高压输电线的经济技术比较

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本文作者：黎抗生工作单位：水电部式汉高压研究所

一、（略）

若要延长清扫周期或不清扫,则还需要很据运行经验适当增加泄漏比距才能保证安全运行。将图2、图3画在同一图上则如图4所示。由图看出,同样泄漏比距应用到清洁区和污秽区,其污闪跳闸率相差甚大。以泄漏比距为1.6厘米/千伏为例,污秽区污闪跳闸率比消洁区大13.2倍。说明这些地区新建线路时,污秽区和清洁区采用绝缘相同,是造成频繁跳闸的根本原因。.02.22.4.2.6泄漏比足巨匣米/千了弋图4土海、兰州、西安110一220千伏线路清洁区和污秽区污闪跳闸率比较

二、人工清扫问题

清除绝缘子表面污秽曾是线路防污闪的基本方法之一,包括带电清扫、仃电清扫、水冲洗等。目前,我国仍大量采用带电或仃电清扫,水冲洗很有前途,正在逐步推行。本文着重分析带电或仃电清扫。试验结果和运行经验都证明,当绝缘子表面清洁时,是不会发生污闪的。以110千伏线路为例,7片标准悬式绝缘子可耐受的污秽度为盐密。.034毫克/厘米2,若加强人工清扫使绝缘子表面盐密不超过此值,则这串绝缘子就不会发生污闪。由于人工清扫简单易行,也比较直观,因此在防污斗争初期,国内外均获得最广泛的应用。我国五十年代初期,由于对加强绝缘认识不足,国内生产的防污型产品数量也少,因此,人工清扫曾作为一种基本的防污措施,对许多地区甚至是唯一的防污措施。然而,随着污源的增加和电力系统的迅速发展,人工清扫的局限性就明显的表现出来。1.可靠性不高,容易出现漏洞。人工清扫可靠性不高的原因,其一是清扫质量难以绝对保证,特别是大面积人工清扫,清扫合格率即使达到”%,则闪络仍会在薄弱环节处发生。其二是对某些污源和恶劣的气象条件,人工清扫是对付不了的。例如,对于带有潮湿蒸汽和导电性化学物质的化工污秽气体,即使是刚清扫过的清洁绝缘子串,也会引起闪络。又如持续几十小时的海雾入侵,或逆温层复盖下工业污秽地区持续数天的大雾,由于绝缘子表面污秽的积累效应足以使绝缘水平不高的绝缘子串发生污闪。此外,大风将盐碱土复盖在绝缘子表面,台风将海水微粒吹到沿海线路,都是属于绝缘子急剧污染的情形。若跟着来一次潮湿天气,爬距小的绝缘子串很容易发生污闪。2.线路清扫工作量太多,劳动力安排不过来。随着电力工业的迅速发展,维护人员的增长速度远远赶不上送电线路的增长速度。目前,多数地区的供电部门实际上不可能做到对线路每年清扫1一2次。3.工人劳动条件异常艰苦污闪事故具有明显的季节特点,我国东北、华北、华东等地区污闪最严重的季节为2一3月份,因此,这些地区人工清扫多数安排在最严寒的冬季进行。对于超高压线路如3:10一500千伏线路,线路长,杆塔高、绝缘子片数多,线路离市区远、人工清扫非常困堆,侮年全线清扫1一2次是难以接受的。4.仃电损失十分惊人目前,各地的清扫工作多数还是在仃电中进行,每年由于仃电清扫造成的损失是十分惊人的。以220千伏线路为例,从图5、图6可以看出,根据清洁区和污秽区线路典型运行经验,由污秽问题带来的各项损失或费用中,仃电清扫造成的损失超过事故损失,:片居首位。

