試論500kV輸電線路的特點

周光清 程武良

摘要：500kV輸電線路是電力系統中的一部分，它的輸送力與安全度需與相對應的發電工程結合考慮再進行作業，還要在設計施工及運行過程中做到質量保證，才能使其工作安全有效率地完成。文章闡述了500kV輸電線路及其結構特點，同時對張力放線及緊湊型輸電線路的特點也進行了相關性論述。

關鍵詞：輸電線路；絕緣子；超高壓；電力系統；發電工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM752 文章編號：1009-2374（2016）18-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.074

1 500kV輸電線路的特點

1.1 輸電容量大

220kV輸電線路的輸送容量一般在500～1000MW區間內，美國500kV輸電線路輸送容量與之相符，500kV輸電線路經濟輸送功率是950MW。日本由于國土面積較小，500kV輸電線路的最大輸送功率值達到5000MW。因其輸送功率大，每相用單根300mm2或400mm2鋼芯鋁絞線，已經滿足不了載流量的需求，所以要用由三根或是四根導線組成的三四分裂的導線作為每相載體。應用多分裂導線時，分裂導線的數量越多，線路的自然功率將越大，這有利于遠距離輸電線路系統的穩定。

1.2 供電可靠性高

輸送的功率越大，供電的可靠度要求就越高，不然因其線路本體故障或外來因素而發生送電中斷，就會造成嚴重后果，影響本區工業及農業的生產與居民的基本生活。為了提升輸電線路運行的可靠度，應該應用一些必要的手段，其中包括：（1）變電站設計方面采用結實的主結線、可靠度高的電氣設備和先進的繼電保護裝置等；（2）在進行線路桿塔與基礎的設計工作時，要考慮到強度保證能夠承受來自外界的氣象條件所導致的各種機械負荷，如覆冰、風力、溫度變化以及可能出現一相或者兩相斷線所出發生的機械應力變化；（3）線路應保證有足夠的絕緣水平，保證線路承受得了操作、雷電過電壓及絕緣子污穢引發的電氣強度的下降，所以要確認絕緣子的型號及片數、引流線和桿塔之間的最小距離；（4）施工過程中必須要保證施工質量，對于導線本身要有足夠強度，還要注意導線的各個聯結點及液、爆壓聯接時的施工質量，所用的聯結金具和安裝方式也要考慮進去。

1.3 線路長

500kV輸電線路通常是將設立在邊遠地區的水力及火力發電站的電力輸送到負荷中心，以高電壓送電滿足遠距離的送電需求，所以500kV的送電線路長度通常在200km以上。如姚雙輸電線路，其全長342.3km。二灘至自貢的輸電線路，每回的長度為465km。長線路使導線經過多個地區，使得整條線路所遇的氣候和地形、地質條件變得復雜，這便增大了線路設計難度。長線路最嚴重的問題是運行及電容效應，這種電容效應出現在空載線路的投運階段，在線路后端出現的高于系統正常電壓的過電壓，這個電壓甚至會超出電源電壓的一倍左右，如果不對這類過電壓進行限制，便會導致電氣設備的損壞。對長線路的電容效應而言，設計時應加以考慮，一般是在后端變電站加并聯電抗器用以限制。

1.4 線路工作電壓高

500kV輸電線路屬于超高壓級的線路類型，因為工作電壓高，要求線路的相隔、對地距離、絕緣子的長度、引流線的空氣間隔的距離比220kV的線路要大很多，如平武輸電線路直線塔導線排列時，導線之間的距離為13.4m，一般500kV輸電線路的出線走廊要有60m的寬度。500kV線路因其工作電壓高，極易出現電暈現象。這現象會消耗大量的電能，同時還會產生電磁波，并對外界無線電產生影響，這便是無線電干擾。這種干擾以1MHz頻率為主，還會產生噪音、化學腐蝕，并加大大氣之間的臭氧含量。為了減少電暈的出現，500kV輸電線路在施工過程中必須要注意導線表面的處理，避免導線著地磨損出現毛刺，若出現也應及時進行處理。所用的金具應注意其表面的曲率半徑，在設計的時候要考慮加裝如屏蔽環等附加零件，降低電暈出現的概率。

2 500kV輸電線路在線路結構上的特點

2.1 采用分裂導線

分裂導線一般用三或四根導線組合成一相導線，導線自身的機械負荷較大，其懸掛的絕緣子串選擇單串或雙串絕緣子進行組裝，以導線總拉力為依據，選用雙串XP-21型或是XP-30型絕緣子進行組裝工作。各相的分裂導線由其子導線組合而成，子導線間由間隔棒固定起來，限制子導線間的相互運動以及正常運行模式下分裂導線的形狀。各子導線間的間距保持在400～500mm，中國大多數500kV輸電線路運用間距為450mm。未加裝均壓環和屏蔽環工作時電壓是非常高的，絕緣子串里面的每個絕緣子電壓分布不平衡，靠導線比較近的第一個絕緣子承載過高電壓，導致其劣化率太高，為了改善這一情況，應該安裝均壓環，通常情況下會將其安裝在第一片絕緣子70～100mm處。在絕緣子串周圍的電場強度較大，要降低這個位置的電位梯度從而保證電暈不會出現，在線路上也要裝上屏蔽環。簡化線路的結構，通常把二者設計為一個整體，稱作均壓屏蔽環，均勻電壓的作用是保護絕緣子，屏蔽作用是保護金具，防止產生電暈。

