1 000 kV交流特高壓雙柱組合耐張塔軟跳線電氣試驗

潘少成,張要強(qiáng),胡選,王予平

(1.河南省電力勘測設(shè)計院,鄭州市,450007;2.國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院,北京市,100032)

0 引言

隨著電網(wǎng)電壓的升高,輸電線路鐵塔設(shè)計中要求的電氣間隙越來越大,塔頭尺寸也越來越大,這增加了施工和運(yùn)行維護(hù)的難度。減少跳線弧垂及其風(fēng)偏值是縮小耐張塔尺寸的有效方法,而跳線弧垂及其偏移主要取決于跳線的屬性和固定跳線的方式。國內(nèi)外曾進(jìn)行過大量研究和試驗工作,日本 1 000 kV線路采用鋁管式硬跳線,以減小跳線弧垂及其風(fēng)偏值,韓國 765 kV輸電線路采用籠式剛性跳線,加拿大765 kV輸電線路采用 V型串軟跳線。我國第 1條750 kV輸電線路采用鋁管式剛性跳線,第1條1 000 kV特高壓交流輸電線路也采用了鋁管式剛性跳線[1-4]。剛性跳線在限制風(fēng)偏值及縮小桿塔塔頭尺寸方面起到了很好的作用,但其荷重較大,施工較困難,投資較高。本文提出1 000 kV雙回路特高壓交流輸電線路設(shè)計中采用雙柱組合耐張塔,雙柱組合耐張塔跳線使用軟跳線系統(tǒng)。

1 軟跳線方案設(shè)計

1 000 kV特高壓同塔雙回輸電工程中使用雙柱組合耐張塔可將雙回路塔轉(zhuǎn)化為 2個關(guān)聯(lián)的單回路塔。采取軟跳線方式可取消其跳線橫擔(dān),縮小塔身尺寸和桿塔呼稱高,降低工程投資。且其軟跳線布置簡單,施工方便,電氣間隙易控制[3,5]。雙柱組合耐張塔軟跳線布置方案如圖 1所示。

圖1 雙柱組合耐張塔軟跳線布置示意圖Fig.1 Sketch m ap of flexible jumper of double-pole-composite strain tower

雙柱組合耐張塔軟跳線系統(tǒng)包括跳線懸垂串和耐張串2個部分。

(1)跳線懸垂串設(shè)計。為保證跳線串末端帶電體對鐵塔的安全距離,要求跳線串具有一定的傾斜角,這就要求跳線對跳線串具有一定的拉力,經(jīng)計算,無風(fēng)條件下跳線串傾斜角為 65°左右。跳線串末端跳線夾角較大,因此設(shè)計時需考慮跳線串處的懸垂線夾線槽要有足夠的曲率半徑及懸垂角,線夾對導(dǎo)線有足夠的握力,線夾可承受足夠破壞荷載。

(2)耐張串設(shè)計。軟跳線對跳線串的拉力隨氣象條件和轉(zhuǎn)角度數(shù)的不同而有所變化,為 8～32 kN,耐張串末端跳線的張力為14～32 kN,而國內(nèi)超高壓線路軟跳線的張力通常不超過 2 kN[5]。根據(jù)耐張串引流線出線的特點,現(xiàn)有的串型及出線型式不能滿足要求,需要對原串型產(chǎn)品及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,需要對耐張串的引流線出線系統(tǒng)、受力系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計。

2 電氣試驗

根據(jù)1 000 kV特高壓雙柱組合耐張塔應(yīng)用研究項目計劃,國網(wǎng)電力科學(xué)研究院在武漢對1 000 kV雙柱組合耐張塔軟跳線系統(tǒng)進(jìn)行了電氣性能試驗,主要試驗內(nèi)容包括:無線電干擾試驗和電暈試驗。試驗依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16927.1—1997《高電壓試驗技術(shù)第一部分:一般試驗要求》[6]和 GB/T 2317.2—2000《電力金具電暈和無線電干擾試驗》[7]。試驗采用的軟跳線系統(tǒng)金具串型式主要有 3種:方案 1是耐張串采用均壓環(huán)上下、左右布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處不帶屏蔽環(huán)(換位用);方案2是耐張串采用均壓環(huán)上下、左右布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處帶屏蔽環(huán)(換位用);方案3是耐張串采用均壓環(huán)上下、兩端布置,跳線懸垂串采用跳線線夾處不帶屏蔽環(huán)(常規(guī)用)[8-9]。試驗方案現(xiàn)場布置如圖 2所示。

圖2 試驗現(xiàn)場布置圖Fig.2 Arrangement p lan of testing site

3 試驗結(jié)果

3.1 金具電暈試驗結(jié)果

軟跳線系統(tǒng)金具配置方案 1的金具電暈試驗結(jié)果如表1所示。試驗氣象條件:干溫t干=10.6℃,濕溫t濕=6.7℃,大氣壓為101.45 kPa,高度為9 m。試驗中,金具起暈部位如圖 3所示。

表1 方案 1金具電暈試驗結(jié)果Tab.1 Test result of fittings corona for schem e1

圖3 方案1懸垂串均壓環(huán)起暈情況Fig.3 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e1

