架空线路绝缘子串爬电距离合理配置研究
作者 关开健
发表于 2025年12月

【摘 要】文章针对架空线路绝缘子串爬电距离的合理配置展开研究,结合中国南方电网企业标准与具体的工程案例,深入剖析绝缘子污闪的机理和雷电冲击的特性,明确防雷与防污配置的核心参数和南网的标准要求,阐释二者之间的相互作用及协同配置的必要性,借助典型案例应用协调配置方法,对配置效果进行对比分析,为解决架空线路绝缘子串防雷与防污协同问题提供理论支撑与实践参考,可提升线路运行的安全性与稳定性。

【关键词】架空线路;绝缘子串;爬电距离;防雷配置;防污配置;协同配置

引言

架空输电线路属于电力系统的核心网架部分,其安全稳定运行对能源供应稳定性至关重要,绝缘子串爬电距离的合理配置是实现防雷性能与防污性能平衡的关键,在南方电网区域,雷电活动频繁,地闪密度超过5.0次/(km2·a),且污秽环境复杂多样,部分区域防污等级达d级,在此情况下传统配置方式易引发雷击跳闸或污闪故障。依据《架空输电线路防雷技术导则》等相关标准,结合500 kV廉江核电送出线路工程实践经验,开展绝缘子串爬电距离协同配置研究,对提升线路安全运行水平意义重大。

一、内容界定与研究概述

(一)研究背景与意义

随着南方电网负荷不断增长和电网规模持续扩张,架空线路穿越多雷区、重污区的比例呈现出逐年上升的态势,统计数据显示,南方电网35 kV及以上线路雷击跳闸在总跳闸中所占比例为60%至80%,而污闪故障尽管发生频次较低,单次故障却容易引发大范围的停电事故,这对电网供电可靠性构成了严重的威胁。绝缘子串爬电距离作为平衡防雷与防污性能的关键参数,其配置是否合理直接决定了线路的耐雷水平与污耐受能力。若仅仅侧重于防雷而增大爬电距离,那么可能会由于绝缘子串过长致使塔头间隙不足;若仅仅按照防污要求设定统一的爬电比距,又有可能因为绝缘裕度不足而增加雷击闪络的风险。

从实际的电力工程项目角度出发,南方电网所覆盖的区域呈现出地形复杂多样的特点,其中存在着高雷暴活动频繁的山区,如粤西与滇南地区,同时也有工业污染较为集中的区域,如珠三角和北部湾等重污区,这使得输电线路常常面临防雷需求与防污需求之间存在冲突的困境。

(二)国内外研究现状

国际层面,IEC标准(如IEC 60815)明确不同污秽等级下绝缘子统一爬电比距基础要求,侧重通过材料改良(如复合绝缘子憎水性提升)优化防污性能,例如,针对沿海重盐雾区推荐采用大爬距复合绝缘子,但未关联雷电冲击绝缘配合要求;IEEE标准则在雷电冲击绝缘配合中,强调爬电距离与雷电冲击耐受电压的匹配关系,如IEEE 1246规定500 kV线路绝缘子串雷电冲击耐受电压需与爬电距离呈线性正相关,但未形成防雷与防污协同配置的统一框架,导致实际应用中需分别参照不同标准,易出现参数矛盾。

国内方面,国家标准GB/T 26218.2—2010细化污秽条件下绝缘子爬电距离计算方法,引入爬电距离有效系数K值来区分不同伞型绝缘子的防污效能;行业标准DL/T 2209—2021明确不同电压等级线路防雷绝缘配置要求,提出“雷区等级-爬电距离”对应关系。南方电网在企业标准中进一步差异化设计,如《架空输电线路防雷技术导则(2025版)》要求复合绝缘子串按d级防污设计时,统一爬电比距不小于45 mm/kV,同时需满足反击耐雷水平158~177 kA的绝缘裕度要求。但现有研究多单独聚焦防雷或防污,针对二者参数协同的系统性研究仍需深化,尤其缺乏结合南方电网多雷重污并存特点的量化配置模型,难以直接指导复杂环境下的工程实践[1]。

(三)主要研究内容

本研究以南方电网架空线路为对象,着重围绕绝缘子串爬电距离的防雷与防污协同配置开展研究,梳理绝缘子污闪的机理,结合《南方电网污区分布图》确定不同污区爬电距离基准值,提取统一爬电比距、有效系数等防污核心参数,同时预留10%到15%的爬距冗余来应对污秽发展趋势。基于先导发展模型,依据《架空输电线路防雷技术导则》明确不同电压等级、雷区等级对应的爬电距离绝缘裕度要求,量化反击与绕击场景下的适配阈值,结合塔头尺寸建立“爬电距离-间隙”联动校核公式,揭示防雷与防污的相互作用机制。

本文刊登于《消费电子》2025年24期
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