Page 30 - 电力与能源2023年第二期

124 孙 振，等：1 000 kV 特高压线路中绝缘子片数的确定

表 2 污耐压法按工频电压要求的绝缘子串片数 表 3 单、双串结构的 U 50% 比较（污秽度 E SDD /N SDD 为
-2
0.1/0.4 mg·cm ）
污秽等级/ ESDD/ 片数/
绝缘子型号
（mg·cm ） （mg·cm ） 片 同型号双串
‑2
‑2
片数/
c 级（0.05~0.10） 0.10 54 型 式 单串 双串 450 mm U 50% /
300 kN 普通型 片
d 级（0.10~0.25） 0.25 75 单串 U 50%
CA‑590 XP 3 ‑160 25 242.5 232.5 0.96
e 级（>0.25） 0.30~0.35 80~85
c 级（0.05~0.10） 0.10 52 XWP 2 ‑160 25 256.5 237.0 0.92
300 kN 普通型 XWP 5 ‑160 25 277.5 247.2 0.89
d 级（0.10~0.25） 0.25 65
FC300
e 级（>0.25） 0.30~0.35 68~70 表 4 双串间距对 U 50% 的影响（污秽度 E SDD /N SDD 为
c 级（0.05~0.10） 0.10 48 -2
400 kN 普通型 0.1/0.4 mg·cm ）
d 级（0.10~0.25） 0.15 63
CA‑596 片数/
e 级（>0.25） 0.30~0.35 66~69 项 目 450 mm 550 mm 650 mm
片
c 级（0.05~0.10） 0.10 41
530 kN 普通型 U 50% /kV 232.5 258.0 247.5
d 级（0.10~0.25） 0.25 52 25
CA‑597 U 50% 相对值 0.94 1.04 1.00
e 级（>0.25） 0.30~0.35 54~56
c 级（0.05~0.10） 0.10 51 究其原因，双Ⅰ串受邻近效应的影响，更易形成放
300 kN 双伞型
d 级（0.10~0.25） 0.25 66
XWP‑300 电通道以致击穿。双Ⅰ串的间距为 600 mm 时可
e 级（>0.25） 0.30~0.35 71~76
c 级（0.05~0.10） 0.10 39 有效防止邻近效应，故推荐双Ⅰ串与单Ⅰ串采用
300 kN 三伞型
d 级（0.10~0.25） 0.25 49 相同的绝缘配置。
CA‑876
e 级（>0.25） 0.35 52~55
2.3.2 V 型串绝缘子串型修正
c 级（0.05-0.10） 0.10 46
420 kN 双伞型 V 型串的积污特性仅为 I 型串的 85% 以下，
d 级（0.10~0.25） 0.25 54
XWP‑420
e（>0.25） 0.30~0.35 57~59 明显优于 I 型串。由于使用的绝缘子片数减少，杆
c（0.05-0.10） 0.10 38
400 kN 三伞型 塔高度降低，从而压缩了线路走廊，减少了工程造
d（0.10~0.25） 0.25 46
CA‑878 价，在技术经济比较中 V 型串比 I 型串更值得推
e（>0.25） 0.30~0.35 49~51
c（0.05~0.10） 0.10 38 荐。考虑留有裕度，建议工程设计中Ⅴ型串与Ⅰ
530 kN 三伞型
d（0.10~0.25） 0.25 47
CA‑879 型串片数维持一致。
e（>0.25） 0.30~0.35 50~52
2.3.3 多串并联条件对绝缘子污闪电压的影响
型瓷、玻璃绝缘子，其爬电距离利用效率更高。这 单串绝缘子串的污秽闪络概率通过绝缘子的
也充分说明在进行线路污秽外绝缘设计时，应考 50% 放电电压 U 50% 和标准偏差 σ 表示：
虑绝缘子爬电距离有效系数，而不能完全依靠绝 U é 2 ù
1 ê ê ê 2( ) ú ú
1 u - U 50%
缘子的几何爬距。 P ( u )= ∫ exp ê- ú ú du （5）
ê ê
σ 2π -∞ ë σU 50% û
2.3 悬垂绝缘子串片数修正
式中 U——绝缘子的运行电压；u——绝缘子的
2.3.1 双 I 串绝缘子片数
耐受电压。
双Ⅰ串绝缘子的污耐压值小于单Ⅰ串绝缘子
计算某一污秽度及设计运行电压下绝缘子串
的污耐压值。25 片 XP 3-160 绝缘子单串、双串结
的耐受电压时，采用 3 倍标准偏差 3σ，即单片绝缘
构的 500 kV 线路 U 50% 试验结果见表 3。双串间距
子的耐受电压为
对 U 50% 的影响如表 4 所示。由此可见当双串间距
U 0 = U 50% (1 - 3σ ) （6）
550 mm 即双串绝缘子净距 270 mm 时，其 U 50% 为 单串绝缘子串的闪络概率 P 1 为 0.135%。多
单串绝缘子 U 50% 的 1.04 倍，且能有效防止双联绝 串绝缘子的闪络概率 P n 为
缘子串间的串弧、跳弧现象。 P n = 1 -(1 - P 1 ) n （7）
双Ⅰ串的污耐压值较相同污秽度下单Ⅰ串污 式中 n——并联串数。
耐压值而言，降低 4%~11%，即在相同污秽度下， 多串并联绝缘子串的闪络概率相对单串会有
双Ⅰ串的片数较单Ⅰ串的片数应增加 4%~11%。 所增加。以 4 串绝缘子并联为例，为不降低安全