（国网河北检修公司 河北石家庄 050000）
摘要：随着我国国民经济的飞速发展，用电需求日趋增长，电力行业的发展速度逐步加快，由于我国能源丰富的西部地区远离经济发达的东部地区，因此采用远距离、大容量输电系统成为必然。±800kV特高压直流输电线路具有远距离、大容量、低损耗等优势，一回±800kV直流工程可输送电力5~6.4GW，输电距离可达2500km，是±500kV线路输送能力的2倍以上，是交流500kV线路输送能力的5倍以上。
关键词：±800kV；特高压；直流输电线路；绝缘选择
1绝缘子片数的选择
1.1按±500kV直流输电线路的绝缘水平外推
我国第一条±500kV葛南线的绝缘配合设计当时是参照交流线路爬距并邀请加拿大泰西蒙公司进行咨询设计，绝缘子有关污闪试验数据采用日本NGK公司的CA735（160kN）瓷质绝缘子（若无说明，以下均指此型绝缘子），其绝缘子选择片数。葛南线自1989年投运以来，污闪事故多次发生，导致其多次调爬，调爬前后绝缘子片数。国内其他几条±500kV直流线路借鉴了葛南线的设计运行经验、并经长时间运行及调爬后绝缘子片数配置。从表2可以看出，对于0.05mg／cm2污区，相对37片而言，40片有8％的裕度，建议用于补偿难以预测的±800kV长串绝缘子污耐压的非线性，因此可按40片为基准进行线性外推得到±800kV线路各污区所需片数。
1.2 按爬电比距法选择
根据原电力部向泰西蒙公司提出的我国电网110～220kV线路防污运行经验数据分析可以得出，在导线对地电压情况下爬电比距与等值盐密的关系如图1所示。
L＝0.8891ln（ESDD）＋6.2606（1）式中：L为要求的爬电比距，cm／kV；ESDD为等值盐密，mg／cm2。
参照中国电力科学研究院的测试数据和湖北省超高压局对±500kV葛南直流线路与附近交流线路绝缘子积污的测试结果，可以认为在内陆地区同一环境条件下，直流线路绝缘子串积污比（等值盐密）是交流线路的2.0倍。
1.3 按污耐压法选择
1）绝缘子污闪特性曲线。原则上，对第一条新建线路或者采用新型绝缘子需采用污耐压法进行绝缘子片数选取。但该方法是基于适合的试验室和试验方法求出的预选型号绝缘子污闪电压曲线。迄今为止，国内有关绝缘子盐密与耐压的关系仍采用日本NGK及中国电科院为三沪线设计的有关污耐压试验数据值进行计算。经过对比计算分析，NGK试验数据与中国电科院试验数据相差不大，对该曲线进行回归分析可得出如下拟合表达式。
当灰密NSDD为1mg／cm2时，
U50=5.82×（ESDD）-0.3164（2）
当灰密NSDD为0.1mg／cm2时，
U50=4.5536×（ESDD）-0.304（3）
2）试验盐密的确定。在试验时确定试验盐密时应考虑对可溶盐种类和有机可溶物对等值盐密的影响。由于自然污秽中硫酸钙的大量存在使绝缘子污闪电压显著提高，根据试验单一NaCl所对应的试验盐密与不同Ca2+浓度组合盐所对应的等值盐密的比值可表示为
K1=1-1.13D2.57（4）
式中：D为组合盐中Ga2+的当量浓度。根据中国电科院有关试验，有机可溶物的影响在等值盐密较小时（小于0.1mg／cm2）不进行等值盐密的修正，可视等值盐密为试验盐密。当等值盐密大于0.1mg／cm2时，可按式（4）进行等值盐密的修正。
3）灰密的修正。考虑到污秽导致放电的关键是其中水溶性物资溶于水造成的导电性，而不溶于水的成分起的作用是在潮湿气候条件下吸收水分，以保持污层潮湿促进导电性能的增长。因此，在等值盐密相同的情况下，绝缘子的污闪特性还受灰密的影响。日本NGK根据新的试验数据，提出绝缘子50%闪络电压U50与（NSDD）-0.12成比例的降低。
4）绝缘子上下表面积污不均匀修正。自然污秽绝缘子每片上下表面、同一表面的不同部位及同一串绝缘子各片之间污秽量分布不一样，有时上、下表面积污量相差2～10倍，其污闪电压较均匀积污提高10%～20%左右。在不同环境中直流绝缘子上下表面污秽分布复杂，参照中国电科学总结数据，通用直流绝缘子伞裙上下表面的盐密比可采用结果。
根据美国电科院（EPRI）有关试验得出修正系数为K2=1-0.38lg（T／B）（5）式中：T／B为上下表面积污比（等值盐密比）。
5）绝缘配合安全裕度的确定
由线路设计闪络概率P确定单串闪络概率pP=1-（1-p）n≈np（当n很大时）
2 按过电压条件校核
根据±800kV直流线路上过电压研究，其操作过电压水平在1.5～1.85pu，最大操作过电压发生在线路中间。根据美国EPRI试验验证，在同一污秽条件下，同型号的绝缘子的直流操作耐压为直流耐压的2.2～2.3倍。又根据大量试验研究证明，当预加直流电压时，其50％操作冲击电压是50％污闪运行电压的1.7～2.3倍。因此，操作过电压对绝缘子片数的选择不起控制作用。由于污秽原因，直流线路的绝缘子片数（串长）较交流1000kV线路还多（长），其在雷电冲击电压下的绝缘裕度较大，反击雷电流超过200kA，雷电过电压对绝缘子片数的选择不起控制作用。
3按覆冰条件校核
根据有关科研单位大量试验研究证明，在工程允许的误差范围内，可以认为覆冰绝缘子串的最低直流闪络电压与串长基本呈线性关系。随着气压越低、污秽程度越严重，闪络电压与串长的线性关系越密切。在负极性电压下其线性关系较正极性电压下更接近。研究表明，覆冰闪络电压取67kV／m为宜，绝缘子片数按此进行校验。
4 结论
目前在我国特高压绝缘选择可按照按±500kV直流输电线路的绝缘水平外推选择，按爬电比距法选择，按污耐压法选择。由于环境变化，线路绝缘污秽状况十分严重，尤其是直流积污远大于交流，清洁区在中东部输电线路及其难找，因此建议直流不设0、I级污秽区。制订直流污秽分级标准。适当加大杆塔窗口，采用V型串设计。对已经完成的线路调爬时若存在一定难度，可以选择涂装RTV防污涂料，也可以选择加装增爬裙用来调节绝缘子串的耐污特性。
参考文献：
［1］GB50790—2013±800kV直流架空输电线路设计规范［S］.
［2］刘振亚.特高压直流外绝缘技术［M］.北京：中国电力出版社，2009.
论文作者:康淑丰,赵志刚,李俭,依阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：绝缘子论文; 线路论文; 污秽论文; 过电压论文; 电压论文; 耐压论文; 数据论文; 《电力设备》2017年第6期论文;