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高壓輸變電外絕緣設(shè)備的選型與優(yōu)化

電，是現(xiàn)代文明之光。今天，人類對電能的依賴不亞于水和空氣，電力傳輸正如我們的交通，為人類社會提供了持續(xù)的能源供給。特高壓輸電是電力傳輸?shù)?ldquo;高速公路”，經(jīng)過多年的努力，在解決了眾多技術(shù)難題后我國的特高壓輸電技術(shù)已處于世界領(lǐng)先的地位。外絕緣設(shè)備是保證電力傳輸安全穩(wěn)定不可缺少的重要組成部分，其中，絕緣子是最重要的一類外絕緣設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用的絕緣子主要有瓷質(zhì)、玻璃和復(fù)合絕緣子三類。由于出色的憎水性和憎水遷移特性，以及由此獲得的優(yōu)異耐污閃性能，以硅橡膠作為傘裙材料的復(fù)合絕緣子在我國電網(wǎng)中使用廣泛，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國掛網(wǎng)運行的復(fù)合絕緣子已超過800萬支。然而，由于造型工藝簡單，復(fù)合絕緣子的生產(chǎn)制造廠家可以根據(jù)需求調(diào)整模具在相同的絕緣高度或爬電距離的要求下制造出多種具有不同傘形結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。項目組前期的研究發(fā)現(xiàn)，具有不同傘形結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子（包括懸式和支柱）將具有不同的外絕緣性能（污閃和雨閃性能）。因此，通過某種手段進行傘形結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和選型，不但可以提升外絕緣設(shè)備的性能，保障電力供給的安全性，還可以通過節(jié)約原材料或絕緣距離有效提升工程設(shè)計和運行維護的經(jīng)濟性。項目組與中國南方電網(wǎng)有限責任公司、清華大學(xué)具有長期的深度合作，本項目的試驗研究均是在由上述兩家單位合作共建的特高壓工程技術(shù)（昆明、廣州）國家工程實驗室完成的。首先根據(jù)特高壓輸變電工程對于絕緣水平的要求，設(shè)計了三十余種具有不同傘裙結(jié)構(gòu)參數(shù)的復(fù)合絕緣子試品；其次，復(fù)合絕緣子的生產(chǎn)制造廠家根據(jù)設(shè)計結(jié)果進行試品研制；第三，以試品為研究對象在實驗室內(nèi)開展一系列的大量實驗研究，獲得關(guān)鍵實驗數(shù)據(jù)（閃絡(luò)電壓值），并采用多種方法對數(shù)據(jù)進行分析；最后，通過對比能夠反映產(chǎn)品外絕緣性能的實驗結(jié)果選出綜合性能優(yōu)異的試品，并以其傘裙結(jié)構(gòu)參數(shù)作為優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果。成果應(yīng)用：烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（簡稱昆柳龍直流工程）是國家特高壓多端直流示范工程，也是國家西電東送部署、推動構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系的世界級輸電工程。該工程采用混合直流輸電方式，直流額定輸電容量8000MW，額定電壓為±800kV，工程起點位于云南省昆明市祿勸縣昆北換流站，直流落點分別為廣西柳州市鹿寨縣柳北換流站和廣東省惠州市龍門縣龍門換流站，線路長度約1452km。項目組成員參與了“換流站站址污穢調(diào)查和預(yù)測以及外絕緣研究”工程前期專題研究，同時根據(jù)在特高壓工程技術(shù)（昆明）國家工程實驗室的實驗結(jié)果，給出了工程三個昆北、柳北和龍門換流站直流設(shè)備的外絕緣配置要求，并將傘裙優(yōu)化結(jié)果直接應(yīng)用于上述三個換流站直流設(shè)備的外絕緣設(shè)計中。

中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2021-05-10

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