±500kV架空輸電線路上復(fù)合絕緣技術(shù)分析

國網(wǎng)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(zé)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(dǎo)致民生質(zhì)量的下滑與生產(chǎn)活動的停滯。另一方面，也會對電網(wǎng)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(fù)合絕緣技術(shù)進行探究討論，積極探索保障其應(yīng)用效益的可行路徑。

1 ±500kV 架空輸電線路上復(fù)合絕緣技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計

1.1 絕緣子串的應(yīng)用選擇

對于±500kV 架空輸電線路的復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)而言，絕緣子串選用的正確與否相當(dāng)關(guān)鍵。

第二，進行絕緣子串方面的設(shè)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(yīng)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(yīng)低于155mm，數(shù)量不應(yīng)低于25片[1]。

第三，在應(yīng)用復(fù)合絕緣技術(shù)的背景下，還需要對復(fù)合絕緣子的材質(zhì)選擇提起重視。從目前來看，復(fù)合絕緣子通常由樹脂、強化纖維以及其他輔助材料構(gòu)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(xué)、化學(xué)等性能也更加穩(wěn)定[2]。

1.2 空氣間隙的設(shè)計確定

通過有效設(shè)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(fù)合絕緣技術(shù)的重要應(yīng)用環(huán)節(jié)。具體來講，設(shè)計實踐中應(yīng)做好把控的空氣間隙主要有以下幾部分。

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

表1 ±500kV 架空輸電線路的對地安全距離

第四，輸電導(dǎo)線與電線桿塔間的空氣間隙。進行此類空氣間隙的設(shè)計時，若±500kV 架空輸電線路所處海拔未超過1000m，可依據(jù)表2的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對輸電導(dǎo)線與電線桿塔間的安全距離實施把控[3]。

表2 輸電導(dǎo)線與電線桿塔間空氣間隙的最小值

1.3 特殊工況的設(shè)計修正

結(jié)合我國電力建設(shè)的現(xiàn)狀來看，±500kV 架空輸電線路的投用環(huán)境、搭設(shè)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(fù)合絕緣技術(shù)常規(guī)應(yīng)用設(shè)計方法的同時，還需要做好落實針對性的設(shè)計修正措施。

第二，要針對特殊海拔采取設(shè)計修正措施。若±500kV 架空輸電線路的海拔超過1000m，應(yīng)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(fù)合絕緣技術(shù)的應(yīng)用管理

2.1 ±500kV 架空輸電線路上復(fù)合絕緣技術(shù)的施工管理

在±500kV 架空輸電線路的建設(shè)施工階段，為了保證復(fù)合絕緣技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，需要做好多項施工管理工作。

第一，復(fù)合絕緣橫擔(dān)通常分為上、中、下三個部分。開展施工實踐時，應(yīng)做好不同部分橫擔(dān)尺寸的安裝把控，多以中橫擔(dān)＞下橫擔(dān)＞上橫擔(dān)為規(guī)律。例如，某±500kV 架空輸電線路的上橫擔(dān)長度約為4.9m，中橫擔(dān)長度約為6.9m，下橫擔(dān)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(yīng)設(shè)置導(dǎo)向滑車，然后以此為基礎(chǔ)，采用吊裝方式將復(fù)合絕緣子提升至設(shè)計高度，再水平調(diào)整到預(yù)設(shè)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(jié)構(gòu)質(zhì)量，避免出現(xiàn)傘裙受撞破壞的情況。安裝下方橫擔(dān)及復(fù)合絕緣子時，應(yīng)預(yù)先根據(jù)設(shè)計圖紙做好定位、標(biāo)記等工作，確保橫擔(dān)精準(zhǔn)、平衡地連接在桿塔主體上。橫擔(dān)安裝完成且通過現(xiàn)場驗收后，將橫擔(dān)、復(fù)合絕緣子與掛線板、輸電導(dǎo)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(guān)人員應(yīng)密切關(guān)注±500kV 架空輸電線路桿塔的埋設(shè)穩(wěn)定性，將桿塔基礎(chǔ)部位的沉降量、位移量嚴格控制在安全允許范圍內(nèi)。同時，在強風(fēng)、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(zhì)量問題。

第三，復(fù)合絕緣技術(shù)的應(yīng)用水平與材料質(zhì)量呈高度相關(guān)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(dǎo)致復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣性、耐久性、力學(xué)性能、化學(xué)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(zhǔn)備階段，應(yīng)對復(fù)合絕緣技術(shù)應(yīng)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(guān)材料移至指定場地，并做到分類存放、科學(xué)保管。反之，若材料性能不達標(biāo)，則不予進場，以免對±500kV 架空輸電線路的絕緣效果產(chǎn)生負面影響。

2.2 ±500kV 架空輸電線路上復(fù)合絕緣技術(shù)的運維管理

在±500kV 架空輸電線路工程建設(shè)完畢、復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)搭建完成后，為了保證相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，還應(yīng)做好多項運維管理工作。

第一，需要定期開展巡視工作，對復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)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(fù)合絕緣橫擔(dān)的安裝位置較高，所以相關(guān)人員在巡視時要靈活運用望遠鏡、無人機等。除此之外，還應(yīng)基于實際的運維需求和技術(shù)條件，適當(dāng)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(chǔ)上，還應(yīng)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(dān)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(dān)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，觀察分析橫擔(dān)是否存在彎曲、傾斜、偏位等情況；著重檢測橫擔(dān)端部溫度，分析橫擔(dān)是否存在局部過熱的情況。基于此，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(fù)絕緣性能、降低輸電風(fēng)險的目的；著重檢查復(fù)合絕緣橫擔(dān)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(zāi)害事故，如強風(fēng)、暴雨、冰雹、暴雪、地震等，應(yīng)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(yīng)重點監(jiān)控檢查復(fù)合絕緣橫擔(dān)的覆冰情況。若發(fā)現(xiàn)橫擔(dān)上方已有橋接冰柱形成，需要盡早做好破冰處理。

3 結(jié)論

綜上所述，在±500kV 架空輸電線路的工程建設(shè)中，要想實現(xiàn)復(fù)合絕緣技術(shù)高質(zhì)量、高效益應(yīng)用，既要做好設(shè)計方面的科學(xué)把控，也要嚴格采取多階段的管理措施。開展基于復(fù)合絕緣技術(shù)的設(shè)計工作時，相關(guān)人員應(yīng)依據(jù)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(fù)合絕緣技術(shù)的管理工作時，相關(guān)人員應(yīng)堅持做到全面化、全程化、重點化，盡可能地降低前期準(zhǔn)備、中期施工、后期運維等多個環(huán)節(jié)的風(fēng)險發(fā)生概率。