220kV高海拔输电线路外绝缘配置研究

浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要：从世界范围看，特高压输电技术将长期发展。

根据中国电网的发展趋势，特高压电网将由１０００ｋＶ级交流输电系统和±８００ｋＶ级直流系统组成。

根据特高压交流和直流２种输电方式不同的技术经济特性，比较分析了两者的适用场合，并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题，分别展开比较。

关键词：特高压交流；特高压直流；防雷；可靠性；稳定性；电磁环境；绝缘子；交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。

交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。

国际上，高压(HV)通常指35-220kV电压。

超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。

特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。

而对于直流输电而言，高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV（±750kV）以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。

二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状：20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW；巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常； 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。

2、特高压直流输电技术的特点及适用范围：特高压直流输电工程由于输送容量大，电压等级进入特高压范畴，换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点，技术难度大，也是可行性研究阶段的主要技术内容，需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证，初步确定其主要技术原则和方案。

基于绝缘新技术应用的输电线路过压研究作者：倪倩倩薛恒宇来源：《华中电力》2013年第04期摘要：随着我国经济的飞速发展，工业需求的增长，超高压甚至是特高压电网的建设已成为当务之急。

而特高压输电线路的过电压水平直接影响着电网的安全稳定运行，考虑绝缘特性的前提下合理选择绝缘水平成为限制特高压发展的瓶颈技术。

本文首先从工频过电压、操作过电压、雷电过电压这几方面介绍了特高压电网的过电压，然后从绝缘技术的发展应用中分析了过电压与绝缘最优配置问题。

结果表明，通过合理的配置线路过电压及绝缘水平可以起到保障电网稳定运行的作用。

关键词：特高压输电；过电压；绝缘技术1 前言在我国电网长期建设规划中，必须要综合考虑的就是能源分布不均以及电力传输效率低下这2个方面。

为了顺应经济发展，电网建设也提出了更高的要求，那就是长距离、大容量、低损耗输电。

然而电网的运行电压等级越高，相应的技术要求也就越高，满足电网安全性和经济性的条件就越苛刻。

为此需要研究如何合理选择绝缘技术可以保持特高压输电的过电压水平。

2 输电线路过压介绍2.1 工频过电压在我国，特高压输电线路常出现工频过电压的情况，并联高压电抗器就是限制这一现象出现的主要手段。

从科研人员多年的研究中发现，2种情况下特高压系统中过电压情况最为严重，一种是线路正常运行中一端三相分闸产生的过电压，另一种是线路出现单相接地故障，接地端三相分闸产生的过电压。

工频过电压正常规定值上限是母线侧1.3pu，线路侧1.4pu，若将过电压水平处于正常的范围内，此时高压电抗器的补偿度应在80%-90%中间。

科研人员对我国2条特高压线路晋东南—荆门、淮南—沪西的研究也应证了这一结论，当高压电抗器的补偿度在85%时，2条线路的工频暂态过电压分别为1.26pu（母线侧）、1.37pu（线路侧）以及1.2pu（母线侧）、1.2pu （线路侧）。

2.2 操作过电压我国特高压线路的操作过电压上限规定值是1.7pu。

交流输电线路复合化外绝缘爬距有效利用系数研究李特;袁伟;陈乔;胡文堂;王少华【摘要】应用复合绝缘子、RTv涂料等复合化绝缘是输电线路防污闪的重要手段.爬距有效利用系数是外绝缘配置关键参数.结合复合化绝缘表面积污特性、考虑盐灰密影响的污闪电压特性,对复合绝缘子、涂覆RTv的标准型绝缘子进行了爬距有效利用系数计算,结果表明,复合绝缘子、涂覆RTv的标准型绝缘子在d级及以上污区爬距有效利用系数分别大于1.4和1.7,爬电比距取2.8 cm/kv具有足够裕度.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P18-21)【关键词】复合绝缘子;防污闪涂料;积污特性;污闪电压;绝缘配置【作者】李特;袁伟;陈乔;胡文堂;王少华【作者单位】国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014;国网江苏省电力公司无锡供电公司, 江苏无锡 214000;国网浙江省电力公司杭州供电公司, 杭州310009;国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TM85随着社会工业发展，大气环境中SO2和NOX等污染物浓度居高不下，绝缘子污秽闪络问题一直是输电线路安全运行的重大威胁。

在中、重污区，污闪电压是输电线路外绝缘设计、尤其是绝缘子片数选择的重要因素[1，2]。

随着污秽等级变化，许多地区线路原有绝缘配置过低，近年来开展了大量防污闪改造工作，最常用手段是使用复合绝缘子，以及给原有瓷/玻璃绝缘子涂覆RTV涂料[3，4]，均属于复合化外绝缘。

