发表时间：2013-01-06T13:35:56.467Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年10月供稿作者：刘琦[导读] 绝缘问题是我国高压输电线路工程建设中关键的技术问题之一，加强对高压输电线路绝缘配置的研究是输电路线运行的一项重要工作。
刘琦新疆电力设计院新疆乌鲁木齐 830001
摘要：绝缘问题是我国高压输电线路工程建设中关键的技术问题之一，加强对高压输电线路绝缘配置的研究是输电路线运行的一项重要工作。本文对“I”形悬挂绝缘子和“V”形绝缘子的性能进行了分析，阐述了“V”形绝缘子串塔头绝缘配合设计，很好的改善了输电线路的绝缘水平，减少线路沿绝缘子串闪络事故，取得了不错的效果，可供参考。 关键词：高压输电；绝缘子；配置；紧凑型；零值检测
High voltage transmission line insulation configuration research
LiuQi
Xinjiang electric power design institute xinjiang urumqi 830001
Pick to: insulation problems are the high voltage transmission line engineering construction in one of the key technical problems, strengthen the high voltage transmission line insulation configuration is transmission line running an important work. In this paper, the "I" form suspension insulator and "V" insulator performance was analyzed, the "V" insulator string of tower head insulation coordination design, very good to improve the transmission line insulation level, reduce line along the insulator string flashover accident, has obtained the good effect, for reference.
Keywords: high voltage transmission; Insulator; Configuration; Compact; Zero value detection 随着社会经济及工作的发展，社会的用电需求夜不断增强，对电网的输送能力提出了更高的要求。采用高压输电，不仅可以提高输送容量，减少输电损耗，还能降低输电成本，实现高效节能输电。绝缘问题是困扰我国高压输电线路工程建设中关键的技术问题之一，有关数据表明，电网设备故障80％左右发生都是在输电线路的绝缘子串上，且目前高压输电线路外绝缘配置往往会无法满足当前污秽等级的需要，因此，加强对高压输电线路绝缘配置的研究意义重大。
李森科1 “I”形悬挂绝缘子串塔头绝缘配合设计的缺点
期刊刊次采用“I”形悬挂，横担长度设计必须考虑导线对塔窗的风偏摇摆控制，即空气间隙+绝缘子串风偏摇摆距离≥带电体与塔身间距，加大了导线荷载对杆塔基础的力矩，同时无法采用招弧角来保护瓷绝缘子串免 受电弧烧伤瓷釉的技术措施。其次，因为“I”形绝缘子串受塔头间隙限制.随着环境污染加重，无法靠增加绝缘子片数来提高耐污秽等级另外，空气间隙击穿电压远大于绝缘子串沿面闪络电压，致使输电线路的故障次数占电网全部故障的8O％左右，经统计我国输电线路沿绝缘子串闪络跳闸与由塔头空气间隙击穿放电的跳闸比为10：1～12：1，而统计到的几次空气间隙击穿放电是由跳线风偏摇摆安全距离不足引发的。
2 “V”形绝缘子串塔头绝缘配合设计的优缺点
针对“I”形串的塔头绝缘配合设计不足，并考虑到我国环境污染对输电线路的安全运行威胁越来越大，线路设计时可将原“I”形串悬挂，在最大设计风偏下的空气间隙击穿电压与绝缘子串闪络电压的配合比O.85减小至O.7左右(即可增加绝缘子串片数)。为减小配合比后不增加铁塔的高度，可将铁塔两边相横担加长。三相绝缘子串均按“V”形串布置，导线与塔窗或横担下平面的最小空气间隙(绝缘子串招弧角间隙)仍按规程要求的外过电压值校核(即“V”形串的空气间隙绝缘与原“I”形串一致)，从而使新建线路外绝缘的有效泄漏比距达到3.5～4.0cm／kV，基本杜绝了绝缘子串的清扫工作，真正实现国网防污闪工作不依赖清扫的目标。
按O.7左右配合比设计的塔头间隙以“V”形串固定的线路成紧凑型模式，大大压缩了相间导线距离和导线与铁塔窗的尺寸，减少了导线与基础的力臂，降低了新建线路的耗钢量和基础建设成本：减少了线程序设计方法学>闽北红菇
路走廊的占地面积，节约和优化了线路廊道资源：又能有效地控制导线风偏摇摆对通道旁树木、房屋等安全运行和减小维护、清扫等工作量。
