±500kV架空输电线路上复合绝缘技术分析

国网湖北超高压公司荆门运维分部 汪雄波 刘 涛 侯新文 肖海涛

湖北省超能电力有限责任公司荆门分公司湖北省荆门市 朱 凡

输电线路因绝缘性能不佳而发生故障，一方面会引发大规模停电事故，导致民生质量的下滑与生产活动的停滞。另一方面，也会对电网的安全稳定运行造成影响，并引发能源资源的浪费问题。所以，有必要对±500kV 架空输电线路上的复合绝缘技术进行探究讨论，积极探索保障其应用效益的可行路径。

1 ±500kV 架空输电线路上复合绝缘技术的应用设计

1.1 绝缘子串的应用选择

对于±500kV 架空输电线路的复合绝缘结构而言，绝缘子串选用的正确与否相当关键。

第二，进行绝缘子串方面的设计时，还需要保证其具备良好的绝缘性能，能够有效地对操作过电压、雷击过电压等情况做出应对。一般来讲，对于海拔1000m 以下的±500kV 架空输电线路，其绝缘子串中单片绝缘子的高度不应低于155mm，数量不应低于25片[1]。

第三，在应用复合绝缘技术的背景下，还需要对复合绝缘子的材质选择提起重视。从目前来看，复合绝缘子通常由树脂、强化纤维以及其他辅助材料构成。其中，树脂的常用类型包括环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯等。这几种树脂材料均具备良好的绝缘性和抗蚀性，但相较而言，环氧树脂的改性空间更大、收缩性更低，力学、化学等性能也更加稳定[2]。

1.2 空气间隙的设计确定

通过有效设计手段实现空气间隙与线路主体的绝缘配合，也是±500kV 架空输电线路上复合绝缘技术的重要应用环节。具体来讲，设计实践中应做好把控的空气间隙主要有以下几部分。

第一，输电导线与地面间的空气间隙，即对地安全距离。根据强制性规范文件《110kV-750kV架空输电线路设计规范》（GB50545）的相关要求，±500kV 架空输电线路的对地安全距离应符合以下标准，见表1。

表1 ±500kV 架空输电线路的对地安全距离

第四，输电导线与电线杆塔间的空气间隙。进行此类空气间隙的设计时，若±500kV 架空输电线路所处海拔未超过1000m，可依据表2的相关标准，对输电导线与电线杆塔间的安全距离实施把控[3]。

表2 输电导线与电线杆塔间空气间隙的最小值

1.3 特殊工况的设计修正

结合我国电力建设的现状来看，±500kV 架空输电线路的投用环境、搭设形式具有较大变动性。在此背景下，为了满足不同特殊工况下输电线路运行稳定性、工作安全性的保障需求，在采用复合绝缘技术常规应用设计方法的同时，还需要做好落实针对性的设计修正措施。

第二，要针对特殊海拔采取设计修正措施。若±500kV 架空输电线路的海拔超过1000m，应按照公式nH=ne0.1215m1(H－1000)/1000。其中，nH为修正后绝缘子片数的最小值，ne 为修正前绝缘子片数的最小值；H 为架空输电线路的海拔，单位为m；m1为用于表示气压对污闪电压影响水平的特征指数，通常通过试验方式进行获取。

2 ±500kV 架空输电线路上复合绝缘技术的应用管理

2.1 ±500kV 架空输电线路上复合绝缘技术的施工管理

在±500kV 架空输电线路的建设施工阶段，为了保证复合绝缘技术的应用质量，需要做好多项施工管理工作。

第一，复合绝缘横担通常分为上、中、下三个部分。开展施工实践时，应做好不同部分横担尺寸的安装把控，多以中横担＞下横担＞上横担为规律。例如，某±500kV 架空输电线路的上横担长度约为4.9m，中横担长度约为6.9m，下横担长度约为5.1m。安装顶部绝缘子时，最上端的地线顶架上方应设置导向滑车，然后以此为基础，采用吊装方式将复合绝缘子提升至设计高度，再水平调整到预设方位。通过这样的施工方法，能够有效保证绝缘子安装过程中的杆塔结构质量，避免出现伞裙受撞破坏的情况。安装下方横担及复合绝缘子时，应预先根据设计图纸做好定位、标记等工作，确保横担精准、平衡地连接在杆塔主体上。横担安装完成且通过现场验收后，将横担、复合绝缘子与挂线板、输电导线、金具等相连接，从而实现±500kV 架空输电线路的整体布置[4]。

