1 000 kV交流特高壓雙柱組合耐張塔軟跳線電氣試驗

潘少成,張要強,胡選,王予平

(1.河南省電力勘測設計院,鄭州市,450007;2.國核電力規劃設計研究院,北京市,100032)

0 引言

隨著電網電壓的升高,輸電線路鐵塔設計中要求的電氣間隙越來越大,塔頭尺寸也越來越大,這增加了施工和運行維護的難度。減少跳線弧垂及其風偏值是縮小耐張塔尺寸的有效方法,而跳線弧垂及其偏移主要取決于跳線的屬性和固定跳線的方式。國內外曾進行過大量研究和試驗工作,日本 1 000 kV線路采用鋁管式硬跳線,以減小跳線弧垂及其風偏值,韓國 765 kV輸電線路采用籠式剛性跳線,加拿大765 kV輸電線路采用 V型串軟跳線。我國第 1條750 kV輸電線路采用鋁管式剛性跳線,第1條1 000 kV特高壓交流輸電線路也采用了鋁管式剛性跳線[1-4]。剛性跳線在限制風偏值及縮小桿塔塔頭尺寸方面起到了很好的作用,但其荷重較大,施工較困難,投資較高。本文提出1 000 kV雙回路特高壓交流輸電線路設計中采用雙柱組合耐張塔,雙柱組合耐張塔跳線使用軟跳線系統。

1 軟跳線方案設計

1 000 kV特高壓同塔雙回輸電工程中使用雙柱組合耐張塔可將雙回路塔轉化為 2個關聯的單回路塔。采取軟跳線方式可取消其跳線橫擔,縮小塔身尺寸和桿塔呼稱高,降低工程投資。且其軟跳線布置簡單,施工方便,電氣間隙易控制[3,5]。雙柱組合耐張塔軟跳線布置方案如圖 1所示。

圖1 雙柱組合耐張塔軟跳線布置示意圖Fig.1 Sketch m ap of flexible jumper of double-pole-composite strain tower

雙柱組合耐張塔軟跳線系統包括跳線懸垂串和耐張串2個部分。

(1)跳線懸垂串設計。為保證跳線串末端帶電體對鐵塔的安全距離,要求跳線串具有一定的傾斜角,這就要求跳線對跳線串具有一定的拉力,經計算,無風條件下跳線串傾斜角為 65°左右。跳線串末端跳線夾角較大,因此設計時需考慮跳線串處的懸垂線夾線槽要有足夠的曲率半徑及懸垂角,線夾對導線有足夠的握力,線夾可承受足夠破壞荷載。

(2)耐張串設計。軟跳線對跳線串的拉力隨氣象條件和轉角度數的不同而有所變化,為 8～32 kN,耐張串末端跳線的張力為14～32 kN,而國內超高壓線路軟跳線的張力通常不超過 2 kN[5]。根據耐張串引流線出線的特點,現有的串型及出線型式不能滿足要求,需要對原串型產品及其結構進行調整,需要對耐張串的引流線出線系統、受力系統、屏蔽系統進行重新設計。

2 電氣試驗

根據1 000 kV特高壓雙柱組合耐張塔應用研究項目計劃,國網電力科學研究院在武漢對1 000 kV雙柱組合耐張塔軟跳線系統進行了電氣性能試驗,主要試驗內容包括:無線電干擾試驗和電暈試驗。試驗依據標準GB/T 16927.1—1997《高電壓試驗技術第一部分:一般試驗要求》[6]和 GB/T 2317.2—2000《電力金具電暈和無線電干擾試驗》[7]。試驗采用的軟跳線系統金具串型式主要有 3種:方案 1是耐張串采用均壓環上下、左右布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處不帶屏蔽環(換位用);方案2是耐張串采用均壓環上下、左右布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處帶屏蔽環(換位用);方案3是耐張串采用均壓環上下、兩端布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處不帶屏蔽環(常規用)[8-9]。試驗方案現場布置如圖 2所示。

圖2 試驗現場布置圖Fig.2 Arrangement p lan of testing site

3 試驗結果

3.1 金具電暈試驗結果

軟跳線系統金具配置方案 1的金具電暈試驗結果如表1所示。試驗氣象條件:干溫t干=10.6℃,濕溫t濕=6.7℃,大氣壓為101.45 kPa,高度為9 m。試驗中,金具起暈部位如圖 3所示。

