特高压输电线路中的复合绝缘子应用探讨

黄小浪

（国网湖北送变电工程有限公司，湖北 武汉 430063）

在架空输电线路中，绝缘子能够达到支撑导线以及防止电流回地的作用，运行中须保证绝缘子不会因为复合条件或者环境发生改变，而出现机电应力失效的问题，以防对线路正常运行造成不良影响。在将复合绝缘子运用到特高压输电线路中时，目前还存在一些问题需要改善。

1 复合绝缘子在特高压输电线路中存在的问题

1.1 芯棒脆断

芯棒脆断是较为常见的复合绝缘子故障，在超高压线路中的发生概率相对较高。在发生脆断时，芯棒玻璃纤维会因为受到酸液侵蚀，在较小载荷作用下出现逐渐断裂，造成整支芯棒断裂。芯棒脆断的特点主要体现在以下几个方面：（1）一般会发生在场强较为集中的高压端部位，若均压环装反会导致绝缘子出现脆断问题，而放电是造成脆断问题的主要原因之一，可对均压环的设计进行调整，保证场强的均匀程度，防止脆断发生问题。（2）护套或端部密封出现破损时也容易出现脆断，所以需要做好端部密封工作，不断增强密封设计水平，保证相关问题能够得到改善。（3）脆断基本发生在E纤维制成的普通芯棒位置，而最新研究出的无硼纤维耐酸芯棒材料，整体耐酸性能较为理想，能够降低脆断问题，但由于并不是所有纤维芯棒都具有较高水平耐酸性，所以在挑选芯棒时，需要做好性能的分析和选择。虽然脆断问题影响相对较大，但整体发生概率较低，通过上述各项干预手段，达到切实降低脆断问题发生概率的目标。

1.2 机械问题

机械强度下降会导致线路正常运行受到干扰，是复合绝缘子应用需要关注的重点问题之一。目前较为常用的复合绝缘子主要以内楔式标准为主，但该标准对于接压式产品而言存在过于宽松的问题，蠕变斜率与压接式绝缘子并不相符，相关研究就该问题进行了深度探讨。研究人员通过对机械性能下降原因的分析，明确应对方案，保证其机械强度达到相应水平，确保复合绝缘子发挥作用。

1.3 界面击穿

此种问题主要以雷击为主，占电气损坏复合绝缘子总数一半以上。虽然近几年复合绝缘子的材料一直处于不断完善状态，已经从挤包工艺和灌胶工艺逐渐升级为整体注塑和挤压穿伞模式，但仍然存在着多次界面被击穿的问题。当事故发生后，产品中会存在明显芯棒和护套剥离的状况，护套界面与杆径也存在烧蚀问题，严重时存在整支界面被击穿的状况，严重影响绝缘子使用。因此需要不断对产品进行优化升级，降低界面被击穿的概率。

1.4 老化问题

受到温度以及表面放电等各项因素影响，绝缘子在使用一段时间之后会出现老化问题。硅橡胶老化的过程相对较长，但也可能在投运短期内发生老化，这和环境污染以及材料配方工艺等有着密切关联。在多数地区，硅橡胶应用能够保持良好状态，可在长时间内始终保持相应性能，而老化过程属于必然趋势，须及时发现过早老化的产品，保证绝缘子的应用不会受到干扰。

复合绝缘子运行过程中如果出现明显老化，仍然可在一段时间内保持安全运行状态，所以须定期检查和巡视，及时发现老化问题并处理，以防出现进一步恶化的状况。

2 复合绝缘子在特高压输电线路中的应用

就目前国内已经投入运行的线路运行情况来看，复合绝缘子能够达到有效降低线路维护成本以及降低电网污闪等，虽然其在运行过程中存在不足，但随着检测技术以及生产技术的不断优化，相关问题也逐渐得到解决。

建议在中等级以上污秽地区使用复合绝缘子，而在1000 kV线路中，建议在清洁区使用9 m左右的瓷绝缘子，在污秽区使用17 m以上的绝缘子。如果按照设计采用多串并联处理模式，会随之适当提升绝缘子的重量以及串长，线路建设成本也会随之增加。在高海拔地区以及重污秽地区使用复合绝缘子，从经济角度和技术角度来看，都要远远优于其他类型绝缘子。当复合绝缘子串长没有超过10 m，能够实现对污闪问题的有效抑制，缩小塔窗尺寸，控制铁塔载荷，应用优势较为明显。

在特高压直流输电线路中，使用玻璃绝缘子或瓷绝缘子，存在建设成本过高以及运行维护成本较高的问题，污闪事故的发生概率也相对较高，不利于线路的稳定运行，而使用复合绝缘子是目前较为有效的处理方案。经过一段时间发展之后，±500 kV直流线路绝缘子也会全部替换为复合绝缘子。现阶段，国内复合绝缘子制造技术相对较为成熟，能够满足工程建设的具体要求，所以其使用空间较广。

在将复合绝缘子应用到特高压线路中时，一方面，须对大吨位复合绝缘子短期和长期机械性能关系进行研究，构建有效规范以及试验方案，确保线路运行稳定性和可靠性；另一方面，须保证复合绝缘子的均压程度，按照特高压线路的运行特点，对无线电干扰以及电晕等各项问题合理处理，确保意外事故发生概率被控制在最小。科学进行招弧设计，确保能够将雷击电弧引离绝缘子表面位置。完善机械设计，确保单串绝缘断串导线能够处于不落地状态。调整验收方式及标准，禁止应用性能不达标产品。严格控制芯棒材料以及伞裙材料，不断优化生产工艺，确保从源头入手，严格控制运行事故发生的可能性。构建科学运输以及存储流程，严格控制施工期间各种损伤问题。构建有效维护以及巡查方案，保证及时发现隐患，并对其进行妥善处理，以防对线路运行造成不良干扰。

在特高压输电线路中应用复合绝缘子，能够有效降低维护以及建设成本，控制污闪事故发生。须进一步加大对特高压运行的特殊性以及复合绝缘子的研究力度，不断对绝缘子产品应用进行完善和调整，保证产品的应用价值能够得到最大化发挥，确保电网运行安全稳定。