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| 国外超（特）高压绝缘子避雷器发展动向 |
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绝缘子避雷器动态 绝缘子和避雷器是输变电设备不可缺少的组成部分。绝缘子（Insulator）主要用于高压输电线路和各种电器设备中，起绝缘、机械联结和支撑作用。避雷器（surge arrester）是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备。绝缘子和避雷器是超（特）高压输变电在可靠性、安全性、经济性前提下稳步发展的重要保障，本文将重点介绍国外超（特）高压输电技术发展中有关绝缘子、避雷器的动向。 一、750kV及以上电压等级超高压产品 超（特）高压电网由于技术复杂、造价较高，目前只存在于少数发达国家，能够研制适用于超高压电网用MOA的制造商更是有限。运行于俄罗斯、美国、加拿大、意大利、日本等国的750kV及以上电压等级系统的MOA主要是由ABB、GE、三菱电机、俄罗斯电瓷工业联合公司等知名公司制造，这些主要厂商的MOA电气性能如下： 表1 ABB公司800kV高性能MOA电气性能 ---------------------------------------------------------------- 额定电压 （kV） 580 持续运行电压（kV） 800/31/2 残压 （kV） 10kA下为1345 20kA下为1400 线路放电 （km） 500 工频短时过电压负载 线路放电2次1.1×额定电压×100s（60℃） 形状 气体绝缘罐形 ---------------------------------------------------------------- 表2 俄罗斯750kVMOA产品性能 --------------------------------------------- 系统标称电压 （kV有效值） 750 持续运行电压 （kV有效值） 455 残压（5kA下） （kV峰值） 1000 方波容量（2ms） （A） 1800 元件数量 （只） 1或2 总高度 （mm） 6055 均压环尺寸 （mm） 2500 质量 （kg） 1800 --------------------------------------------- 二、1000kV及以上电压等级MOA的研究 1.日本1000kV输电技术与避雷器的研究 日本超高压输电技术的研究始于20世纪70年代中期，在开发500kV高性能避雷器期间，同时进行了绝缘设计合理化研究和新的试验电压的标准化。这是以①避雷器的高性能化，②过电压解析技术水平的提高，③设备绝缘技术的提高为背景，将187~500 kV系统作为对象，在体系上重新评价绝缘设计思想，同时也确定了开展以1000 kV避雷器为目标的研究工作。他们认为，从经济性能角度讲，加大原有500 kV设备的投入，不如提高超高压（1000 kV）输电的性能和可靠性，1000 kV避雷器是保证这一目标实现的关键。 1978年3月，在电力中央研究所、明电舍及三菱电机三个公司中进行了1000 kV避雷器1/59模型的操作冲击动作负载试验。此时的保护水平，与当时的500 kV MOA保护水平相比高1.2~1.3倍，因此是当时最高的技术水平。此后，UHV（超高压）输电特点委员会指出与其加大500 kV系统电压，不如大幅度降低1000 kV设备的试验电压。 日本1000 kV避雷器的开发是与500 kV高性能避雷器研究同步进行的，它们的性能比较见表3。 表3 500 kV高性能MOA与1000 kV MOA性能比较 ---------------------------------------------------------------- 项目 500kV高性能MOA 1000kV MOA --------------------------------------------------------------- 型式 气体绝缘罐形 气体绝缘罐形 代号 MAU-TA MAU-TA 一般 额定电压 （kV） 420 826 参数 持续运行电压 （kV） 550/31/2 1100/31/2 标称放电电流 （kA） 10 20 雷电冲击耐受电压（kV） 1425 250 --------------------------------------------------------------- 保护 V10kA（kV） 870 V10kA（kV）＜1550 性能 V20kA（kV）＜1620 --------------------------------------------------------------- 操作冲击 能处理JEC-217的操作冲击动 能处理操作过电压动作负 能量 作负载静电容78μF的负载（ 载静电容221μF的负载 释放 相当于线路长度200km） （相当于线路长度250km） 能力 短时过电压 1.5PV×0.2s 1.5PV×0.55s 大于7MJ 大于55MJ ---------------------------------------------------------------- 其它 外形尺寸 （mm） Φ1018×2580 Φ1774×4800 质量 （t） 3.5 13 --------------------------------------------------------------- 日本对1000 kV避雷器成品进行抗震试验、电压耐受试验、热循环试验，并取得了良好的效果。他们认识到电力系统要求更进一步的经济性和可靠性，对于避雷器应以提高阀片的保护特性和能量耐受为重点，提高其性能，进一步力求产品小型化及高性能化。 2.俄罗斯等国家1150 kV输电线路 美国的GE、OB公司、瑞典和瑞士ABB公司，俄罗斯电瓷工业联合公司、英国的EMP公司等其MOA产品运行电压均已达1150 kV。表4为俄罗斯1150 kV避雷器的电气参数。 表4 俄罗斯1150 kV避雷器（O II H—1150）主要参数 ------------------------------------------ 最大工作电压 （kV） 694 操作过电压下保护水平（I=28kA） 1.6 雷电过电压下保护水平（I=15kA） 1.8 质量 （kg） 1700 ------------------------------------------ 工频耐受电压（kV） 干态 1100 表面电导率7μs污秽状态 705 ------------------------------------------ 正负极性390/7500μs操作冲击耐 1790 受电压（干态和湿态） （kV） ------------------------------------------ 总之，国外超（特）高压绝缘子避雷器技术比较成熟，500 kV以上电压等级的MOA已大量在系统中运行，并已有多年的运行与评价经验。今后的发展趋势是在适应超高压电网电压等级要求的前提下，进一步提高避雷器的可靠性，提高氧化锌电阻片的电气性能，采用先进的EMPT程序进行避雷器配置与保护水平、能量参数化计算，将避雷器的设计技术、制造技术和试验技术进行总体配合，并对避雷器的保护水平、性能要求进行评价，对其整体性能进行优化，发展吸收能量能力高、保护性能好、可靠性高的MOA产品，以降低系统绝缘造价，满足超高压，特高压输变电的需要。 三、有机复合绝缘子 有机复合绝缘子的开发应用，特别是在超（特）高压输电线路上的成功运行经验为超（特）高压输电在我国的发展运行提供了宝贵的参考。 ·加拿大735 kV线路上采用复合绝缘子已积累了近30年的运行经验； ·美国AEP公司在765 kV的线路上部分采用复合绝缘子取得多年成功运行的经验，又在一条170km765 kV的新建线路上全线采用复合绝缘子； ·前苏联1150 kV特高压输电线路上全线采用复合绝缘子。 随着西部大开发及我国社会经济的发展，我国首条750 kV特高压输电线路拟在西北地区的拉瓦西电站建设。为了迎接中国电网向特高电压等级发展，西安电瓷研究所的科研人员一直积极地致力于高性能避雷器产品的开发和提高制造水平的研究，密切跟踪国内外绝缘子避雷器的发展动态，并取得了一定的研究成果和设计经验，为特高压绝缘子避雷器的研制奠定了坚实的基础。目前，已具备了研制开发750 kV系统用线路绝缘子避雷器、电站型绝缘子避雷器听能力，将会为西北特高压电网工程提供参数先进、性能优良、可靠性高的超（特）高压绝缘子避雷器产品。 |
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