導線絕緣裹敷技術在輸電防風偏中的應用

施惠沖，汪海濤

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102）

?

導線絕緣裹敷技術在輸電防風偏中的應用

施惠沖，汪海濤

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102）

摘要：以500 kV東三Ⅲ線為實例，介紹了絕緣裹敷導線技術在輸電線路防風偏中的應用。從限制導線風偏和提高空氣間隙絕緣強度兩方面比較中選擇絕緣裹敷導線技術，以提高空氣間隙絕緣強度來防止風偏閃烙。通過仿真試驗進行方案可行性認證，并確定絕緣材料厚度。在施工工藝上采用工廠化預制、現場安裝，既保證了質量、又縮短了作業時間。

關鍵詞：輸電線路；防風偏；絕緣裹敷

輸電線路在以大風為特征的氣象條件下發生的閃絡跳閘稱為輸電線路的風偏閃絡［ 1 ］。江蘇省電力公司檢修分公司運維的500 kV山東東明至江蘇徐州三堡Ⅲ線（以下簡稱東三Ⅲ線），自投運以來發生過多次風偏閃絡故障，其中2次造成電源側山西陽城電廠8臺機組全部停機，山西陽城電廠送江蘇的電力通道全部中斷。2014年春季，江蘇省電力公司檢修分公司對東三Ⅲ線導線采用絕緣裹敷技術，在導線及其金具上包裹一定厚度的絕緣護套，以此來提高間隙的絕緣強度，即使在導線發生最大風擺時也不發生間隙放電。文中簡要敘述了風偏閃絡故障的特點，并且從實施原因、材料特性、現場實施情況等方面介紹了2014年500 kV東三Ⅲ線防風偏治理措施中的邊相導線及金具絕緣裹敷技術。

1　概述

1.1風偏閃絡特點

（1）風偏閃絡的氣象條件。風偏閃絡發生在惡劣氣候條件下，跳閘線路區段有強對流風引起的颮線風或龍卷風，該強風生成快、影響范圍小、持續時間短、陣發性強、風速大，大多數情況下還伴有暴雨或冰雹。一方面，在強風作用下，導線向塔身發生一定的位移和偏轉，使得空氣放電間隙減小；另一方面，降雨或冰雹降低了導線和桿塔間隙的工頻放電電壓，二者共同作用，導致線路發生風偏跳閘［ 1 ］。

（2）風偏閃絡的放電路徑。主要有導線對桿塔構件放電、導線相間放電和導線對山坡等周邊物體放電3種形式。500 kV東三Ⅲ線風偏閃絡故障均為第一種形式，其特點是，邊相導線風偏過大因而對鄰近鐵塔構件突出部位如腳釘、角鋼肢尖放電。

（3）風偏閃絡跳閘的重合閘成功率較低。由于風偏跳閘是在強風天氣條件下發生的，持續時間往往超出重合閘動作的時間間隔，使得重合閘動作時放電間隙仍然很小被擊穿，因此重合閘成功率較低。

1.2東三Ⅲ線風偏核驗和防風偏技術分析

2013年8月9日，500 kV東三Ⅲ線因風偏跳閘故障，陽城電廠—東明—三堡線路通道全部中斷，陽城電廠8臺機組全部跳閘。故障發生后，運行單位委托華東電力設計院對東三Ⅲ線全線進行防風偏校驗，校驗原則是：（1）大風工況時風壓不均勻系數取0.75（設計規程為0.61）；（2）當導線對地平均高度大于20 m時，計入風壓高度變化系數；（3）最大風速取33 m/s。校驗得出的結論中，500 kV東三III線有75基桿塔在33 m/s風速下邊導線對鐵塔構件電氣間隙不能滿足設計規程要求［ 2 ］。

防止導線風偏故障的常用技術有：一是導線絕緣子串由Ⅰ型改成V型，在鐵塔與邊導線之間安裝絕緣硬支撐等措施來限制導線風擺，以保持足夠的電氣間隙；二是在導線發生風偏使電氣間隙減小的情況下，提高間隙的絕緣強度［ 3 ］。東三III線鐵塔是酒杯型塔，導線水平排列，如果把導線絕緣子串由Ⅰ型改成V型，要改造鐵塔橫擔結構，不僅費用大，而且周期長；如果在鐵塔與邊導線之間安裝絕緣硬支撐，要求絕緣支撐不僅強度高，而且防污能力好，技術復雜。提高間隙的絕緣強度的途經，一是絕緣裹敷鐵塔構件，二是絕緣裹敷導線金具。由于鐵塔構件規格復雜、尺寸零亂，不易實施絕緣裹敷。而導線、金具產品標準、規格統一，絕緣裹敷層可以工廠化預制、現場安裝。經過技術經濟比較，選擇絕緣裹敷導線技術。

2　絕緣裹敷導線方案研究

2.1材料選擇

絕緣裹敷層材料選擇氟硅橡膠。氟硅橡膠材料具有良好的電絕緣性能，良好的耐熱、耐寒、耐電腐蝕、耐氣候老化和物理機械性能，能在250 ℃溫度環境下長期工作性能穩定。因此，氟硅橡膠材料能夠滿足作為導線絕緣護套所需的絕緣性能和耐久性要求。

2.2仿真試驗

為確定絕緣裹敷層厚度，檢驗絕緣裹敷導線的防風偏效果，江蘇省電力科學研究院在理論研究的基礎上進行仿真試驗，分析評估方案的可行性。試驗用工廠預制的氟硅橡膠護套，厚度取10 cm、8 cm 2種。

