高壓輸電線的經濟技術比較

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本文作者：黎抗生工作單位：水電部式漢高壓研究所

一、（略）

若要延長清掃周期或不清掃,則還需要很據運行經驗適當增加泄漏比距才能保證安全運行。將圖2、圖3畫在同一圖上則如圖4所示。由圖看出,同樣泄漏比距應用到清潔區和污穢區,其污閃跳閘率相差甚大。以泄漏比距為1.6厘米/千伏為例,污穢區污閃跳閘率比消潔區大13.2倍。說明這些地區新建線路時,污穢區和清潔區采用絕緣相同,是造成頻繁跳閘的根本原因。.02.22.4.2.6泄漏比足巨匣米/千了弋圖4土海、蘭州、西安110一220千伏線路清潔區和污穢區污閃跳閘率比較

二、人工清掃問題

清除絕緣子表面污穢曾是線路防污閃的基本方法之一,包括帶電清掃、仃電清掃、水沖洗等。目前,我國仍大量采用帶電或仃電清掃,水沖洗很有前途,正在逐步推行。本文著重分析帶電或仃電清掃。試驗結果和運行經驗都證明,當絕緣子表面清潔時,是不會發生污閃的。以110千伏線路為例,7片標準懸式絕緣子可耐受的污穢度為鹽密。.034毫克/厘米2,若加強人工清掃使絕緣子表面鹽密不超過此值,則這串絕緣子就不會發生污閃。由于人工清掃簡單易行,也比較直觀,因此在防污斗爭初期,國內外均獲得最廣泛的應用。我國五十年代初期,由于對加強絕緣認識不足,國內生產的防污型產品數量也少,因此,人工清掃曾作為一種基本的防污措施,對許多地區甚至是唯一的防污措施。然而,隨著污源的增加和電力系統的迅速發展,人工清掃的局限性就明顯的表現出來。1.可靠性不高,容易出現漏洞。人工清掃可靠性不高的原因,其一是清掃質量難以絕對保證,特別是大面積人工清掃,清掃合格率即使達到”%,則閃絡仍會在薄弱環節處發生。其二是對某些污源和惡劣的氣象條件,人工清掃是對付不了的。例如,對于帶有潮濕蒸汽和導電性化學物質的化工污穢氣體,即使是剛清掃過的清潔絕緣子串,也會引起閃絡。又如持續幾十小時的海霧入侵,或逆溫層復蓋下工業污穢地區持續數天的大霧,由于絕緣子表面污穢的積累效應足以使絕緣水平不高的絕緣子串發生污閃。此外,大風將鹽堿土復蓋在絕緣子表面,臺風將海水微粒吹到沿海線路,都是屬于絕緣子急劇污染的情形。若跟著來一次潮濕天氣,爬距小的絕緣子串很容易發生污閃。2.線路清掃工作量太多,勞動力安排不過來。隨著電力工業的迅速發展,維護人員的增長速度遠遠趕不上送電線路的增長速度。目前,多數地區的供電部門實際上不可能做到對線路每年清掃1一2次。3.工人勞動條件異常艱苦污閃事故具有明顯的季節特點,我國東北、華北、華東等地區污閃最嚴重的季節為2一3月份,因此,這些地區人工清掃多數安排在最嚴寒的冬季進行。對于超高壓線路如3:10一500千伏線路,線路長,桿塔高、絕緣子片數多,線路離市區遠、人工清掃非常困堆,侮年全線清掃1一2次是難以接受的。4.仃電損失十分驚人目前,各地的清掃工作多數還是在仃電中進行,每年由于仃電清掃造成的損失是十分驚人的。以220千伏線路為例,從圖5、圖6可以看出,根據清潔區和污穢區線路典型運行經驗,由污穢問題帶來的各項損失或費用中,仃電清掃造成的損失超過事故損失,:片居首位。

