500kV输电线路绝缘设计研究

杜彦兴 李志杨

摘要：社会经济的不断发展，极大地促进了工业的进步。一些大型机械设备在运行过程中必须要借助高压远距离输电方式获取电源。现阶段，500kV的输电线路数量越来越多，而且也经过了细致深入的研究，尤其是绝缘设计方法。加强特高压绝缘输电线路的设计，代表在设计过程中必须处理好电网中各种过电压和机械抗压水平等，必须不断提高安全性和稳固性，并具备良好的性价比优势。同时，还必须加强绝缘设计，借助绝缘体，将电路的防雷性能提升上来，将防御成本降至最低，并给予输电线路稳定性一定的保障，防止电路事故的出现。

关键词：500kV;输电线路;绝缘设计

1输电线路绝缘设计依据

在实际设计操作过程中，由于自然环境本身局存在的比较大的不可控性，绝缘子闪络的相关机理比较复杂，特别是在环境中既存在污秽也存在覆冰的情况下，其闪络过程的复杂程度大大提高。通过研究其中的相关机理，一是研究污闪的物理及数学模型，该类研究已经得到大量的报道研究，但是在外绝缘设计中还不能够直接使用这些理论模型;二是通过进行大量的模拟实验，经过一些分析以及整理的实验数据，缺点是这些数据的实验条件是经过较高程度的简化后得来的，与实际的情况存在一定差异。

2500kV输电线路绝缘设计方法

2.1确定绝缘参数

在500kV输电线路绝缘效果方面，绝缘参数不但发挥着重要的作用，而且也是绝缘设计的前提条件之一。要想确保绝缘设计效果的稳步提升，必须要确保参数的合理性，实现线路整体绝缘性的提升，并保障耐雷性。而要想确保相应参数计算的准确性，必须确定线路的方向和规模，并做好相应数据的查找工作。此外，要想确保线路设计的优化成效，分析往年的环境变化规律也是一项重要措施。

2.2日常经验法

500kV高压输电线路绝缘设计的过程中，需要借鉴现存的直流输变电工程的绝缘子爬电比距，来进行衡量及判断外绝缘的水准。此方式的优点在于可以最大程度的利用，已经建設成功的超高压直流输电工程的运行经验。缺点则在于在建设的过程中，要保障建设的两条输电工程，具体情况上要大致相同，只有这样才能准确的决定外绝缘水平;另外还需要考虑已经建设成功的输电工程的绝缘子的爬电比距的合适程度。在实际的建设使用中，这种方式是不建议直接使用的，但是，可以采用这种方式来对设计成果进行最后的检验。

2.3线路划分

500kW输电线路绝缘设计要依据周围地理情况，通过调整自身参数，实现线路绝缘设计。线路划分是参数调整基础，其关键是将同一范围内的参数进行统一，实现线路绝缘方案的优化。另外，绝缘设计不能进行多线路划分，否则会造成方案数量过多，影响绝缘设计效率。绝缘设计线路划分分为两种，一种为同区域绝缘设计，另一种为不同区域绝缘设计。梁总监设计方案依据线路不同，采用不同的参数，提高输电线路的绝缘水平。

2.4污耐压法

在设计特高压绝缘输电线路之前，建筑工人能够利用绝缘子测量在多种污秽环境条件下的耐污闪电压，通过采集一些实验数据来明确绝缘子串的耐污闪电压大于该绝缘输电线路的最大运行电压，其中应当需要注意的是多留一部分的规定安全裕度。一是在研究正常的运行线路和自然污秽试验站的绝缘子的相应积污桂林旅，应当想办法使人工污秽的附着灰尘的密度、分布不均匀的情况以及盐类的种类与自然形成的污秽在一定程度上有一致性。二是进行一定次数的研究，分析清楚附着灰尘的密度、分布的不均匀情况以及盐类的种类等其他因素各自对于污闪电压的影响力大小，同时，还可以通过一系列的实验得到的实验数据计算尽可能得到相应的影响系数，在之后的方案设计中，利用该系数大小来修正正常情况下的人工污秽试验结果。