（1）仿真試驗表明，導線表面包覆氟硅橡膠絕緣護套對于降低其表面場強有一定效果，且降低幅度隨絕緣護套厚度增加而增加，導線表面最大場強隨電氣間距增大而降低。

（2）過電壓工頻閃絡試驗。將厚度為10 mm的復合絕緣護套包覆在導線后進行工頻擊穿試驗，保持導線與接地角鋼的最小距離為1.2 m，試驗施加1.7倍運行相電壓（有效值492 kV）時，未發生復合絕緣護套包覆導線對接地角鋼的擊穿放電。

（3）絕緣護套不同厚度工頻閃絡試驗。當復合絕緣護套厚度為10 mm，導線對地距離為0.7 m時，電壓升至327.534 kV時發生護套擊穿；當復合絕緣護套厚度為8 mm，導線對地距離為0.7 m時，在升壓過程中電壓升至321.792 kV時發生護套擊穿。

試驗結果表明，選用厚度為10 mm復合絕緣護套，能夠滿足500 kV東三Ⅲ線防風偏要求。

3　絕緣裹敷導線方案實施

3.1工廠加工預制絕緣護套

在現場實施之前，運行單位會同生產廠家對需要實施絕緣裹敷的現場進行了勘查，運行單位提供了導線、金具、均壓環的型號和尺寸，以便于廠家生產相對應的絕緣裹敷材料模型。工廠化預制分為導線、線夾、重錘、均壓環4個單元，每個單元加工成對稱的兩部分，兩部分結合處在現場用密封膠連接成整體。

廠家工廠化生產，確保了絕緣護套的加工質量。制作好的絕緣護套預制品如圖1所示。

圖1　制作好的絕緣護套預制品

3.2現場安裝

現場安裝流程如圖2所示。

工具材料準備：施工人員將工具及氟硅橡膠護套材料搬入施工現場，檢查護套材料和所護的設備規格是否相符、護套外觀質量是否符合要求。護套外觀質量平整、光滑，無磨損，厚度不小于10 mm。

圖2　現場安裝流程

現場準備：把安裝范圍的金具、導線表面污物清掃干凈，對鐵件采取防銹措施。

金具護套安裝：從下到上依次安裝金具護套。首先進行試裝，檢查接觸是否嚴密；然后拆下護套后在接縫處涂密封膠，重新安裝，粘好接縫；最后用鐵絲把護套扎牢，等待0.5 h后拆除鐵絲，注意護套的排氣孔應朝下。導線線夾護套的安裝如圖3所示，重錘護套的安裝如圖4所示。合成絕緣子均壓環護套的安裝如圖5所示，注意安裝后均壓環不能改變上平面方向、電氣間隙。

圖3　施工人員安裝懸垂線夾護套

圖4　施工人員安裝重錘及聯板護套

圖5　施工人員安裝均壓環安裝護套

導線護套安裝：導線護套安裝如圖6所示，為了防止導線產生電腐蝕，導線與護套之間不能有氣泡。護套安裝時，接縫留在左右兩側，處于水平狀態，導線表面、護套接縫滿涂膠，護套就位后，用布扎帶從護套一端依次纏繞到另一端，擠出氣泡和多余的膠。

圖6　導線絕緣裹敷完成后的場景

3.3運行情況

方案實施后，經運行單位日常檢查，護套無起泡、開裂、表面放電痕跡，用紅外儀檢查溫升無異常、用紫外儀檢查局部無放電痕跡。2005年春檢時，登塔檢查護套表面無明顯老化現象以及放電痕跡，材料完好如初。一年多以來，線路前后經歷了3次強風暴天氣，安然無恙。

4　結束語

采用絕緣裹敷導線技術，在導線、金具上安裝絕緣護套，改變了導線與鐵塔之間的電場分布，以防止輸電線路風偏跳閘故障，不失為一種防風偏的好辦法。由于工廠化預制，材料質量有保障，現場安裝也很方便；由于材料絕緣，也可以帶電安裝。經過一年多的在線運行，已經初顯成效。建議運行單位平時一要積累運行經驗，配合安裝在線氣象監測裝置；二要定期檢查材料外表面電腐蝕情況，也要采用適當的技術檢查材料內表面電腐蝕情況；三要生產、科研等單位聯合研究、探討運行、檢修標準。

參考文獻：

［1］ 500 kV輸電線路典型缺陷分析圖冊［M］. 北京：中國電力出版社，2014：59.

［2］ 國家能源局. DL/T 741—2010 架空輸電線路運行規程［S］. 北京：中國電力出版社，2010.

［3］ 國家電網公司運維檢修部. 國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）［M］. 北京：中國電力出版社，2012.

施惠沖（1959），男，江蘇海門人，工程師，從事輸電線路運行和檢修工作；

汪海濤（1989），男，江蘇溧陽人，助理工程師，從事輸電線路運行和檢修工作。

Application of Wire Insulation Wrapping Technology in Preventing Wind Drift

SHI Huichong， WANG Haitao
（Jiangsu Electric Power Maintenance Branch Company， Nanjing 211102， China）

Abstract：Taking the Dong San III 500 kV line as an example， this paper introduces the application of wire insulation wrapping technology in preventing wind drift. The insulation wrapping wire technology is selected from two aspects： limiting wire wind drift and improving insulation strength of air gap. The feasibility of the scheme is authenticated and the thickness of the insulation material is determined by simulation and test. The factory prefabricating and field installations guarantee the quality and shorten the operation time.

Key words：wire； prevent wind drift； insulation wrapping

中圖分類號：TM755

文獻標志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）03-0068-03

作者簡介：

收稿日期：2015 -11-25；修回日期：2016-02-18