摘要：特高压交、直流输电网除了能实现电能大规模和远距离输送的需求外，还可以大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性，具有显著的社会、经济效益。从系统发展来说，采用特高压交流输电技术不仅可以减少线路回数，节省输电走廊，而且可使电网更加坚强，有利于解决短路电流过大而超过开关容量极限的问题。另外，通过对特高压工程所需的主要输变电设备的技术参数、生产条件和生产能力的调研，可以认为国内外研制生产的特高压输变电设备的技术水平和供货能力可满足我国特高压输变电工程建设的需要。本文分析特高压输电技术及设备应用于工程相关内容。
关键词：特高压输电技术；设备；应用工程
随着我国电网建设的发展，输电线路数量不断增多，输电线路走廊将日益紧张，由此必将带来交直流输电线路同走廊、直流输电线路导线多种排列方式、多回直流输电线路同杆架设等新问题。
一、特高压输电技术
1.防雷保护以防绕击为主。雷电绕击导线的概率和保护角有很密切的关系，避雷线保护角越小，绕击概率越低。减小保护角是降低输电线路雷电绕击跳闸率的一个有效措施，尤其是对于建在山区的线路。降低杆塔的冲击接地电阻，加强避雷线的接地效果。为降低输电线路的雷击闪络率，还要加强运行维护工作，及时检测和更换零、低值绝缘子，对接地装置的接地电阻值和腐蚀状况定期检测、及时检修。建议尽快研制特高压直流可控避雷器，对于防止雷击故障有一定效果。
2.绝缘子检修的相关流程。绝缘子在输电线路中是不可缺少的绝缘控件，其是决定架空输电线路绝缘性能强弱的重要因素。此外，绝缘子可以避免输电线路在电能传输中出现漏电现象，维持了输电运行的安全性。详细的操作流程如下：一是检测。绝缘子在输电线路中是一种小体积的装置，但其需要检修的内容是多方面的。电力人员在检测时需涉及到的内容有：连接金属销的脱落、锈蚀，瓷质绝缘子的开裂、受损等。检查的重点在于绝缘子自身质量是否完好，对出现损坏的绝缘子应作为检修的重点对象。二是清理。将绝缘子上面的杂质清理干净可保持其绝缘性能，如：灰尘、冰块等。清理过程中要注意安全作业，为了安全起见，在清理时主张停电清理，如：清理玻璃绝缘子时切断电源，可结合适量的清洁剂将绝缘子表面清理干净。三是更新。使用的新产品必须经过详细的质量检查，确保质量合格后才能运用到输电线路中。如：对瓷绝缘子的绝缘电阻则选择5000V绝缘摇表完成检测，保证电阻值超过500MΩ。安装过程中要保护导地线以防脱硫，如：绝缘子串钢帽、绝缘体、钢脚应在同一轴线上。四是验收。考虑到状态检修的质量问题，在安装完成后要对绝缘子性能实施检测，确保绝缘子的正常使用。验收工作应根据电力输电安装标准逐一检查，对绝缘子的安装位置、安装数量、线路连接等情况全部检查到。对验收中出现的问题，技术人员也应及时采取措施处理。
3.采用V型、倒V、耐张串等有助于减少绝缘子串覆冰闪络的布置形式。覆冰较重的区段也可采用大盘径空气动力型绝缘子和传统钟罩形绝缘子交叉配置的方式（插花串），双联串应增大串间距。在多次发生舞动的线路区段应加装防舞动装置，减少脱冰舞动对线路设备的影响。输电线路维修期间，对于受损程度严重的导地线则应采取切断处理的方法，然后再将导线重新连接使用。遇到下列情况时应将导地线切断处理，如：导线受损范围大于补修管维修范围，钢芯、内层铝股产生巨大的变形而难以修复时，这些情况都要求技术人员对导地线进行切断处理。