复合绝缘子、涂覆RTV绝缘子的绝缘配置与瓷/玻璃绝缘子不同，浙江地区的污区图执行原则规定，d1及以上污区，棒性悬式复合绝缘子爬电比距采用2.8 cm/kV，涂覆RTV涂料绝缘子视同复合绝缘子进行配置，此外GB 50545《110～750 kV架空线路设计规范》规定在d级及以上污区，复合绝缘子爬距取不少于悬垂串瓷/玻璃绝缘子的3/4，且不少于2.8 cm/kV。

220kV、110kV、35kV 玻璃绝缘子标准技术标书编号：0117202052201204中国南方电网有限责任公司2012年04月目录1总则 (1)2工作范围 (1)2.1范围和界限 (1)2.2 服务范围 (2)3应遵循的主要标准 (2)4使用条件 (3)4.1 正常使用条件 (3)4.2特殊使用条件 (4)4.3 工程条件 (5)5技术要求 (5)5.1 铭牌标志 (5)5.2 绝缘材料 (5)5.3 绝缘子型式 (5)5.4 额定频率 (5)5.5 额定机械负荷 (5)5.6 机械性能 (6)5.7 电气性能 (6)5.8 伞裙造型 (7)5.9 材料要求 (7)5.10库存期及质量要求 (7)6试验方法 (7)6.1 测量装置和准确度 (7)6.2 试品 (7)6.3 外观检查 (7)6.4 尺寸检查 (8)6.5 形状和位置偏差检查 (8)6.6 镀层试验 (8)6.7 锁紧销检查 (8)6.8 热震试验 (8)6.9 工频湿耐受电压试验 (8)6.10 击穿耐受试验 (8)6.11 雷电冲击耐受电压试验 (8)6.12 残留机械强度试验 (8)6.13 机械破坏负荷试验 (8)6.14 热机械性能试验 (9)6.15 人工污秽工频耐受电压试验 (9)6.16 工频电弧试验 (9)6.17 可见电晕电压试验 (9)6.18 无线电干扰电压试验 (9)6.19 打击负荷试验 (9)6.20 机械振动试验 (9)7检验规则 (9)7.1 型式试验 (9)7.2 出厂试验 (10)7.3 抽样试验 (10)7.4 交接验收试验 (11)8技术文件要求 (11)8.1一般要求 (11)8.2 投标方在投标阶段应提交的玻璃绝缘子资料及说明 (12)8.3 其他文件资料 (12)8.4设计联络 (12)9包装、运输和储存及质量保证 (12)10设备技术参数和性能要求响应表 (13)11备品备件及专用工具 (26)11.1必备的备品备件、专用工具和仪器仪表 (26)11.2推荐的备品备件、专用工具和仪器仪表 (26)12 主要元器件来源 (27)13 技术差异表 (27)14 投标方需说明的其他问题 (27)1总则1.1 本技术标书适用于中国南方电网有限责任公司电网建设工程采购的220 kV、110kV、35kV电压等级的盘形悬式玻璃绝缘子。

重冰区35千伏集电线路绝缘配置研究摘要：我国现有的《66kV及以下输电线路设计规范》主要针对轻、中冰区的35kV线路的绝缘配置设计做了相关规定，对重冰区线路绝缘配置的规定很少。

基于此，本文针对重冰区35kV线路从0～4000m海拔的绝缘配置进行了研究，计算得到重冰区工况下不同海拔的推荐绝缘子片数和空气间隙值。

关键词：重冰区；35kV；绝缘配置0、引言新能源发电是我国电力建设中重要组成部分，当前我国新能源发电场多建于旷野山脉，具有海拔高，覆冰重，气候恶劣，雷击频繁，土壤高电阻率等特点。

现有35kV输电线路执行的设计规范为《66kV及以下输电线路设计规范》（GB50061-2010），该规范主要是针对轻、中冰区线路的绝缘配置做了相关规定，对重冰区线路绝缘配置的规定很少，并不全面。