三、加强绝缘与人工清扫的经济比较

以华东、西北、华北等220千伏线路的典型运行经验为例,加强绝缘与人工清扫的经济比较如图5、图6所示。图中计及加强绝缘后,污闪跳闸率将降低、事故损失减少以及仃电\清扫次数降低,少售电损失减少等综合情况。关于图5、图6的几点说明:1.图中220千伏线路加强绝缘后(泄漏比距增加到3.0厘米/千伏以下)均未考虑加大杆塔尺寸。(1)采用大爬距、小高度的防污绝缘子可以在不增大绝缘子串长的前提下,大大增加泄漏比距。例如:220千伏线路采用13片X评l一4。5防污型绝缘子代替13片X4.5标准型绝缘子,泄漏比距从1.65厘米/千伏增加到2.42厘米/千伏,保持串长不变。因此采用防污型绝缘子,可以解决大部分污秽区加强绝缘的问题。(2)线路绝缘子片数增加,串宾雾霆蜜默糯粼黔-3一每百公里年污闪跳闸造成国民经济报头窦爵误瑞絮盅吸资”母叫令随、以次2.32.4泄漏比距匣米/千伏图5220千伏清洁区线路由污秽问题弓l起的各项费用和损失对比图长也增加,会使雷击间隙闪络率增加。但增加绝缘后,沿绝缘子串路径的耐雷水平将显著提高,会大大降低沿绝缘子串的雷击闪络率。目前,我国一般220千伏线路间隙裕度较大,绝大部分雷击跳闸是由于沿绝缘子串路径雷击闪络引起的。例如,对东北、华东、武汉、陕西几个地区110一220千伏线路运行67500公里年的调查结果,绝缘子串的闪络率为。.3川次/百公里年,而空气间隙则为。,。‘63次/百公里年,前者是后者1一由污秽问题引起的每百公里年总损失Zse每百公里年停电清扫少售电损失每百公里年污闪跳闸造成国民经济损失4一每百公里年人工清扫费用5一每百公里年J曾加绝缘子投资费用(虔线部分)考虑泄漏比距超过3.。厘米/千伏以后,需要增大杆琪尺弓•引起总费用,%.剧增加加加》泄漏比距厘米/l一伏图6220千伏沁秽区线路以J才亏秽]、IJ早还引小!的各项卿用和拐失对卜匕图的5.铭倍。可见,目前杆塔绝缘的薄现点不在间隙而在绝缘子串。文〔6〕加强绝缘正好弥补了线路耐雷的薄弱环节,对线路防雷也有好处。因此,.我国砚有的大多数线路入绝缘子.串长增加20一功%,从防雷的观点来说,是不必加大杆塔尺一d‘的。各地运行经验证明,2功千伏线路绝缘子从13片增加到16片(16片xw,一”.5绝缘子串泄漏比距达到2.98厘米‘千伏)均没有加大杆塔尺寸,雷击跳闸率也没有明显增加。(3)国外有大量污秽区送电线路增加绝缘子片数,串长增加20一30%,而原用杆塔不变.运行效果良好。.当然,增大串长也会带来有些线路对地距离不够等问题。一般在增加串长使污闪事故率下降带来的利益超过增加串长造成的其他损失的条件下,则可采取增加绝缘子片数的措施。2.随着新塑杆城结构的出现,为了降低杆塔造价,间隙裕度必定会减少,对绝缘子串长亦将有所限制。因此,今后应推广使用大爬距,小高度的防污型绝缘子,提高绝缘子单位高度的泄漏距离,以适应线路防污的需要。3.关于线路加强绝缘以后,雷击事故会不会转移到变电站的问题。目前结论是线路加强绝缘不会影响变电站的防雷保护。变电站防雷保护是由进线保护和避雷器保护构成的,线路加强绝缘并没有改变变电站的防雷保护方式,所以不会影响其防雷效果。理论分析和实测都说明,变电站避雷器放电后’,加到被保护设备上的雷电振荡波的幅值取决于侵入波的陡度和避雷器到被保护设备之间的距离,而与侵入波的幅值无关。增加线路绝缘后,线路绝缘子串的反击率将降低,从而使避雷器动作次数减少,对变电站是有利的。即使发生反击,入侵波的幅值有所增加,但陡度不变。因此,避雷器动作后,加到被保护设备上的雷电振荡波的幅值还是不变。所以,线路加强绝缘对变电站防雷没有什么坏处。4.线路加强绝缘后,大大提高了污秽绝缘子抵抗工频电压和操作过电压同时作用、污秽绝缘子抵抗工频电压和大气过电压同时作用的能力;降低了每片绝缘子承受的工作电压,从而降低绝缘子的老化率;同时在整个运行期间,增加了线路的绝缘裕度,增强了对其它意外事故的抵抗能力。对图5、图6的简单分析:、i)由图5看出,清洁区采用泄漏比距为2.04厘米/千伏时获得最佳经济效果。这和现行规程规定清洁区采用泄漏比距为1.6厘米/千伏有较大出入。(2)无论清洁区还是污秽区,污闪跳闸率在0.02次/百公里年以下时,才获得良好的经济效果。(3)由污秽问题引起的各项损失中,仃也清扫造成的损失占居首位。而图中仃电清扫的损失只计算售电价格。若还要计及由于仃电造成国民经济其它部门的经济损失,则仃电清扫的损失还将成倍地增加。从获得最佳经济效果着眼,今后各地都应尽量不采用仃电清扫,而用其它较为经济的防污措施来代替。(4)对于污秽区,采用泄派比距小于2.04厘米/千伏是极不经济的。若将污秽区绝缘加强到不用清扫而能安全运行,又无需增大杆塔尺寸,则可以获得最佳经济效果。若绝缘已经加强到2.98厘米/千伏,还需要定期洁扫才能保证安全运行的,则这种地区一肯定是属于盐密超过0.25毫克/厘米’的特污区,宜采用腊类涂料绝缘子。(5)由污秽问题引起的总损失中,最主要的是仃电清扫少售电损失和污闪跳闸损失两项。要获得良好的经济效益,必项把这两项损失降下来,适当增加泄漏比距是降低这两项损失的经济而有效的办法。特别是采用大爬距小高度的防污型绝缘子,在串长增加不名的条件下,泄漏比距可以大大增加,经济效果十分显著。因此,在污秽区推厂‘使用造型良好的防污型绝缘子,具有很大的经济意义。

四、几点意见

1.技术经济比较结果表明,220千伏送电线路可接受的污闪跳闸率为0.02次/百公里年。2.目前,我国许多地区清洁区发生污闪的主要原因是一部分污秽区采用了清洁区的绝缘水平,将这部分污秽区划出去,就可以大大降低清洁区的污闪跳闸率。3.污秽区(包括中等污秽区和重污区)应普遍推广运行效果好的大爬距小高度防污塑绝缘子,如XWI一4.5型等。应延长清扫周期,缩小清扫范围,保证清扫质量,清扫合格率应在99.998%以上(即百公里年线路清扫后弱点不超过0.02串)。4.仃电清扫费用惊人,今后应尽量避免。5.对特污区(特别是海盐污秽区及化工污秽区)以采用防污型绝缘子加强绝缘同时涂腊类涂料为宜。6.划分污秽等级应以运行经验为基础,其中特别重要的是要考虑现有线路的污闪跳Itel率。污级划分是否恰当,可用运行中污闪跳闸率是否超过0.02次/百公里年来校核。7.从获得最佳经济效果出发,今后新建线路的设计原则应是:线路长期不清扫,污闪跳闸率一般应控制在0.02次/百公里年以下。