軟跳線系統(tǒng)金具配置方案 2的金具電暈試驗結(jié)果如表2所示。試驗氣象條件:t干=10.6℃,t濕= 6.7℃,大氣壓為101.46 kPa,高度為 9 m。試驗中,方案 2未見金具起暈,如圖 4所示。

表2 方案 2金具電暈試驗結(jié)果Tab.2 Test result of fittings corona for schem e2

圖4 方案 2試驗中未見起暈現(xiàn)象Fig.4 Without corona for schem e2 test

軟跳線系統(tǒng)金具配置方案 3的金具電暈試驗結(jié)果如表3所示。試驗氣象條件:t干=12.6℃,t濕= 7.0℃,大氣壓為101.46 kPa,高度為 9 m。試驗中,金具起暈部位如圖 5所示。

表3 方案 3金具電暈試驗結(jié)果Tab.3 Test result of fittings corona for scheme 3

圖5 方案 3懸垂串均壓環(huán)起暈情況Fig.5 Corona onset of grading ring of overhang string for schem e3

3.2 無線電干擾試驗結(jié)果

本試驗在國網(wǎng)電力科學(xué)研究院特高壓戶外試驗場進(jìn)行,試驗品按照文獻(xiàn)[7]的要求布置。測試電源的頻率為0.5 MHz,電源電壓最高為762 kV[10]。無線電干擾試驗結(jié)果見圖 6—8。

各種金具配置方案下,軟跳線系統(tǒng)的無線電干擾評價如表4所示。評價依據(jù):規(guī)定電壓762 kV下,軟跳線系統(tǒng)無線電干擾電平不大于60 dB。

圖8 方案 3無線電干擾測試結(jié)果Fig.8 Test result of radio interference for schem e3

表4 各種金具配置方案下無線電干擾測試結(jié)果Tab.4 Test result of radio interference for various fitting arrangement schemes

3.3 試驗結(jié)果分析

(1)在電暈試驗中,不管均壓環(huán)采用何種布置方式,耐張串均未出現(xiàn)電暈現(xiàn)象,跳線懸垂串線夾處加裝均壓環(huán)的均未出現(xiàn)電暈現(xiàn)象,而跳線懸垂串線夾處不加裝均壓環(huán)均出現(xiàn)了電暈現(xiàn)象。試驗數(shù)據(jù)表明:跳線懸垂串用于高差較大的換位塔時,線夾處不加均壓環(huán)不滿足規(guī)程要求;用于高差較小的普通耐張塔時,線夾處不加均壓環(huán)可滿足規(guī)程要求。

(2)在無線電干擾試驗中,跳線懸垂串用于高差較大的換位塔,線夾處不加均壓環(huán)時,不能滿足無線電干擾要求;用于高差較大的換位塔,線夾處加均壓環(huán)時,能滿足無線電干擾要求;用于高差較小的耐張塔時,線夾處不加均壓環(huán)可滿足要求。

(3)根據(jù)試驗結(jié)果,考慮跳線引線方便,同時考慮施工運(yùn)行方便,耐張串均壓環(huán)推薦采用上下布置方式,常規(guī)雙柱組合耐張塔軟跳線串跳線線夾處不采用均壓屏蔽環(huán),換位時跳線線夾處加裝均壓屏蔽環(huán)。

4 結(jié)論

(1)雙柱組合耐張塔軟跳線系統(tǒng)電氣性能符合要求,能夠滿足特高壓工程需要。

(2)耐張串均壓環(huán)的布置方式對軟跳線系統(tǒng)的電暈和無線電干擾性能影響不大,考慮跳線施工方便,耐張串均壓環(huán)推薦采用上下布置方式。

(3)跳線懸垂串用于普通雙柱組合耐張塔時,在跳線線夾出口處可不加裝均壓環(huán),用于換位塔時,在跳線線夾出口處需加裝均壓環(huán)。

[1]陳建忠,李勇偉,張小力.750 kV輸電線路耐張塔剛性跳線的研究開發(fā)[J].電力建設(shè),2006,27(10):19-22.

[2]劉有勝,范佩倫.110 kV線路耐張塔跳線和引流線風(fēng)偏放電分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2007(Z1):227-228.

[3]李顯鑫,郭詠華,唐明貴.1 000 kV交流雙回路單柱組合耐張塔型式規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(7):1-6.

[4]李顯鑫,盧玉.特高壓交流雙回路中單柱組合耐張換位塔應(yīng)用[J].電力建設(shè),2009,30(2):22-24.

[5]胡選,張要強(qiáng),潘少成,等.1 000 kV交流特高壓有關(guān)聯(lián)雙柱組合耐張塔軟跳線設(shè)計[J].電力建設(shè),2009,30(11):13-16.

[6]國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 16927.1—1997高電壓試驗技術(shù)第一部分:一般試驗要求[S].北京:中國計劃出版社,1998.

[7]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 2317.2—2000電力金具電暈和無線電干擾試驗[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2000.

[8]張殿生.電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊[M].2版.北京:中國電力出版社,2003:179-229.

[9]邵天曉.架空送電線路的電線力學(xué)計算 [M].2版.北京:中國電力出版社,2003:59-232.

[10]董吉諤.電力金具手冊[M].2版.北京:中國電力出版社,2001: 91-112.