因此，有必要针对35kV重覆冰区架空输电线路的绝缘配置进行研究，为以后35kV重覆冰集电线路设计提供依据。

1、重冰区绝缘子材质选择目前国内外常用的绝缘子类型为瓷质、玻璃盘式绝缘子和棒型复合绝缘子，各有优点，又各有不足。

（1）瓷质绝缘子瓷质绝缘子结构性能稳定，通过爬距的选择，在满足相同防污秽能力的前提下具有更长的串长，能提高绝缘子串的冰闪电压，同时也能提高线路的防雷能力。

在重冰区较长悬垂串也可以增大导地线间距，减低脱冰闪络的发生机率，也可以通过大小盘径的插花使用延缓绝缘子串冰棱桥接速度。

但由于其表面场强分部不均匀，在覆冰绝缘性能下降情况下易引起局部的放电。

（2）玻璃绝缘子玻璃绝缘子自洁性能好、价格便宜，在满足相同防污秽能力得前提下具有更长的串长，能提高绝缘子串的冰闪电压，同时也能提高线路的防雷能力。

耐污玻璃绝缘子耐污性好，在相同的防污能力下，相比普通玻璃绝缘子串长短一些，能有效减少塔头尺寸；空气动力型绝缘子具有大盘径，大爬电比距。

两者插花配合使用，有效延缓绝缘子串冰棱桥接速度，具有较好的防冰闪效果。

（3）复合绝缘子随着大气环境污秽度的不断加剧，具有优良耐污性能的复合绝缘子被广泛用于各级电压的架空线路上。

海拔高度对电气产品的影响随着海拔高度的增加，大气的压力下降，空气密度和湿度相应地减少，其特征为：a、空气压力或空气密度较低；b、空气温度较低，温度变化较大；c、空气绝对湿度较小；d、大阳辐射照度较高；e、降水量较少；f、年大风日多；g、土壤温度较低，且冻结期长。

这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律，列出如下：1、空气压力或空气密度降低的影响1）对绝缘介质强度的影响 空气压力或空气密度的降低，引起外绝缘强度的降低。

在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%. 2)对电气间隙击穿电压的影响 对于设计定型的产品,由于其电气间隙已经固定,随空气压力的降低,其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙.高原用电工产品的电气间隙可按下表进行修正.3)对电晕及放电电压的影响a、高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低，电晕起始电压降低，电晕腐蚀严重；b、高海拔低气压使电力电容器内部气压下降，导致局部放电起始电压降低；c、高海拔低气压使避雷器内腔电压降低，导致工频放电电压降低。

4）对开关电器灭弧性能的影响 空气压力或空气密度的降低使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低，通断能力下降和电寿命缩短。

a）、直流电弧的燃弧时间随海拔升高或气压降低而延长；b）、直流与交流电弧的飞弧距离随海拔升高或气压降低而增加。

5）对介质冷却效应，即产品温升的影响空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。

对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品，由于散热能力的下降，温升增加。

在海拔至5000 m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加3%~10%.a、静止电器的温升随海拔升高的增高率，每100m一般在0.4K以内,但对高发热电器,如电炉、电阻器、电焊机等电器，温升随海拔升高的增高率，每100m达到2K以上。

爬电距离是否需要高海拔修正随着海拔的升高，空气逐渐稀薄，气压降低，依靠空气绝缘的设备、输电线路绝缘水平和安全净距均需要进行海拔修正，以保证其在相应海拔的安全运行。

那么问题来了，爬电距离需不需要修正呢？依据：DL/T5222,DL/T 620—1997 ,GB50064，GB50545，DL/T5352，GB311.1以上规范关于设备和绝缘子的绝缘水平和安全净距的修正方法和系数均有详细的规定。

以下从电气设备外绝缘（套管）及架空线路绝缘子两个方面讨论。

1.电气设备所有规范没有提及电气设备（即设备套管）的爬电距离需不需要海拔修正。

但有一点可以肯定的是绝缘水平及安全净距修正后，设备套管高度增加，在采用相同参数单片瓷瓶情况下，瓷瓶数量增加，带来的效果是爬距也相应增加。

但并不代表爬距需要修正。

国家电网公司企业标准中《Q/GDW 13001-2014高海拔外绝缘配置技术规范》规定：而实际厂家的标准套管也只是绝缘水平和安全净距进行了修正，爬电距离只是按照污秽等级配置，并不进行海拔修正。

2.输电线路绝缘子串各规范中没有清晰定义绝缘子串需不需要修正爬电距离。

变电站内规范与线路规程规范对绝缘子片数选择方法略有不同，但原理基本一致。

下表是依据GB50545总结的线路绝缘子片数计算方法，绝缘子片数的选择需要进行海拔修正，同时满足高海拔工频、雷电、操作过电压。

争议最大的地方就是工频过电压选择方法是爬电比距法，而且绝缘子片数需要进行海拔修正，不少人根据这条认为爬电距离需要修正。

而实际这里的修正是因为工频过电压需要修正，说白了就是绝缘水平的修正，并不是因为爬电距离需要修正。

当然，片数增加，爬电距离必然增加，但很明显她的增加是被动的。

不过国家电网公司企业标准中《Q/GDW 13001-2014高海拔外绝缘配置技术规范》又明确规定：当然，这个修正后仍需要校验操作及雷电过是否满足高海拔绝缘水平的要求。

