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全国首次!武汉南瑞创新推出复合材料绝缘横担提高电网运行可靠性
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文章来源:中国电力报 添加人:admin   添加时间:2019/6/3 16:16:04

绝缘横“担”起重任 复合结构创“新”材

——武汉南瑞创新推出复合材料绝缘横担提高电网运行可靠性

  近日,国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司(以下简称“武汉南瑞”)生产的复合材料绝缘横担在湖北黄冈大吉—武穴500千伏线路工程上成功挂网运行,这在全国尚属首次,有效解决线路走廊紧张的问题。

  线路走廊是指为了保证绝缘强度和避免对人身及地面建筑等物体的触电危险,以及防止静电场对导线及附近的人员造成危害,而在高压线路周围保持的安全空间。

  随着电压等级提高,线路走廊宽度显著增大,单回500千伏超高压输电线路的走廊宽度约45米,为线路建设的通道选择与成本控制造成较大困难。因此,在土地资源稀缺、线路走廊设置日益困难的今天,节约线路走廊对高压线路工程的建设具有重要意义。

  “设备创新”

  自主发展复合材料绝缘横担

  武汉南瑞积极响应建设坚强智能电网的政策,针对传统架空线路横担设计长度较长、水平线间距宽、选址难度大、施工成本高,以及部分地区绝缘子绝缘强度不足、易发生闪络事故等问题,决心在电网基础建设方面提供一种新的有效解决方案。

 

 

孟凡卓 摄

  在国际上,美国、加拿大和日本等国家的架空线路早已采用复合材料绝缘横担,而复合材料绝缘横担在国内的使用仅停留在极少量试点阶段,几乎属于空白。相比传统的输电线路角钢横担,复合材料具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高低温及绝缘等特点,是制造架空线路横担的理想材料。由于其整体绝缘,长度相对较短,爬距和相地间隙也大于传统角钢横担与绝缘子的组合,可以很好地解决我国部分地区输电线路存在的建设走廊受限、闪络事故偏多等问题,为我国建设坚强智能电网提供良好的技术支撑,同时一定程度上节约工程施工、运维和检修成本。

 

  武汉南瑞研制的110千伏复合材料绝缘横担在南京江宁基地挂网运行。梅端 摄

  自2009年,武汉南瑞进入复合材料领域,在原材料、生产工艺、结构设计、试验检测和施工运维方面进行大量的研究工作。依托“湖北省电力新材料工程技术中心”和“国家电网公司实验室——电工新材料技术联合实验室”,武汉南瑞在电力新材料领域积累了雄厚的科研实力和自主创新能力。目前已成功研制10千伏配网复合材料绝缘横担、35千伏~500千伏复合材料绝缘横担产品。产品经中电联和中国电机工程学会鉴定,达到国内领先、国际先进水平。同时获得专利授权50余项,发表论文30余篇,并获得多项科技进步奖。

 “开疆拓土”

  新型横担助力线路改造

  经过大量前期调研及研发投入,武汉南瑞逐一掌握了复合材料耐老化技术、充分发挥复合材料轻质高强优点的设计方案、复合材料绝缘横担便捷安装技术、防雷和接地技术、在污秽风偏覆冰上的技术特性和优化设计方案、施工与运行维护工程技术,解决了复合材料户外长期使用、制造成本过高、难以在复杂地形地区实现便捷安装,线路防雷、防污秽、防覆冰、防风偏优化,施工运维相关技术规范建设滞后等难题,研制出的复合材料绝缘横担性能优异,经济性良好。其中10千伏绝缘横担替代传统角钢横担后,线路雷电耐受电压提升130%以上;110千伏与220千伏复合材料绝缘横担均能稳定承载150%断线工况下的力学载荷,雷电冲击放电电压相比传统绝缘子分别提升69%和50%,相地污秽耐受电压分别提升300%和200%,线路走廊宽度分别减小34.6%和38%;500千伏复合材料绝缘横担可压缩线路走廊宽度50%以上。

 

复合材料绝缘横担在辽宁丹东长凤线220千伏线路挂网运行。孟凡卓 摄

  2012年,武汉南瑞在辽宁丹东地区率先建成一条220千伏复合绝缘横担示范线路,原线路雷害严重的问题得到解决,安全性和稳定性得到显著提升,运行至今未发生闪络事故。2013年武汉南瑞在四川眉山完成一条110千伏线路改造,旨在解决原线路污秽闪络较频繁的问题,改造后的线路运行状况良好,充分体现了复合材料绝缘横担的技术优势。

  之后,武汉南瑞在我国内蒙古东部地区、湖北、山东、西藏、青海、福建、广东、江苏、辽宁等不同典型气候区建设了多处复合材料绝缘横担示范应用工程,业主单位反映,复合绝缘横担不仅性能可靠、节约线路走廊、建设运行总成本低,而且产品美观,对工程完成情况非常满意。

  “展望未来”

  复合材料绝缘横担潜力无限

  复合材料绝缘横担的试点线路运行情况与历史同期及相邻线路数据对比,雷害故障率降低90%以上,安全性提升效果十分明显。特别是在沿海地区出现台风等极端天气情况下,改造后的线路未出现导线风偏舞动过大、导线脱落、横担出现裂缝或断裂等异常现象。2019年,10千伏复合材料绝缘横担已列入国网商城超市化采购目录中。武汉南瑞未来将积累线路运行相关数据,分析复合材料绝缘横担对避雷器和其他塔上设备防雷效果的影响,加强绝缘横担后续研发,不断完善产品质量。

  此外,在高压复合绝缘横担方面,为充分发挥复合绝缘横担的可设计性,提高电网运行的可靠性,国家电网公司将在多雷区、大风区、重冰区、重污秽区及线路走廊紧张地区的部分高压输电线路工程中使用复合绝缘横担,选取山东、湖南、内蒙古东部地区、西藏等12个试点应用地区,计划在2019~2020年开展首批复合绝缘横担试点应用工作。通过试点应用,总结运行经验,掌握运行规律,形成有效的复合绝缘横担设计、施工、运维要求。

  未来,武汉南瑞还将推广复合材料绝缘横担应用于超、特高压输电线路,以免维护为改造的最终目标,增加输电杆塔的多样化功能导向性,全面提高电网运行的可靠性。

 

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