摘要：本文通过对某电厂500kV厂内架空线路设计文件的分析，为了提升线路绝缘裕度，提出了设计优化建议。通过对国内各类检修规范、方法及要求的综合分析，提出了相应的检修策略和方法。
关键词：架空线路；绝缘裕度；建议
1概况
1.1杆塔的设置
某电厂500kV构架向南出线后设置#1双回路终端塔（SDJ66-30.0），线路向西走线设置#2双回路分支塔（SDJ66-30.0），左分支左转至该电厂2号汽机，右分支左转至#3单回路终端塔（DJ66-30.0），#3单回路终端塔接至该电厂1号汽机。
1.2导线的配置
导线选用JL/LB20A-630/45型铝包钢芯铝绞线，4分裂，最大使用应力3.98N/mm2，安全系数4.0，平均运行应力为43.19 N/mm2。四分裂子导线按方形四角布置，分裂间距450mm。地线采用JLB40-150铝包钢绞线, 最大使用应力136N/mm2，安全系数4.5，平均运行应力为122.4 N/mm2。
1.3绝缘的配置
（1）根据厂址参数，要求全线按IV级污区进行绝缘配置,泄漏比距为3.1cm/kV（最高工作线电压）；
（2）耐张塔耐张串均采用U300BP/195D-2防污型瓷绝缘子（单片爬电距离600mm），e级污区段采用2×33片，泄漏比距3.6cm/kV；
（3）500kV开关站和1号、2号汽机进出线档采用2×38片60kN、防污型瓷绝缘子U160BP/155D（单片爬电距离450mm），泄漏比距3.1cm/kV；
（4）承力塔的跳线串采用额定荷载120kN的合成绝缘子FXBW-500/120-3，泄漏比距2.9cm/kV；
（5）1号、2号汽机架构侧地线采用U70CN型瓷绝缘子，以方便线路与开关站、汽机接地网之间有一个明显的断点。
表一主绝缘子的主要尺寸及特性
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表二地线绝缘子的主要尺寸及特性
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2外绝缘及防污闪
2.1外绝缘研究分析
根据山东电力系统污区分布图（2011年版）显示，我公司所处区域的污秽等级为e级污区。该电厂500kV架空线路外绝缘配置如表三所示：
表三电厂500kV架空线路外绝缘配置
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由上可知，该电厂架空线路瓷绝缘子的爬电比距均符合Q/GDW152-2006《高压架空线路和变电站污区分级与外绝缘选择标准》的要求。U300BP/195D-2绝缘子爬电比距裕度较大，U160BP/155D型绝缘子爬电比距为31.09mm/kV,刚好符合设计要求，裕度较小。但FXBW-500/120-3型复合绝缘子的爬距为29.09 mm/ kV，鉴于复合绝缘子橡胶外套材料的憎水性，它在污秽条件下的性能优于传统的瓷或玻璃绝缘子，但各国对复合绝缘子的爬距选取仍采取慎重的态度，其爬电比距仍应按IEC60071-2选取，即应该与玻璃或瓷绝缘子的爬电比距31mm/kV相同（来自于《高压电气设备防污闪-技术手册》中对污秽条件下复合长棒形绝缘子外绝缘的要求）。因此，该电厂500kV架空线路复合绝缘子的爬电比距相对较小。
2.2国内相关反措对于500kV架空输电线路防污闪的要求
国家电网公司《十八项电网重大反事故措施（试行）二○○五年六月十四日》第7项之防止电力设备污闪事故中要求：“新建和扩建输变电设备的外绝缘配置应以污区分布图为基础，并综合考虑环境污染变化因素。对于一、二级污区，可采用比污区图提高一级配置原则；对于三级污区，应结合站址具体位置周围的污秽和发展情况，对需要加强防污措施的，在设计和建设阶段充分考虑采用大爬距定型设备，同时结合采取防污闪涂料或防污闪辅助伞裙等措施；对于四级污区，应在选站和选线阶段尽量避让。如不能避让，应在设计和建设阶段考虑设备型式的选择，变电站可以考虑采用GIS 或HGIS 等设备或者全户内变电站（应进行技术经济比较），线路可以考虑采用大爬距定型设备，同时结合采取防污闪涂料等措施。”
