±500kV架空輸電線路上復合絕緣技術分析

國網湖北超高壓公司荊門運維分部 汪雄波 劉 濤 侯新文 肖海濤

湖北省超能電力有限責任公司荊門分公司湖北省荊門市 朱 凡

輸電線路因絕緣性能不佳而發(fā)生故障，一方面會引發(fā)大規(guī)模停電事故，導致民生質量的下滑與生產活動的停滯。另一方面，也會對電網的安全穩(wěn)定運行造成影響，并引發(fā)能源資源的浪費問題。所以，有必要對±500kV 架空輸電線路上的復合絕緣技術進行探究討論，積極探索保障其應用效益的可行路徑。

1 ±500kV 架空輸電線路上復合絕緣技術的應用設計

1.1 絕緣子串的應用選擇

對于±500kV 架空輸電線路的復合絕緣結構而言，絕緣子串選用的正確與否相當關鍵。

第二，進行絕緣子串方面的設計時，還需要保證其具備良好的絕緣性能，能夠有效地對操作過電壓、雷擊過電壓等情況做出應對。一般來講，對于海拔1000m 以下的±500kV 架空輸電線路，其絕緣子串中單片絕緣子的高度不應低于155mm，數(shù)量不應低于25片[1]。

第三，在應用復合絕緣技術的背景下，還需要對復合絕緣子的材質選擇提起重視。從目前來看，復合絕緣子通常由樹脂、強化纖維以及其他輔助材料構成。其中，樹脂的常用類型包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯等。這幾種樹脂材料均具備良好的絕緣性和抗蝕性，但相較而言，環(huán)氧樹脂的改性空間更大、收縮性更低，力學、化學等性能也更加穩(wěn)定[2]。

1.2 空氣間隙的設計確定

通過有效設計手段實現(xiàn)空氣間隙與線路主體的絕緣配合，也是±500kV 架空輸電線路上復合絕緣技術的重要應用環(huán)節(jié)。具體來講，設計實踐中應做好把控的空氣間隙主要有以下幾部分。

第一，輸電導線與地面間的空氣間隙，即對地安全距離。根據強制性規(guī)范文件《110kV-750kV架空輸電線路設計規(guī)范》（GB50545）的相關要求，±500kV 架空輸電線路的對地安全距離應符合以下標準，見表1。

表1 ±500kV 架空輸電線路的對地安全距離

第四，輸電導線與電線桿塔間的空氣間隙。進行此類空氣間隙的設計時，若±500kV 架空輸電線路所處海拔未超過1000m，可依據表2的相關標準，對輸電導線與電線桿塔間的安全距離實施把控[3]。

表2 輸電導線與電線桿塔間空氣間隙的最小值

1.3 特殊工況的設計修正

結合我國電力建設的現(xiàn)狀來看，±500kV 架空輸電線路的投用環(huán)境、搭設形式具有較大變動性。在此背景下，為了滿足不同特殊工況下輸電線路運行穩(wěn)定性、工作安全性的保障需求，在采用復合絕緣技術常規(guī)應用設計方法的同時，還需要做好落實針對性的設計修正措施。

第二，要針對特殊海拔采取設計修正措施。若±500kV 架空輸電線路的海拔超過1000m，應按照公式nH=ne0.1215m1(H－1000)/1000。其中，nH為修正后絕緣子片數(shù)的最小值，ne 為修正前絕緣子片數(shù)的最小值；H 為架空輸電線路的海拔，單位為m；m1為用于表示氣壓對污閃電壓影響水平的特征指數(shù)，通常通過試驗方式進行獲取。

2 ±500kV 架空輸電線路上復合絕緣技術的應用管理

2.1 ±500kV 架空輸電線路上復合絕緣技術的施工管理

在±500kV 架空輸電線路的建設施工階段，為了保證復合絕緣技術的應用質量，需要做好多項施工管理工作。

第一，復合絕緣橫擔通常分為上、中、下三個部分。開展施工實踐時，應做好不同部分橫擔尺寸的安裝把控，多以中橫擔＞下橫擔＞上橫擔為規(guī)律。例如，某±500kV 架空輸電線路的上橫擔長度約為4.9m，中橫擔長度約為6.9m，下橫擔長度約為5.1m。安裝頂部絕緣子時，最上端的地線頂架上方應設置導向滑車，然后以此為基礎，采用吊裝方式將復合絕緣子提升至設計高度，再水平調整到預設方位。通過這樣的施工方法，能夠有效保證絕緣子安裝過程中的桿塔結構質量，避免出現(xiàn)傘裙受撞破壞的情況。安裝下方橫擔及復合絕緣子時，應預先根據設計圖紙做好定位、標記等工作，確保橫擔精準、平衡地連接在桿塔主體上。橫擔安裝完成且通過現(xiàn)場驗收后，將橫擔、復合絕緣子與掛線板、輸電導線、金具等相連接，從而實現(xiàn)±500kV 架空輸電線路的整體布置[4]。