2.2 桿塔型式

不論是國內還是國外，500kV輸電線路一般都使用鐵塔，現階段國內多使用立式鐵塔，以導線的不同排列為依據，使用不同的貓頭、酒杯型等。國內一少部分500kV線路上有拉線塔的使用。這些鐵塔在本質上與220kV線路并無較大差別，但都有塔頭結構尺寸大、相間隔距離大及負荷力大等特點。

2.3 鐵塔基礎

500kV輸電線路的鐵塔基本構造是運用鋼筋混凝土自立式，有些地質條件不好的地方會運用灌注樁基礎。近些年來國內所建的500kV輸電線路采用斜柱式基礎，它的基礎軸線斜度和鐵塔主要材斜一致，使鐵塔主要材料上的作用力作用到基礎底端，這種斜柱式基礎的作用是可以減少混凝土材料用量，節省工程造價。

2.4 絕緣子串

500kV輸電線路的絕緣性能要能滿足正常的工作、內過、外過電壓的作用下，不產生閃烙短路現象。一般對直線串運用28或29片絕緣子，在耐張段部位運用30～32片XP-16絕緣子。

3 500kV輸電線路中的張力放線工藝

500kV輸電線路在導線展開安裝時，要避免導線著地，放置導線被擦傷而在運行時誘發電暈，由于采用多股分裂式的導線，展開安裝導線與緊線的工作量很大，對此國內外對500kV輸電線路運用張力展開放置型與張力型放線互相配合的方法緊、排線。附件安裝等工作的整套架線方法叫做張力架線法。張力架線的優點：（1）導線在架線作業過程中是處于架空狀態的，是為了不使導線和地面摩擦造成傷害，來減輕運行過程中電暈現象的發生；（2）用一根牽引繩可以同時放置同一相的數根子導線，同一時間進行收緊，架線速度變快，工作效率高，也有益于保證各個子導線的弧垂；（3）對于降低放線的青苗損害具有明顯的經濟功效；（4）這種施工技術一般利用在跨越江河、作物區、泥沼、河網地帶等較為復雜的地形，可獲得較好的經濟效益。張力架線是完整的機械化作業，從導線的展放工作和緊線工作的實施都是靠機械化，這是500kV輸電線路施工過程中最重要的特點，在作業過程中屬于不可缺少的一項技藝。張力架線在實施機械化放線的過程中所需要的機器用具有主要牽引機、主要張力機、小型牽引機、小型張力機及導線軸架、鋼絲卷、放線滑車、牽引繩等機器用具，以上設備與其他設備、固定設施共同組成了張力及牽引場，針對這兩個場之間實施架線工作，呈現機械化作業一整套

系統。

4 500kV緊湊型輸電線路的特點

4.1 三相導線的布置

三相導線的安裝的位置通常是在同一個塔的窗戶里面，利用倒三角狀態對它進行對稱式分布，其中上兩相的安裝點分別是窗里的內、外兩個角的地方，下相安裝在塔頭的中部。一般來說，相鄰導線之間的中心距離是比較短的，包含6.7m和7.2m這兩種間距。三相導線一般會分裂成六根子導線，其中子導線的排列形式是以等邊六邊形為主，與六邊形的平行性質一致，導線也要保持平行。在導線六邊形進行排列時，它的外接圓直徑要設為750mm，分裂部分的子導線的間距為375mm。

4.2 V型串設置

在V型串設置實際施工中，V型串本身串長所需精度要求很高。為了確保無風的狀態下V型串可以保持沒有任何受力的狀態，可用金具調節下相串長。在不同工程形式下導線的聯板位置在移動過后，組合串仍舊保持一串或是兩串同時進行受力。

4.3 檔距與間隔棒

因為導線的中心間距要比其他線路短得多，外加它的檔距變得比之前長，可能會因為遭受風影響致使兩根上導線的間距變短，繼而發生閃絡問題。所以，當檔距大于700m時，就要安裝間隔棒，在安裝時，檔距與導線的間隔棒的安裝位置要結合起來。

5 結語

500kV輸電線路僅是電力系統中的一個部分，它的輸送力與安全度需與相對應的發電工程結合考慮再進行作業，還要在設計施工及運行過程中做到質量保證，才能使其工作安全有效率地完成。電力是人類工程與生活的必備能源，受到地勢和環境水源的影響，我國本身具有豐富的水能，這為我國的電力發展提供了得天獨厚的便利條件。社會人類不斷進步，電網建設不斷擴大，不同種類的電力施工技術不斷出現，各種輸電線路的應用對我國電力行業的發展起到了推動性的作用。

參考文獻

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[2] 周遠翔，魯斌.蒙特卡羅法計算線路雷擊跳閘率隨機過程研究[J].高電壓技術，2013，19（9）.

作者簡介：周光清（1973-），男，江西豐城人，供職于國網江西電力公司檢修分公司輸電運檢中心，研究方向：送電線路。

（責任編輯：秦遜玉）