防止电力生产重大事故的二十五项重点要求（国电发[2000]589号）第18项之防止污闪事故中要求“运行设备外绝缘的爬距，原则上应与污秽分级相适应，不满足的应予以调整，受条件限制不能调整爬距的应有主管防污闪领导签署的明确的防污闪措施。变电设备表面涂“RTV涂料"和加装"防污闪辅助伞裙”是防止设备发生污闪的重要措施，按《防污闪辅助伞裙使用指导性意见》和《防污闪RTV涂料使用指导性意见》（调网[1997]130号）的要求使用，但避雷器不宜加装辅助伞裙。”
2.3海边环境对架空线路绝缘的可能影响
根据《沿海大气环境质量指数与电力系统设备污闪关系的研究》（2007年9月《华东电力》）一文中的调查结果显示，沿海地区在7月份左右，绝缘子盐密值降至全年的最低点，随后一直呈现增长态势，在下一年度的一月份左右达到最大值。
沿海地区的空气湿度非常大，海风通常会夹杂水分、盐雾等，当海风吹过架空线路绝缘子后，会在其上产生沉降，随着运行时间增长而逐步累积，使得架空线路绝缘子盐密值非常高。而盐雾的成分一般为以氯化钠为主的可溶性有机盐，其潮解的特性使得在正常条件下对水分的吸引作用较强，当空气湿度达到一定值时，绝缘子表面会形成一层溶解了以氯化钠为主等电解质的导电层，将大幅度的降低绝缘子的绝缘性能。
但在海边，随着架空线路架设高度的提高，其绝缘子在海风作用下的自洁能力也有了一定的提升。
2.4复合绝缘子的特性
复合绝缘子憎水性迁移（夏天一般1-2天可完成憎水性迁移，冬天迁移速度慢，一般需要一周的时间。复合绝缘子的硅橡胶材料具有静电吸附性能，易于积灰，但由于复合绝缘子的杆径细、伞裙强度远低于瓷绝缘子，无法像清扫瓷绝缘子一样攀爬在绝缘子上实现人工清扫或采用清扫机进行机械清扫，所以一般不清扫复合绝缘子。
在对110kV复合绝缘子电场分布的计算结果显示：在离高压端15%的绝缘长度上承担80%的电压，高压端金具表面和金具与绝缘连接部位的场强最高；加装均压环后能改善复合绝缘子的电压分布，使得靠近金具30%的绝缘长度承担50%的电压。有关研究表明：不加均压环或均压环屏蔽深度为0mm时，复合绝缘子在工作电压下的长期局部电晕放电容易导致护套电蚀破损。若芯棒内部有气隙或气泡，在电场极化作用下，气隙内的场强则更高。在高电场、臭氧和酸性物质的长期作用下，可导致该部位芯棒的电化学老化和损伤。一般的均压环均安装在第二片绝缘子伞裙位置，其屏蔽深度大约为60mm左右。通过对现有资料的收集发现该电厂500kV复合绝缘子上设计有均压环。
有研究表明，在德、美、英、南非等国的试验站中，运行半年至3年的绝缘子发生伞裙套的局部腐蚀现象，严重者腐蚀深至芯棒，导致绝缘子闪络。而芯棒加伞裙的复合方式至今未变。
建议，在日常巡检和登塔检查时，要重点关注复合绝缘子高压端根部与伞裙套间的密封和电腐蚀情况。如果发现有密封不良、局部放电或局部腐蚀等痕迹的绝缘子时，要及时更换。
2.5对架空线路外绝缘的配置建议：
（1）FXBW-500/120-3型复合绝缘子的爬距为29.09 mm/ kV，鉴于复合绝缘子橡胶外套材料的憎水性，它在污秽条件下的性能优于传统的瓷或玻璃绝缘子，但各国对复合绝缘子的爬距选取仍采取慎重的态度，其爬电比距仍应按IEC60071-2选取，即应该与玻璃或瓷绝缘子的爬电比距31mm/kV相同。建议重新进行复合绝缘子的选型工作，采用爬电比距不低于31mm/kV的复合绝缘子。
（2）U160BP/155D型绝缘子爬电比距为31.09mm/kV,刚好符合设计要求，裕度较小，相对整条线路来说，是线路绝缘的薄弱点。建议安装时，在满足铁塔、金具等受力条件下，可考虑增加两片绝缘子（即由现有的38片增加至40片），使绝缘子串的爬电比距增加至32.7 mm/kV，以进一步提高线路综合抗污闪能力和裕度。
（3）根据国家电网公司《十八项电网重大反事故措施（试行）二○○五年六月十四日》第7项之防止电力设备污闪事故中要求，建议厂内500kV架空线路在瓷绝缘子安装工作完成后就对其进行PRTV（长效防污闪涂料）的喷涂工作，增加线路瓷绝缘子的憎水性能，提高其抗污闪能力。国内防污闪涂料主要有RTV涂料和PRTV涂料（长效防污闪涂料），RTV涂料的有效期限一般为5-8年，而PRTV涂料的有效期限一般为8-12年，为了保证涂料运行于有效期内，可考虑对瓷绝缘子每6年复涂一次，以有效减少涂料失效对线路安全运行的影响。涂料的选择和试验可以参考DL/T627-2004《绝缘子用常温固化橡胶防污闪涂料》。
