1、2022-8-51课程内容课程内容第七章第七章 高压直流输高压直流输电电线路线路2022-8-52第第3节节 直流输电架空线路绝缘子选型及片数确定直流输电架空线路绝缘子选型及片数确定1 1）直流绝缘子分类）直流绝缘子分类 用于架空交直流输电线路的绝缘子主要有三种材质的绝缘子，瓷用于架空交直流输电线路的绝缘子主要有三种材质的绝缘子，瓷质、玻璃、复合，如图。质、玻璃、复合，如图。应用较广，但劣化率较高，逐步淘汰应用较广，材质优，自爆明显，机械电气强度够。应用逐步广泛，材质轻，性能优，少维护，但老化率存在。1 1、绝缘子选型、绝缘子选型2022-8-532 2）高压直流绝缘子参数）高压直流绝缘子参数
2、防污型大盘径、大爬距、长短交错防污型大盘径、大爬距、长短交错2022-8-542022-8-551 1）在同样条件直流绝缘子比交流绝缘子）在同样条件直流绝缘子比交流绝缘子更易受到污染更易受到污染。在实验室内。在实验室内进行的对比试验表明：直流电压下的污染度约为交流电压下的两进行的对比试验表明：直流电压下的污染度约为交流电压下的两倍。但在室外试验场进行的观测表明：两者相差没有这样大，这倍。但在室外试验场进行的观测表明：两者相差没有这样大，这是雨水冲刷和风吹等因素的影响。是雨水冲刷和风吹等因素的影响。2 2）在交流下，绝缘于表面各点的污染度是比较均匀的；在直流下，不）在交流下，绝缘于表面各点的污染
3、度是比较均匀的；在直流下，不但总的污染度大于交流，而且绝缘子但总的污染度大于交流，而且绝缘子下表面下表面的污染度要比的污染度要比上表上表面大得多面大得多。就全串而言，导线侧各元件污染最严重，接地侧各。就全串而言，导线侧各元件污染最严重，接地侧各元件次之，中间部分各元件的污染度最小。元件次之，中间部分各元件的污染度最小。3 3）高压直流绝缘子与交流绝缘子特点比较）高压直流绝缘子与交流绝缘子特点比较3 3）正极正极性导线的绝缘子串要比性导线的绝缘子串要比负极负极性导线的绝缘子串吸附性导线的绝缘子串吸附更多的污更多的污秽秽，这反映了污染特性中的极性效应。，这反映了污染特性中的极性效应。2022-8-
4、564 4）绝缘子的直流）绝缘子的直流耐压耐压随污染度的增大而随污染度的增大而降低降低，而且比交流，而且比交流下降得更多下降得更多。在同样条件下，绝缘子串的负极性直流闪络电压约比正极性时低在同样条件下，绝缘子串的负极性直流闪络电压约比正极性时低10%10%2020，所以通常取负极性作为耐压试验条件。，所以通常取负极性作为耐压试验条件。5 5）直流绝缘子）直流绝缘子电解腐蚀电解腐蚀现象。电蚀导致绝缘子损坏，是由两方面过程所致：现象。电蚀导致绝缘子损坏，是由两方面过程所致：a:a:钢脚变细，导致绝缘子的机械强度大幅度下降；钢脚变细，导致绝缘子的机械强度大幅度下降；b:b:电蚀生成物在体积上的膨胀导
5、致瓷体破裂。电蚀生成物在体积上的膨胀导致瓷体破裂。解决办法：最通用的办法是在钢脚上加锌套，它一般可使直流绝缘子解决办法：最通用的办法是在钢脚上加锌套，它一般可使直流绝缘子 的寿命延长一倍左右。的寿命延长一倍左右。6 6）直流绝缘子的结构型式一般均为耐污型，即具有较长的表面泄漏距离，）直流绝缘子的结构型式一般均为耐污型，即具有较长的表面泄漏距离，以利于缩短绝缘子串的总长度。美国的研究表明：理想的直流绝缘子以利于缩短绝缘子串的总长度。美国的研究表明：理想的直流绝缘子的的泄漏距离泄漏距离L L与高度与高度H H的比值范围的比值范围约为约为2.52.53.03.0（普通交流绝缘（普通交流绝缘子为子为2
6、.02.0左右）。此外，直流绝缘子还应具有良好的左右）。此外，直流绝缘子还应具有良好的自浩性能自浩性能。2022-8-57 直流线路绝缘子的工作条件与技术要求和交流线路绝缘子不同：直流线路绝缘子的工作条件与技术要求和交流线路绝缘子不同：集尘效应强、污闪电压低、老化快、钢脚的电腐蚀严重等等。集尘效应强、污闪电压低、老化快、钢脚的电腐蚀严重等等。因而一种性能良好的交流绝缘于不一定就是好的直流绝缘子。因而一种性能良好的交流绝缘于不一定就是好的直流绝缘子。结论：结论：2022-8-5832 2、绝缘子片数确定、绝缘子片数确定绝缘子片数确定步骤绝缘子片数确定步骤：绝缘子片数受污秽情况下的正常电压控制，绝
7、缘子片数受污秽情况下的正常电压控制，按污秽条件选择按污秽条件选择绝绝缘子片数后，再按缘子片数后，再按操作过电压进行校验操作过电压进行校验。大气过电压用来估计已选定绝缘水平的线路的耐雷性能，仅在个大气过电压用来估计已选定绝缘水平的线路的耐雷性能，仅在个别高塔、大跨越和需要提高耐雷水平的情况下，适当考虑耐受大气过电别高塔、大跨越和需要提高耐雷水平的情况下，适当考虑耐受大气过电压的需要，酌情增加绝缘子片数。压的需要，酌情增加绝缘子片数。为了为了按污秽情况合理配置线路的绝缘水平按污秽情况合理配置线路的绝缘水平，必须收集污秽测试资，必须收集污秽测试资料和污区分布图，划分污秽级别料和污区分布图，划分污秽级
