复合绝缘子外绝缘设计方法

　　在直流电压下，线路悬式绝缘子外绝缘如何选择是目前我国直流特高压输电工程建设面临的关键问题。我国特高压直流输电工程建设在即，虽然国内外对复合绝缘子的直流污闪特性进行了一系列的研究，但是特高压直流复合绝缘子的选择导则还没有，国际上IEC60815标准正在修订，直流输变电工程外绝缘选择导则将列入议程，导则的出台还有待时日，不能满足我国工程建设的急需。到目前为止，还未有关于直流电压下复合绝缘子外绝缘选择导则基础问题的研究报道，因此迫切需要对相应的问题开展深入系统的研究。

　　l 外绝缘设计方法

　　1.1 经验法

　　对于待建的直流输电工程，根据现有的直流输变电工程的高压绝缘子爬电比距确定其外绝缘水平。此法的优点是与已建的直流输电工程运行经验相符;局限性是在确定外绝缘水平时，两条线路的污秽情况要相同或近似，且要求已建工程的绝缘子的爬电比距要适当。此法一般不直接用来进行设计，常用来对设计结果进行验证考核。

　　1.2 爬电比距法

　　此法先要划分污区，再根据污区等级确定爬电比距。对于待建的直流输电工程，可根据邻近已有的交流输电线路的绝缘子比距确定其外绝缘水平。由于直流电压下复合绝缘子有静电吸尘作用，直流电压下绝缘子积污高于交流积污，此外，在相同积污条件下复合绝缘子的直流污闪电压低于交流，因此设计中直流的爬电比距都应大于交流。以线路为例，根据葛一南线的实际运行经验，相同环境条件下，500 kV直流绝缘子的爬电比距应不小于交流绝缘子爬电比距的2.0倍。其不足之处是交、直流爬电比距的转换系数的确定是经验性的，缺乏科学依据，还需继续积累直流电压下的运行经验。另外，同一自然环境中的直、交流绝缘子的表面积污状况是不同的，因此同一地区交、直流输电线路对应污区的级别是不相同的，需要作污区等级修正，否则就没有可比性。在确定直流绝缘子的比距时，相邻交流绝缘子的比距要适当。不同类型交流绝缘子有效爬距的差异也会

　　影响直流线路绝缘配置的可靠性。

　　1.3 污耐压法

　　根据试验获得实际复合绝缘子在不同污秽程度下的耐污闪电压，使选定的绝缘子串的耐污闪电压大于该线路的*大运行电压，且留有一定的安全裕度，这种方法和实际绝缘子的污耐受能力直接相联系，是一种较为理想的绝缘子串长的确定方法。局限性是：需做大量的实验，特别是实际线路可能选用的绝缘子的污闪实验，对特高压直流输电线路要作大吨位绝缘子的污闪试验。污耐受法是先施加恒定电压后再开始湿润过程，这和系统中运行的污秽绝缘子的工作状态相一致。该法存在人工污秽与自然污秽等价性的问题，解决该问题有两种思路：一是通过对运行线路及自然污秽试验站绝缘子积污规律的研究，可使得人工污秽的附灰密度，污秽分布的不均匀状况以及盐的种类尽可能的与自然污秽等价;另一种是研究清楚附灰密度、污秽分布的不均匀状况以及盐的种类等因素分别对污闪电压的影响，求出影响系数，对常规人工污秽试验结果进行修正。污耐受法是线路绝缘子串长设计的理想方法，故需积累经验，大力推广。

　　比较上述3种方法，前两种都是经验性的，不能反应复合绝缘子形状的影响，而大量实验表明，绝缘子的形状对耐污闪能力有很大影响。污耐受法是和实际绝缘子的耐污闪能力紧密相连的，美、日等国主要采用污耐受法，我国应大力加强此方法的研究。文中重点讨论利用污耐受法选择绝缘子所涉及的关键问题。实际设计过程中可根据污耐受法选择绝缘子及其串长和片数，再根据经验法和爬电比距法来校核，通过3种工程设计方法，可互相验证设计结果的合理性和可靠性。

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