第二，在施工過程中，相關人員應密切關注±500kV 架空輸電線路桿塔的埋設穩(wěn)定性，將桿塔基礎部位的沉降量、位移量嚴格控制在安全允許范圍內。同時，在強風、暴雨等惡劣天氣下，既要做好桿塔的支撐保護，也要禁止開展安裝作業(yè)，以防止出現(xiàn)嚴重的施工安全事故或施工質量問題。

第三，復合絕緣技術的應用水平與材料質量呈高度相關性，若樹脂引拔棒、硅橡膠傘裙、金具等材料出現(xiàn)老化、劣化等負面問題，將導致復合絕緣結構的絕緣性、耐久性、力學性能、化學性能等明顯下滑，繼而影響±500kV 架空輸電線路的安全穩(wěn)定運行。因此，必須做好全程化的施工材料管理工作。在施工前準備階段，應對復合絕緣技術應用所需的各類材料實施嚴格驗收與試驗檢測[5]。只有驗收檢測合格，才可將相關材料移至指定場地，并做到分類存放、科學保管。反之，若材料性能不達標，則不予進場，以免對±500kV 架空輸電線路的絕緣效果產生負面影響。

2.2 ±500kV 架空輸電線路上復合絕緣技術的運維管理

在±500kV 架空輸電線路工程建設完畢、復合絕緣結構搭建完成后，為了保證相關技術的應用質量，還應做好多項運維管理工作。

第一，需要定期開展巡視工作，對復合絕緣結構的投用情況進行現(xiàn)場了解。通常情況下，巡視周期以每月1～2次為宜。由于復合絕緣橫擔的安裝位置較高，所以相關人員在巡視時要靈活運用望遠鏡、無人機等。除此之外，還應基于實際的運維需求和技術條件，適當采取帶電登塔檢查、日常影像監(jiān)控、紅外傳感測溫等檢測措施。

第二，在實施巡視檢測的基礎上，還應針對不同檢查項目，明確規(guī)劃出具體的運維重點。例如，著重檢查硅橡膠護套，注意護套是否存在外力破壞、污染腐蝕等情況；著重檢查橫擔金具，注意金具有無嚴重生銹、連接松動、焊縫開裂、形變位移等情況；著重檢查橫擔結構質量，觀察分析橫擔是否存在彎曲、傾斜、偏位等情況；著重檢測橫擔端部溫度，分析橫擔是否存在局部過熱的情況?；诖?，若在檢查過程中發(fā)現(xiàn)異常，需要及時采取針對性的維修措施，以達到恢復絕緣性能、降低輸電風險的目的；著重檢查復合絕緣橫擔所處環(huán)境，分析是否存在樹木過高、建筑物過高、鳥害嚴重等情況。

第三，若±500kV 架空輸電線路所處區(qū)域遭遇惡劣天氣或災害事故，如強風、暴雨、冰雹、暴雪、地震等，應及時開展特殊性、專項化的巡視檢查與運維管理工作。例如，在冰雹、暴雪等惡劣低溫天氣下，應重點監(jiān)控檢查復合絕緣橫擔的覆冰情況。若發(fā)現(xiàn)橫擔上方已有橋接冰柱形成，需要盡早做好破冰處理。

3 結論

綜上所述，在±500kV 架空輸電線路的工程建設中，要想實現(xiàn)復合絕緣技術高質量、高效益應用，既要做好設計方面的科學把控，也要嚴格采取多階段的管理措施。開展基于復合絕緣技術的設計工作時，相關人員應依據合理的公式方法，對絕緣子數(shù)量、空氣間隙距離的參數(shù)進行推算確定。開展基于復合絕緣技術的管理工作時，相關人員應堅持做到全面化、全程化、重點化，盡可能地降低前期準備、中期施工、后期運維等多個環(huán)節(jié)的風險發(fā)生概率。