表1 方案 1金具電暈試驗結果Tab.1 Test result of fittings corona for schem e1

圖3 方案1懸垂串均壓環起暈情況Fig.3 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e1

軟跳線系統金具配置方案 2的金具電暈試驗結果如表2所示。試驗氣象條件:t干=10.6℃,t濕= 6.7℃,大氣壓為101.46 kPa,高度為 9 m。試驗中,方案 2未見金具起暈,如圖 4所示。

表2 方案 2金具電暈試驗結果Tab.2 Test result of fittings corona for schem e2

圖4 方案 2試驗中未見起暈現象Fig.4 Without corona for schem e2 test

軟跳線系統金具配置方案 3的金具電暈試驗結果如表3所示。試驗氣象條件:t干=12.6℃,t濕= 7.0℃,大氣壓為101.46 kPa,高度為 9 m。試驗中,金具起暈部位如圖 5所示。

表3 方案 3金具電暈試驗結果Tab.3 Test result of fittings corona for scheme 3

圖5 方案 3懸垂串均壓環起暈情況Fig.5 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e3

3.2 無線電干擾試驗結果

本試驗在國網電力科學研究院特高壓戶外試驗場進行,試驗品按照文獻[7]的要求布置。測試電源的頻率為0.5 MHz,電源電壓最高為762 kV[10]。無線電干擾試驗結果見圖 6—8。

各種金具配置方案下,軟跳線系統的無線電干擾評價如表4所示。評價依據:規定電壓762 kV下,軟跳線系統無線電干擾電平不大于60 dB。

圖8 方案 3無線電干擾測試結果Fig.8 Test result of radio interference for schem e3

表4 各種金具配置方案下無線電干擾測試結果Tab.4 Test result of radio interference for various fitting arrangement schemes

3.3 試驗結果分析

(1)在電暈試驗中,不管均壓環采用何種布置方式,耐張串均未出現電暈現象,跳線懸垂串線夾處加裝均壓環的均未出現電暈現象,而跳線懸垂串線夾處不加裝均壓環均出現了電暈現象。試驗數據表明:跳線懸垂串用于高差較大的換位塔時,線夾處不加均壓環不滿足規程要求;用于高差較小的普通耐張塔時,線夾處不加均壓環可滿足規程要求。

(2)在無線電干擾試驗中,跳線懸垂串用于高差較大的換位塔,線夾處不加均壓環時,不能滿足無線電干擾要求;用于高差較大的換位塔,線夾處加均壓環時,能滿足無線電干擾要求;用于高差較小的耐張塔時,線夾處不加均壓環可滿足要求。

(3)根據試驗結果,考慮跳線引線方便,同時考慮施工運行方便,耐張串均壓環推薦采用上下布置方式,常規雙柱組合耐張塔軟跳線串跳線線夾處不采用均壓屏蔽環,換位時跳線線夾處加裝均壓屏蔽環。

4 結論

(1)雙柱組合耐張塔軟跳線系統電氣性能符合要求,能夠滿足特高壓工程需要。

(2)耐張串均壓環的布置方式對軟跳線系統的電暈和無線電干擾性能影響不大,考慮跳線施工方便,耐張串均壓環推薦采用上下布置方式。

(3)跳線懸垂串用于普通雙柱組合耐張塔時,在跳線線夾出口處可不加裝均壓環,用于換位塔時,在跳線線夾出口處需加裝均壓環。

[1]陳建忠,李勇偉,張小力.750 kV輸電線路耐張塔剛性跳線的研究開發[J].電力建設,2006,27(10):19-22.

[2]劉有勝,范佩倫.110 kV線路耐張塔跳線和引流線風偏放電分析[J].電網技術,2007(Z1):227-228.

[3]李顯鑫,郭詠華,唐明貴.1 000 kV交流雙回路單柱組合耐張塔型式規劃[J].電網技術,2009,33(7):1-6.

[4]李顯鑫,盧玉.特高壓交流雙回路中單柱組合耐張換位塔應用[J].電力建設,2009,30(2):22-24.

[5]胡選,張要強,潘少成,等.1 000 kV交流特高壓有關聯雙柱組合耐張塔軟跳線設計[J].電力建設,2009,30(11):13-16.

[6]國家技術監督局.GB/T 16927.1—1997高電壓試驗技術第一部分:一般試驗要求[S].北京:中國計劃出版社,1998.

[7]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 2317.2—2000電力金具電暈和無線電干擾試驗[S].北京:中國標準出版社,2000.

[8]張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊[M].2版.北京:中國電力出版社,2003:179-229.

[9]邵天曉.架空送電線路的電線力學計算 [M].2版.北京:中國電力出版社,2003:59-232.

[10]董吉諤.電力金具手冊[M].2版.北京:中國電力出版社,2001: 91-112.