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4.输电线路视频监控是通过在施工点附近、人口密集区、林区、开发区、交通繁忙区等危险地点安装线路视频监视装置，实时监视、记录这些危险地点的环境情况，及时发现违章和危及线路安全运行的行为，并及时制止，避免造成事故。同时可观察和记录线路覆冰、覆雪等过程。输电线路视频监控系统可实时观测线路和杆塔状况，同时该系统的介入对线路的运行不构成影响，有利于掌握线路和杆塔状态，对于提高运行的可靠性有积极的作用，考虑到其成本及在恶劣天气条件下（毛毛雨、雾、覆冰等）的观察效果，在线路关键位置和特殊恶劣环境条件的杆塔上（如2个大跨越杆塔）可装设视频监控系统，积累运行数据。
二、输变电设备应用于特高压工程分析
1.变电设备。
（1）变压器。至20世纪90年代初期，由于政治原因和经济衰退，1150kV线路在运行5年后降压至500kV运行。特高压变压器高中低绕组额定电压分别为 ，从我国现有变压器厂的生产条件和技术能力来看，通过500kv和750kv变压器的研制和生产，已具备了研制特高压变压器的技术基础和条件，当前应着重进行技术攻关，重点进行大容量单相自藕变压器的漏磁场研究、特高压套管及柱间高电位连线绝缘结构研究等，选择有条件的变压器制造企业研制试验模型。对各主要元件和性能进行试验研究，在此基础上研制一台原型特高压变压器，与已建设成的特高压试验线段配套建成特高压输变电设备试验考核基地，进行各项性能试验和长期带电运行考核。
（2）开关设备。特高压输电需提高断路器断口电压，同时要求灭弧室能开断大的短路电流。常规式特高压断路器除前苏联在早期曾采用压缩空气断路器以外，美国、日本、意大利等国均采用SF6断路器。对性能先进的特高压断路器来说，要求断口数为双断口，单断口电压达到550kV以上，开断电流达50/63kA，开断时间在2周期以内。
2.输电线路设备
（1）绝缘子设备。特高压输电线路的绝缘子要求更高的机械强度、良好的电气性能和防污秽性能，同时考虑到特高压线路绝缘子串更长，检测和更换极不便利，因此要求有更高的运行可靠性。其中，瓷绝缘子可生产普通型，钟罩双伞型、三伞型；玻璃绝缘子可生产普通型、钟罩型；合成绝缘子已有多家单位研制完成750kV线路合成绝缘子，一旦特高压工程需要，便可满足特高压输电工程对绝缘子设备的需要。当前需开展的工作是加强防污性能优良的大吨位瓷绝缘子、玻璃绝缘子的研究和400-820kN级大吨位合成绝缘子的开发。
（2）导线、金具与杆塔。特高压线路的导线应满足输送容量、机械荷载和电磁环境等方面的要求。前苏联是采用8x33mm2导线，意大利试验推荐值是8x56mm2，日本采用的是8x810mm2。各国取值不同，主要是线路所经区域的环境条件不一样以及对电磁环境的要求不一样的缘故。从国内外的试验结果来看，当采用分裂直径为1m以上的大截面导线后，特高压线路的地面静电感应水平可控制在与500kV线路相当的水平，无线电干扰水平甚至可小于500kV输电线路，可听噪声可在标准规定的允许范围内。目前，国内有一部分企业通过改进设备和技术改造，已具备生产以600-1400mm2大截面导线的能力，部分产品已应用于三峡电厂、二滩电厂等电力输出工程中。
为了建好国家特高压输电工程，需要开展大量的特高压试验研究和特高压设备考核测试工作，国家电网公司特高压交流试验基地和直流试验基地的建立为我国特高压交流试验示范工程和直流示范工程提供了一流的试验及测试平台。
参考文献：
[1]张文亮．特高压输变电用绝缘子技术和经济可靠性分析[J]．高电压技术，2014，30（3）：22-25．
[2]李光范，车文俊，李鹏．特高压输变电设备[R]．北京：中国电力科学研究院，2014．
[3]刘振亚．特高压交流输电技术研究成果专辑[M]．北京：中国电力出版社，2016．
论文作者:张魁,张冠男,王江波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/9
标签：绝缘子论文; 线路论文; 特高压论文; 导线论文; 设备论文; 杆塔论文; 性能论文; 《电力设备》2016年第16期论文;