8、别 直流污秽级别确定：直流电场对周围尘粒吸附作用，由此直流线路的直流污秽级别确定：直流电场对周围尘粒吸附作用，由此直流线路的污秽水平要比交流高，通常对照交流线路污秽分布进行修正来划分，通常污秽水平要比交流高，通常对照交流线路污秽分布进行修正来划分，通常直流的爬电比距取同一地区交流比距的的直流的爬电比距取同一地区交流比距的的2022-8-59地区类别地区类别适用范围适用范围泄漏比距（泄漏比距（cm/kVcm/kV）交流线路交流线路acac直流线路直流线路dcdcdcdc/acac1 1洁净地区洁净地区林区、农村林区、农村1.61.62.22.21.381.382 2一般地区一般地区工业区外围、远
9、离海工业区外围、远离海岸处岸处2.32.34.04.01.741.743 3污秽地区污秽地区工业区、滨海区工业区、滨海区3.03.05.25.21.731.734 4严重污秽地严重污秽地区区化工厂、火电厂附近化工厂、火电厂附近4.04.07.07.01.751.75交直流线路绝缘子的泄漏比距交直流线路绝缘子的泄漏比距除除1 1类地区外，类地区外，dcdc与与acac基本上都满足。因此可把交流线路的泄基本上都满足。因此可把交流线路的泄漏比距换算为对地电压的对应值，然后用于直流线路。漏比距换算为对地电压的对应值，然后用于直流线路。2022-8-510n选定选定dcdc后，按下式确定绝缘子片数：后，
10、按下式确定绝缘子片数：n式中式中 l l 一片绝缘子的表面几何泄漏距离（一片绝缘子的表面几何泄漏距离（cmcm）；）；n U Udcdc线路额定直流电压（线路额定直流电压（kVkV）。dcdcUnl4 5003754.5n例：例：某某500kV500kV直流输电线路，采用直流输电线路，采用CACA735EZ735EZ型直流瓷质绝缘子，用于一型直流瓷质绝缘子，用于一般地区，求一串绝缘子中的绝缘子片数。般地区，求一串绝缘子中的绝缘子片数。2022-8-511 直流线路的实际运行经验还表明：在大气严重污秽的地区直流线路的实际运行经验还表明：在大气严重污秽的地区(例如海边或某例如海边或某些工业区些工业
11、区)，单单靠增大泄漏比距往往不能使泄漏电流减小到足够低的水平，单单靠增大泄漏比距往往不能使泄漏电流减小到足够低的水平，还需要采取一些其他辅助措施以减小泻漏电流。例如：还需要采取一些其他辅助措施以减小泻漏电流。例如：3 3、绝缘子加强绝缘辅助措施：、绝缘子加强绝缘辅助措施：1 1）涂硅脂）涂硅脂。在绝缘表面涂上硅脂，能使其绝缘性能显著改善。泻漏电流。在绝缘表面涂上硅脂，能使其绝缘性能显著改善。泻漏电流大大减小，囚为这种材料具有憎水性和埋置外来固体微粒的特性，从而能阻大大减小，囚为这种材料具有憎水性和埋置外来固体微粒的特性，从而能阻止连续导电层的形成。止连续导电层的形成。不足：不足：当所埋微粒达到
12、某一饱和状态时，硅脂将突然丧失其限制表面当所埋微粒达到某一饱和状态时，硅脂将突然丧失其限制表面电导的性能。所以，涂层必须定期清除和更换，其周期可为数月到数年，这电导的性能。所以，涂层必须定期清除和更换，其周期可为数月到数年，这取决于该地区的污秽程度。取决于该地区的污秽程度。2022-8-512 2 2）加强停电清洗或带电清洗）加强停电清洗或带电清洗。美国。美国400kv400kv太平洋联络线的南段太平洋联络线的南段(该地区雨水较少、干燥期较长该地区雨水较少、干燥期较长)，投运后曾因汽车废气污染而导致频繁，投运后曾因汽车废气污染而导致频繁的污闪，后来采取补救措施，除将绝缘子从的污闪，后来采取补救
13、措施，除将绝缘子从2727片增加到片增加到3030片，使泄漏比片，使泄漏比距增大为距增大为3.43cm3.43cmkVkV外，还把绝缘子的清洗周期缩短到外，还把绝缘子的清洗周期缩短到6060天左右。天左右。3 3）在某些工程中，当污染特别严重）在某些工程中，当污染特别严重，气候又特别恶劣时，还曾试，气候又特别恶劣时，还曾试用用“降压运行降压运行”这样的应急措施来避免污闪事故的发生。这样的应急措施来避免污闪事故的发生。显然，上述几种辅助措施都会给运行单位带来麻烦，而且它们的作显然，上述几种辅助措施都会给运行单位带来麻烦，而且它们的作用也是有限的。所以，在建设直流输电工程时，应注意把换流站站址和用也是有限的。所以，在建设直流输电工程时，应注意把换流站站址和线路路径选得离工业区和其他染源远一些。线路路径选得离工业区和其他染源远一些。2022-8-513谢谢大家！谢谢大家！2022-8-514