三、加強絕緣與人工清掃的經濟比較

以華東、西北、華北等220千伏線路的典型運行經驗為例,加強絕緣與人工清掃的經濟比較如圖5、圖6所示。圖中計及加強絕緣后,污閃跳閘率將降低、事故損失減少以及仃電\清掃次數降低,少售電損失減少等綜合情況。關于圖5、圖6的幾點說明:1.圖中220千伏線路加強絕緣后(泄漏比距增加到3.0厘米/千伏以下)均未考慮加大桿塔尺寸。(1)采用大爬距、小高度的防污絕緣子可以在不增大絕緣子串長的前提下,大大增加泄漏比距。例如:220千伏線路采用13片X評l一4。5防污型絕緣子代替13片X4.5標準型絕緣子,泄漏比距從1.65厘米/千伏增加到2.42厘米/千伏,保持串長不變。因此采用防污型絕緣子,可以解決大部分污穢區加強絕緣的問題。(2)線路絕緣子片數增加,串賓霧霆蜜默糯粼黔-3一每百公里年污閃跳閘造成國民經濟報頭竇爵誤瑞絮盅吸資”母叫令隨、以次2.32.4泄漏比距匣米/千伏圖5220千伏清潔區線路由污穢問題弓l起的各項費用和損失對比圖長也增加,會使雷擊間隙閃絡率增加。但增加絕緣后,沿絕緣子串路徑的耐雷水平將顯著提高,會大大降低沿絕緣子串的雷擊閃絡率。目前,我國一般220千伏線路間隙裕度較大,絕大部分雷擊跳閘是由于沿絕緣子串路徑雷擊閃絡引起的。例如,對東北、華東、武漢、陜西幾個地區110一220千伏線路運行67500公里年的調查結果,絕緣子串的閃絡率為。.3川次/百公里年,而空氣間隙則為。,。‘63次/百公里年,前者是后者1一由污穢問題引起的每百公里年總損失Zse每百公里年停電清掃少售電損失每百公里年污閃跳閘造成國民經濟損失4一每百公里年人工清掃費用5一每百公里年J曾加絕緣子投資費用(虔線部分)考慮泄漏比距超過3.。厘米/千伏以后,需要增大桿琪尺弓•引起總費用,%.劇增加加加》泄漏比距厘米/l一伏圖6220千伏沁穢區線路以J才虧穢]、IJ早還引小!的各項卿用和拐失對卜匕圖的5.銘倍。可見,目前桿塔絕緣的薄現點不在間隙而在絕緣子串。文〔6〕加強絕緣正好彌補了線路耐雷的薄弱環節,對線路防雷也有好處。因此,.我國硯有的大多數線路入絕緣子.串長增加20一功%,從防雷的觀點來說,是不必加大桿塔尺一d‘的。各地運行經驗證明,2功千伏線路絕緣子從13片增加到16片(16片xw,一”.5絕緣子串泄漏比距達到2.98厘米‘千伏)均沒有加大桿塔尺寸,雷擊跳閘率也沒有明顯增加。(3)國外有大量污穢區送電線路增加絕緣子片數,串長增加20一30%,而原用桿塔不變.運行效果良好。.當然,增大串長也會帶來有些線路對地距離不夠等問題。一般在增加串長使污閃事故率下降帶來的利益超過增加串長造成的其他損失的條件下,則可采取增加絕緣子片數的措施。2.隨著新塑桿城結構的出現,為了降低桿塔造價,間隙裕度必定會減少,對絕緣子串長亦將有所限制。因此,今后應推廣使用大爬距,小高度的防污型絕緣子,提高絕緣子單位高度的泄漏距離,以適應線路防污的需要。3.關于線路加強絕緣以后,雷擊事故會不會轉移到變電站的問題。目前結論是線路加強絕緣不會影響變電站的防雷保護。變電站防雷保護是由進線保護和避雷器保護構成的,線路加強絕緣并沒有改變變電站的防雷保護方式,所以不會影響其防雷效果。