（4）由于在海边，海鸟较多，其一般容易在铁塔构架上搭设鸟窝，严重影响线路绝缘性能，建议在每基杆塔合适位置安装驱鸟设施（驱鸟器或防鸟刺），有效减少鸟害对架空线路安全的影响。
3巡检及检修
3.1国内对此类架空线路的检修要求
根据国家电网公司企业标准Q/GDW 174-2008《架空输电线路状态检修导则》和Q/GDW 168-2008《输变电设备状态检修试验规程》中的相关条文要求开展输电线路状态管理和具体的检修工作。其中心思想是在每次检修或试验后进行一次状态评价，结合以后对线路巡检、测试等工作，对评价实行动态管理，以此来确定年度检修工作的安排。
3.1.1检修分类
按工作性质内容与工作涉及范围，线路检修工作分为五类：A类检修、B类检修、C类检修、D类检修、E类检修。其中A、B、C类是停电检修，D、E类是不停电检修。
3.1.2检修策略
线路状态检修策略既包括年度检修计划的制定，也包括缺陷处理、试验、不停电维护等。检修策略应根据线路状态评价的结果动态调整。
年度检修计划每年至少修订一次。根据最近一次线路状态评价结果，参考线路风险评估因素，并参考厂家的要求，确定下一次停电检修时间和检修类别。在安排检修计划时，应协调相关变电设备的检修周期，尽量统一安排，避免重复停电。
对于线路缺陷，应根据缺陷性质，按照有关缺陷管理规定处理。同一线路存在多种缺陷，也应尽量安排在一次检修中处理，必要时，可以调整检修类别。
3.3对该电厂500kV厂内架空线路维护及检修的建议
（1）每月至少进行一次日常巡检工作，巡检项目及要求参照Q/GDW 168-2008《输变电设备状态检修试验规程》中5.19条执行；
（2）检测及试验工作也参照Q/GDW 168-2008《输变电设备状态检修试验规程》中5.19条执行。如果瓷绝缘喷涂有PRTV长效防污闪涂料，其绝缘子零值检测工作可随绝缘子的复涂同时开展，在进行绝缘子PRTV涂料重复喷涂前，检查绝缘子零值；如果绝缘子没有喷涂PRTV长效防污闪涂料，需组织有登高作业资质人员每六年登塔进行绝缘子零值检测工作，或每年检测一部分绝缘子零值，六年内完成所有绝缘子零值检测工作；
（3）每年根据线路状态制定一次500kV厂内架空线路的预防性维修计划，年内的预防性维修计划要根据巡检及试验结果进行动态修订，利用合适的时间窗口安排实施；
（4）利用每年设备停运机会，抽样对PRTV涂料进行憎水性测试工作，对其防污闪性能进行评估。测定方法及判定准则按DL/T 864-2003《憎水性测量方法及判断准则》中的相关规定进行。根据评估结果，修订年度预防性维修计划内容。
4结束语
线路检修的目的在于通过预防性维修和纠正性维修方式，及时消除影响线路安全稳定运行的各类缺陷。而线路运行的本质安全主要取决于线路设计合理，材料材质优良可靠。合理的检修及巡检方式在一定程度上可以提升线路安全运行水平，但却不能保证线路运行的本质安全。因此，通过适当的调爬和在绝缘子上喷涂PRTV涂料是保证架空线路本质安全的主要手段。之后，通过日常科学巡检及定期试验工作，制定合理的检修计划并加以实施，以提高线路运行安全，有效避免诸如污闪、过热、断线等事故的发生。
参考文献:
[1] 《高压电气设备防污闪-技术手册》, 中国电力科技出版社
[2] 《厂内500kV架空导线安装电气部分设计说明书》，2012.03
[3] 《山东电力系统污区分布图（2011年版）》
[4] “国家电网公司十八项电网重大反事故措施”和“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”
[5] QGDW152-2006《国网污区分级与外绝缘选择》
[6] GBT16434-1996《污区分级及外绝缘选择标准》
[7] Q/GDW174-2008《架空输电线路状态检修导则》
[8] Q/GDW 168-2008《输变电设备状态检修试验规程》
[9] GB50545-2010《110kV~750kV架空输电线路设计规范》