总结：爬电距离本身确实只和污秽等级有关，除了国家电网公司企业标准提出复合绝缘子需要进行爬电距离修正外，没有规范要求对设备或者绝缘子进行爬电距离修正。

Science &Technology Vision科技视界0引言糯扎渡至广东±800kV 直流输电线路起于云南糯扎渡水电站,落点在广东江门市,途径云南、广西、广东三省。

线路按双极设计,电压等级为±800kV,线路全长约1451km,沿线高山和山地占比近70%。

绝缘子型式的选择及不同污秽地区的绝缘配置水平,不仅直接决定输电线路工程设计的结果,影响工程造价,而且,关系到特高压直流线路的安全可靠运行,因此,必须对线路绝缘子型式的选择及配置进行深入研究。

1系统参数根据统计[1-2],以往±500直流工程的操作过电压倍数在1.6~1.8之间,±800kV 工程中,云广直流工程操作过电压倍数为1.7,向上直流工程操作过电压倍数为1.74,锦苏直流工程操作过电压倍数为1.635。

因此,本文操作过电压倍数为1.7,系统最高运行电压为816kV。

2绝缘子选型直流线路绝缘子积污速度快,污闪电压低,因此,直流线路绝缘子的串长主要取决于工作电压下绝缘子的污闪特性,目前,在国内外数十条直流高压线路中,瓷绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子和长棒形瓷绝缘子等四种型式的直流绝缘子均有采用,其中,应用得最广泛是玻璃绝缘子,约占直流线路绝缘子总数的80%,次之是瓷绝缘子,复合绝缘子的用量呈迅猛的增长趋势,长棒形瓷绝缘子目前用量最少,后两种绝缘子主要应用在重污秽区域及不便清扫的区域。

不同绝缘子的性能比较如表1所示。

表1不同类型线路绝缘子的性能比较综上所属,并参考已有类似直流工程的经验[3],线路绝缘子的选型建议如下:(1)轻污区悬式绝缘子可采用盘式绝缘子或复合绝缘子。

(2)中污区和重污区悬垂绝缘子采用复合绝缘子。

耐张绝缘子采用盘式绝缘子,部分可以试用复合绝缘子和长棒形瓷绝缘子。

3绝缘配置绝缘配置应同时满足工作电压,操作过电压和雷电过电压的要求。

直流输电线路的绝缘子片数选择主要取决于工作电压下的污秽耐压特性。

高海拔地区330kV架空输电线路绝缘子片数选择发表时间：2017-12-06T09:54:24.003Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：刘澜[导读] 摘要：讨论了330kV交流输电线路绝缘子串片数选择的方法提出了330kV交流输电线路由工频电压下爬电比距法来确定绝缘子串片数一般可满足线路在污秽条件下及操作冲击电压、雷电冲击电压条件下不发生闪络现象。

（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 710065）摘要：讨论了330kV交流输电线路绝缘子串片数选择的方法提出了330kV交流输电线路由工频电压下爬电比距法来确定绝缘子串片数一般可满足线路在污秽条件下及操作冲击电压、雷电冲击电压条件下不发生闪络现象。

关键词：输电线路绝缘子爬电比距闪络电压海拔修正。

0 引言架空送电线路的绝缘配合设计目的是要解决杆塔上和档距中各种可能放电途径的绝缘选择和相互配合的问题，在工程设计中，一般依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T 50064-2014）、《110～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）、《电力工程高压送电线路设计手册》中的研究结论和方法进行绝缘配合。

其中最关键的便是绝缘子串（联）的片数（串长）选择，应满足在长期工作电压下不发生污闪，在操作过电压下不发生湿闪，并具有一定的雷电冲击耐受强度，使线路能在工频电压、操作过电压和雷电过电压等各种条件下安全可靠运行。

1 不同工况下选取绝缘子串片数方法1）按工频电压选择绝缘子片数在工频电压作用下，选择绝缘子片数的方法一般有两种：一种是按各类污秽条件下绝缘子串的爬电比距（l）来选择；一种是按各类污秽条件下绝缘子串的成串污闪电压来选择。

这两种方法的出发点都是以一定的线路允许的污闪事故率为基础。

而且这两种方法都需要先确定线路所处地区的污秽等级。

在工程设计中，污区划分和绝缘配合执行《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》Q/GDW 152-2006，根据各省电力公司电力系统污区分布图来确定线路所处地区污秽等级。