3500kV输电线路的绝缘配合

3.1科学的设置爬电距离

500kV输电线路基本都是位于室外，需要面临非常复杂的环境问题，同时，在运行的过程中，易受到外界污染物的影响，致使输电线路的绝缘性能降低。因此，为了不断的提高输电线路整体的绝缘性能，防止污染物对输电线路绝缘性能产生的影响，需要对输电线路中电压的爬电比距进行科学的设置，对于原配置中爬电距离的设置，可以忽略超出的电压问题，因为不会产生影响，因此可以忽略不计，最主要的是环境方面造成的影响。科学的爬电距离的设置，不仅提高了输电线路整体的绝缘效果，还能降低外界污染物造成的影响，保障500kV输电线路的安全、稳定运行。

3.2采取绝缘措施

首先，穿墙套管。在换流站的应用设备中，穿墙套管得到了广泛的应用。科研人员发现，不均匀受潮，极容易导致闪络现象的出现。在特高压绝缘输电线路设计中，在瓷套表面可以涂覆憎水性涂层，也可以应用加强硅橡胶表面的合成套管。其次，硅橡胶合成绝缘子。硅橡胶合成绝缘子防污闪效果显著，爬距比瓷绝缘子短，可以提高施工安全性。

3.3调整固体绝缘结构

普通输电线路以基本绝缘、附带绝缘、增强绝缘为主，各个绝缘方案产生的效果存在一定的差异，依据实际情况进行选择。但是，上述三种绝缘属于固体绝缘，对空间占用比较大，会出现相邻结构的空间挤压，影响线路的安全和稳定。因此，500kW线路绝缘设计中，要调整固体原结构，避免出现绝缘实施问题，降低相邻组件的绝缘空间冲突。例如，500kW绝缘线路放热量较高，容易出现短路现象，再进行固体绝缘设计时，需要依据线路自身、环境等方面的条件，降低固体绝缘的安装率。同时，强化固体绝缘的操作步骤，通过反复论证后，进行固体绝缘安装。随着绝缘技术的不断发展，固体绝缘设备的使用率将大幅减少，组件之间的距离和空间也会增加。

3.4硅橡胶合成绝缘子

通过一些相关实验，我们可以知道，硅橡胶合成绝缘子的在防污闪方面能够起到比较关键的作用。有时，在一些比较偏僻的山区林间，即使使用比瓷绝缘子短的爬距，仍然能够让施工人员进行安全地工作。一般来说，存在的问题主要是在实际具体的使用过程中出现质量缺陷，而这些缺陷当中，只有少部分是因为所使用的材料老化引起的。通过一些实验，该观点已在在北美地区被证明，当中属中国的情况较为突出严峻。

3.5选择绝缘配合的电气间隙

首先，因为现代社会对于电能的需求较大，所以输电线路的运行过程中，很容易出现超电压的现象，此时，因为电气间隙两侧的电压会随着电压的输出瞬间变大的特性，如果电气的间隙距离不足，就很可能会引发电流击穿的电力故障。其次，在输电线路电压大幅度超出规定最大值的情况下，如果电气间隙无法实现预期效应，就必定会出现电流击穿现象。所以在进行绝缘配合设计时，需要对输电线路的具体参数进行分析，不能流于形式进行设计。

结论

500kV输电线路在建设过程中，绝缘设计决定了输电线路能否安全、稳定的运行。输电线路良好的绝缘性能，可以保障线路远距离地进行输电，反之则会经常性的出现短路、跳闸等问题。此外，线路上时间的暴露在自然环境中，雷电及污染物会对其绝缘性能造成不利的影响，进而降低输电线路的绝缘性能。所以，应对输电线路绝缘进行优化，提高输电线路的绝缘设计水平，才能不断提高输电线路的整体绝缘效果，保障500kV输电线路的正常运行。

参考文献：

[1]  杨庆，董岳，叶轩.500kV输电线路用复合绝缘子与并联间隙的绝缘配合[J].高电压技术，2019（2）：407-414.

[2]  邵长利，乔光林.±500kV直流输电线路绝缘设计方案全寿命费用决策[J].吉林电力，2019（2）：5-7.

[3]  顾乐观，孙才新，谢军.500kV输电线路绝缘选择的研究[J].中国电力，2018（6）：12-17.

[4]  阮祥勇，阮江军，张锐.500kV交流输电线路组合绝缘配置研究[J].高压电器，2019（4）：42-46，51.

（作者单位：内蒙古超高压供电局）