第二，在施工过程中，相关人员应密切关注±500kV 架空输电线路杆塔的埋设稳定性，将杆塔基础部位的沉降量、位移量严格控制在安全允许范围内。同时，在强风、暴雨等恶劣天气下，既要做好杆塔的支撑保护，也要禁止开展安装作业，以防止出现严重的施工安全事故或施工质量问题。

第三，复合绝缘技术的应用水平与材料质量呈高度相关性，若树脂引拔棒、硅橡胶伞裙、金具等材料出现老化、劣化等负面问题，将导致复合绝缘结构的绝缘性、耐久性、力学性能、化学性能等明显下滑，继而影响±500kV 架空输电线路的安全稳定运行。因此，必须做好全程化的施工材料管理工作。在施工前准备阶段，应对复合绝缘技术应用所需的各类材料实施严格验收与试验检测[5]。只有验收检测合格，才可将相关材料移至指定场地，并做到分类存放、科学保管。反之，若材料性能不达标，则不予进场，以免对±500kV 架空输电线路的绝缘效果产生负面影响。

2.2 ±500kV 架空输电线路上复合绝缘技术的运维管理

在±500kV 架空输电线路工程建设完毕、复合绝缘结构搭建完成后，为了保证相关技术的应用质量，还应做好多项运维管理工作。

第一，需要定期开展巡视工作，对复合绝缘结构的投用情况进行现场了解。通常情况下，巡视周期以每月1～2次为宜。由于复合绝缘横担的安装位置较高，所以相关人员在巡视时要灵活运用望远镜、无人机等。除此之外，还应基于实际的运维需求和技术条件，适当采取带电登塔检查、日常影像监控、红外传感测温等检测措施。

第二，在实施巡视检测的基础上，还应针对不同检查项目，明确规划出具体的运维重点。例如，着重检查硅橡胶护套，注意护套是否存在外力破坏、污染腐蚀等情况；着重检查横担金具，注意金具有无严重生锈、连接松动、焊缝开裂、形变位移等情况；着重检查横担结构质量，观察分析横担是否存在弯曲、倾斜、偏位等情况；着重检测横担端部温度，分析横担是否存在局部过热的情况。基于此，若在检查过程中发现异常，需要及时采取针对性的维修措施，以达到恢复绝缘性能、降低输电风险的目的；着重检查复合绝缘横担所处环境，分析是否存在树木过高、建筑物过高、鸟害严重等情况。

第三，若±500kV 架空输电线路所处区域遭遇恶劣天气或灾害事故，如强风、暴雨、冰雹、暴雪、地震等，应及时开展特殊性、专项化的巡视检查与运维管理工作。例如，在冰雹、暴雪等恶劣低温天气下，应重点监控检查复合绝缘横担的覆冰情况。若发现横担上方已有桥接冰柱形成，需要尽早做好破冰处理。

3 结论

综上所述，在±500kV 架空输电线路的工程建设中，要想实现复合绝缘技术高质量、高效益应用，既要做好设计方面的科学把控，也要严格采取多阶段的管理措施。开展基于复合绝缘技术的设计工作时，相关人员应依据合理的公式方法，对绝缘子数量、空气间隙距离的参数进行推算确定。开展基于复合绝缘技术的管理工作时，相关人员应坚持做到全面化、全程化、重点化，尽可能地降低前期准备、中期施工、后期运维等多个环节的风险发生概率。