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虽然“V”形串形式增加了绝缘子片数，但其整串沿面闪络电压仍比外过电压控制的空气间隙放电电压低，且比原“I”形串提高很多，可减少部分雷电流沿绝缘子串闪络的概率，而塔窗按空气间隙校核的耐雷水平仍维持原设计水平，如图1所示。
图1导线采用“V”形串悬挂
图2为500kV导线与塔身按4m控制，配置D×H×L=320mm×l70min×550mm的玻璃绝缘子为40片，串长6800mm。考虑金具长800mm，绝缘子串总长7.6m：为降低超高压复合绝缘子高压端的场强和防止硅像胶电蚀和树枝状贯通引发的芯棒脆断事故。也可按玻璃、复合绝缘子组合配置即横担侧挂2片170mm×550mm绝缘～(340mm)，再连接5470mm定制的复合绝缘子，导线端再连接6片170mmx550mm绝缘子f1020mm)，总串长为6830mm，加金具800mm，总串长为7.63m。
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图2按导线对塔身4m配置“V”形串图2按“V”形串配置，单回铁塔全高要增加1.6m，但导线悬挂力比“I”形串缩短2m以上，“V”形串配置的整基铁塔、基础受力将减轻。其减少而节省的钢材要明显多于因“V”形串布置所需的塔身增高和加长横担所耗的钢材。其线路走廊资源占用减少。塔(身)窗风偏不需校核，导线风偏值控制在本档距范围内。
图3为500kV按导线与横担下表面3.6m控制，其铁塔比原“I”形串塔高降低0.8m.导线悬挂力臂与原“I”形串相当，铁塔横担要比“I”形串增长6m左右，塔高降低节省的钢材与“V”形串布置横担加长所需钢材基本相等走廊资源与原来“I”形串布置相当。风偏值控制等同图2。按图2(图3)状布置“V”形串挂点后，加长的横担头相当于横担侧向避雷针，增加了导线的屏蔽效应.原“I”形串的架空地线保护角变为负.可减少导线绕击事故。表1为500、220、ll0kV盘形绝缘子“I”形串与“V”形串技术参数对比。
图3按导线对横担3.6m配置“V”形串表1 110、220、500kV盘形绝缘子“I”形串与“V”形串技术参数对比表
注：表1中绝缘子均为玻璃防污绝缘子。500kV绝缘子考虑金具长度800mm；2加kV的考虑金具长度600mm：110kV的考虑金具长度400mm。500kV绝缘子的几何爬距为550mm(结构高度170mm)；220kV、110kV的几何爬距均为450mm(结构高度146mm)。
从表1得出，500kV的绝缘配合比为0.7时(相对原串长与空气间隙比)，绝缘子串片数可配40片。“I”形串25片与“V”形串40片对比.“V”形串的泄漏比距是“I”形串的160％：工频干耐受值是“I”形串的149％：工频湿耐受值是“I”形串的147％：雷电冲击耐受值是“I”形串的149％(针对绝缘子串导线与横担的空气间隙仍为3.3m)。
不同于盘形绝缘子的每个绞链结构将受力位移分解棒形悬式复合绝缘子，按上述方式采用“V”形串布置时，在导线受横向风压力情况下，会发生“W”或“R”销变形失效，导致钢脚脱出或钢脚别弯脱出等事故。
为防止超高压复合绝缘子高压端因场强高而引发的硅橡胶电蚀或树枝状贯通等造成的芯棒脆断事故及“V”形串布置受风压造成的钢脚、碗头脱出事故，可采用玻璃与复合绝缘子组合方式。 3延长瓷绝缘子零值检测周期盘形瓷绝缘子有100多年的运行经验，由于瓷件、金属附件(铁帽、钢脚)、水泥胶合剂三种材料的膨胀系数差异较大且常年承受线路机械、电气和外力侵袭作用，随着运行年限的增加，会在钢脚水泥胶合处发生裂纹及钢帽内瓷件产生隐裂纹或贯穿性微裂纹，当外过电压经过绝缘子
本体时，串中低、零值绝缘子会因短路电流通过而发生铁帽炸裂，导线落地。我国线路按“I”形串布置，瓷绝缘子串无法安装招弧角保护装置，因此DL/T741规定：瓷绝缘子每两年检测绝缘电阻一次。
为确保线路的安全运行，各运行单位几乎都按DL/T741的周期进行火花间隙装置检测零(低)值瓷绝缘子，火花间隙检测绝缘的技术较粗糙，即用同等的间隙距离去检测相差3倍左右分布电压的绝缘子致使串中间的绝缘子，由于分布电压低放电声轻而误判为零(低)值，导线端(100～200)MΩ低值绝缘子，其分布电压值远大于中间的而放电声响，被误判为良好绝缘子。因“I”形串无法采用招弧角保护装置和火花间隙检测后的瓷绝缘子仍会发生钢帽炸裂掉串事故，目前部分多雷区省市线路上已逐步减少瓷绝缘子的采用量。 4结束语综上所述，高压输电线路绝缘配置是一项复杂而系统的工作。通过采用“V”形串替代“I”形串方式构成紧凑型线路，不但能节约线路走廊资源，还提高了绝缘水平，可大幅度减少线路沿绝缘子串闪络事故，同时也能降低线路的运行维护成本。参考文献
[1] 阮祥勇等.500kV交流输电线路组合绝缘配置研究[J]高压电器.2011年04期
[2] 王益.湖南电网线路绝缘子选型及外绝缘优化配置的研究[J]湖南大学.2011年
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