理論分析和實測都說明,變電站避雷器放電后’,加到被保護設備上的雷電振蕩波的幅值取決于侵入波的陡度和避雷器到被保護設備之間的距離,而與侵入波的幅值無關。增加線路絕緣后,線路絕緣子串的反擊率將降低,從而使避雷器動作次數減少,對變電站是有利的。即使發生反擊,入侵波的幅值有所增加,但陡度不變。因此,避雷器動作后,加到被保護設備上的雷電振蕩波的幅值還是不變。所以,線路加強絕緣對變電站防雷沒有什么壞處。4.線路加強絕緣后,大大提高了污穢絕緣子抵抗工頻電壓和操作過電壓同時作用、污穢絕緣子抵抗工頻電壓和大氣過電壓同時作用的能力;降低了每片絕緣子承受的工作電壓,從而降低絕緣子的老化率;同時在整個運行期間,增加了線路的絕緣裕度,增強了對其它意外事故的抵抗能力。對圖5、圖6的簡單分析:、i)由圖5看出,清潔區采用泄漏比距為2.04厘米/千伏時獲得最佳經濟效果。這和現行規程規定清潔區采用泄漏比距為1.6厘米/千伏有較大出入。(2)無論清潔區還是污穢區,污閃跳閘率在0.02次/百公里年以下時,才獲得良好的經濟效果。(3)由污穢問題引起的各項損失中,仃也清掃造成的損失占居首位。而圖中仃電清掃的損失只計算售電價格。若還要計及由于仃電造成國民經濟其它部門的經濟損失,則仃電清掃的損失還將成倍地增加。從獲得最佳經濟效果著眼,今后各地都應盡量不采用仃電清掃,而用其它較為經濟的防污措施來代替。(4)對于污穢區,采用泄派比距小于2.04厘米/千伏是極不經濟的。若將污穢區絕緣加強到不用清掃而能安全運行,又無需增大桿塔尺寸,則可以獲得最佳經濟效果。若絕緣已經加強到2.98厘米/千伏,還需要定期潔掃才能保證安全運行的,則這種地區一肯定是屬于鹽密超過0.25毫克/厘米’的特污區,宜采用臘類涂料絕緣子。(5)由污穢問題引起的總損失中,最主要的是仃電清掃少售電損失和污閃跳閘損失兩項。要獲得良好的經濟效益,必項把這兩項損失降下來,適當增加泄漏比距是降低這兩項損失的經濟而有效的辦法。特別是采用大爬距小高度的防污型絕緣子,在串長增加不名的條件下,泄漏比距可以大大增加,經濟效果十分顯著。因此,在污穢區推廠‘使用造型良好的防污型絕緣子,具有很大的經濟意義。

四、幾點意見

1.技術經濟比較結果表明,220千伏送電線路可接受的污閃跳閘率為0.02次/百公里年。2.目前,我國許多地區清潔區發生污閃的主要原因是一部分污穢區采用了清潔區的絕緣水平,將這部分污穢區劃出去,就可以大大降低清潔區的污閃跳閘率。3.污穢區(包括中等污穢區和重污區)應普遍推廣運行效果好的大爬距小高度防污塑絕緣子,如XWI一4.5型等。應延長清掃周期,縮小清掃范圍,保證清掃質量,清掃合格率應在99.998%以上(即百公里年線路清掃后弱點不超過0.02串)。4.仃電清掃費用驚人,今后應盡量避免。5.對特污區(特別是海鹽污穢區及化工污穢區)以采用防污型絕緣子加強絕緣同時涂臘類涂料為宜。6.劃分污穢等級應以運行經驗為基礎,其中特別重要的是要考慮現有線路的污閃跳Itel率。污級劃分是否恰當,可用運行中污閃跳閘率是否超過0.02次/百公里年來校核。7.從獲得最佳經濟效果出發,今后新建線路的設計原則應是:線路長期不清掃,污閃跳閘率一般應控制在0.02次/百公里年以下。