊资源,又可提高输电线路绝缘子串沿面的闪络电压值,大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸,同时还可将外绝缘泄漏比距提高到3.5 cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行和维护成本。     

送电线路冰灾倒塔的原因及防范对策

2008年初浙江电网发生灾难性雪灾倒塔事故,文章结合实际工作经验提出应优化输电线路塔头绝缘配置的设计理念,将传统的按空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压配合比减少到0.5～0.6左右,即对于直线塔以V型串替代I型串。根据文中的分析可知,采用V型串既可减轻铁塔垂直荷载,节约线路走廊资源,又可提高输电线路绝缘子串沿面的闪络电压值,大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故,免除冰闪或鸟粪闪络跳闸,同时还可将外绝缘泄漏比距提高到3.5cm/kV以上,基本免除了绝缘子串的清扫工作,大大降低了线路的运行和维护成本。     

500 kV及以下输电线路运行经验及对1000 kV输电线路污秽绝缘配置的建议

文章结合500kV及以下输电线路运行经验,总结了500kV及以下线路发生污闪的根本原因是输电线路外绝缘配置总体水平不足,并对500、1000kV交流输电线路污秽绝缘配置、爬电比距等问题提出了建议,并提出相关研究的课题。     

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。     

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。     

1 000 kV交流输电线路长串绝缘子污秽特性的研究

对1000kV交流输电线路长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽工频耐受特性研究。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、串型、型式对污耐压特性的影响等。其研究结果对1000kV交流输电线路污秽外绝缘的合理设计及可靠运行具有重要的指导意义。     

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。     

青藏铁路110 kV输变电工程绝缘子选型研究

由人工污秽试验得出绝缘子污闪电压和海拔的关系及反映气压影响污闪电压程度的下降指数n后 ,用爬电比距法算出不同海拔、不同污秽等级下线路绝缘子串长及支柱绝缘子泄漏距离并用污耐受法校核 ,结果表明随海拔升高或气压降低 ,所需线路绝缘子串长及支柱绝缘子泄漏距离相应增长且增幅与绝缘子形状密切相关     

低气压下复合绝缘子长串直流污闪特性

由于复合绝缘子具有的耐污性能好的优越性,我国正在建设的云广±800kV直流特高压线路也将采用复合绝缘子。为研究绝缘子面临的污秽和高海拔的综合影响,利用大型多功能人工气候室试验研究了低气压下复合绝缘子直流污秽闪络特性,结果表明:用升压法获得的复合绝缘子闪络电压比用升降法获得的50%耐受电压约高7%;复合绝缘子闪络电压与长度基本呈线性关系;气压对复合绝缘子直流污秽闪络电压的影响程度指数为0.6～0.8且受污秽度的影响;在盐密为0.05mg/cm2时,±800kV直流特高压线路所需复合绝缘子长度的基本配置应≥8.2m。     

模拟自然污秽绝缘子串的电压分布试验研究

输电线路绝缘子串电压分布受多种因素的影响,选用江西省典型污秽区110 kV在线运行XWP2–70绝缘子串作为试品,根据自然污秽的现场污秽度及分布规律,设计了5类不同污秽度的污秽绝缘子试验,并采用小球间隙法研究绝缘子串的电压分布。试验结果表明:洁净的绝缘子串电压分布主要受电容影响;污秽条件下绝缘子表面结构组成发生变化,绝缘电阻降低;在不同染污方式及污秽度的情况下,绝缘子串电压分布受电容、绝缘子表面干区和剩余污层及绝缘电阻的共同影响。该研究为改善绝缘子串的电压分布提供了指导依据。     

特高压直流输电线路外绝缘设计若干问题研究*

绝缘子长度和空气间隙距离的选取是特高压直流输电外绝缘设计的关键技术问题,其中涉及外绝缘试验操作冲击波的选取、导线高幅值直流工作电压对空气间隙放电电压的影响、绝缘子污闪电压与其长度的关系、高海拔影响等实际问题.特高压工程技术（昆明）国家工程实验室对特高压直流输电线路外绝缘设计中的若干问题研究取得了如下结果：给出了操作冲击波头时间长度的建议;验证了复合绝缘子直流污闪电压与其长度的线性关系;提出了可供工程设计用的空气间隙放电电压和绝缘子直流污闪电压的海拔修正系数.