世界上第l条735 kV 输电线路由加拿大于1965年建成。经过近40年的发展，目前已有加拿大、美国、南非等十几个国家建成了750 kV 电压等级的输变电工程，线路总长超过27000km。我国第l条750kV 线路建设在了西北地区，该地区甘肃、青海等地区的海拔高度较高，在该地区建设的750kV线路的某些地段处于海拔2000-3000m 地区。现在中国又建设了一条世界上最高电压等级的线路，1100KV，输电线路外绝缘设备的外绝缘水平主要取决于运行电压下污耐受水平。国外虽然在750kV输变电工程的设备制造及系统运行方面积累有不少成功的经验，但它们的750 kV 电压等级的输变电工程一般在海拔1000m 以下， 海拔相对较高的南非阿尔法(ALPHA)变电站的海拔高度也仅为1500m，且使用的是GIS设备。而对于海拔在2000m以上的750kV设备的外绝缘及染污放电问题，国外尚无成熟经验和可借鉴的技术资料。外绝缘的染污放电问题对电力系统的设计和运行非常重要，其同时对外绝缘水平的选择也有着重要影响，因此有必要针对该问题进行深入研究，

提高我国高海拔地区750kV及以上输电线路运行的安全。在分析高海拔低气压地区对外绝缘设备的防污闪设计要求的基础上，通过人工污秽试验对比了2种电瓷绝缘子和复合绝缘子的污闪电压， 以及电瓷支撑绝缘子表面有、无砌rV涂料时的污闪电压，验证了复合绝缘子和RTV 涂料技术在高海拔低气压地区的防污闪效果。同时结合750kV输电线路所在地区可能出现的低气压、低温、高湿度等气象条件，对比

分析了这 因素对复合绝缘子和RTV涂料2种硅橡胶试片表面憎水性和憎水迁移性的影响。最后讨论了提高750kV变电设备防雨闪能力的措施。

1 高海拔地区防污闪问题

大气参数会影响空气间隙的放电电压。海拔每升高1000m 空气相对密度约减小8％ ，空气放电电压大致正比于P。但污染放电是沿着绝缘表面局部电弧发展的过程即热游离过程，不同于由电子崩碰撞电离造成的放电过程。对高海拔低气压条件下的污闪研究表明：随着海拔升高或气压降低，绝缘子的污闪电压也降低，且降幅较大。虽然通过试验研究发现：三层伞式电瓷绝缘子的耐污闪性能很好，双层伞式电瓷绝缘子的耐污闪性能也较好，且随海拔升高污闪电压的降幅较小，但

是考虑到绝缘子的串长问题，在高海拔地区，根据绝缘子在运行电压下的污耐受能力， 选择每串绝缘子的片数m为：为系统最高运行电压；A为绝缘子的爬电比距；L。为每片悬式绝缘子的几何爬电距离；k 为

绝缘子爬电距离的有效系数；Po为常压；P为低气压；凡为下降指数，反映气压影响污闪电压的程度。由此可知， 高海拔低气压条件下绝缘子的串长主要取决于下降指数 ，其和绝缘子的种类、结构尺寸、污秽程度以及电压种类等因素有关。故高海拔地区设备的绝缘水平将由海拔高度和污区湿污特征两个因素共同决定， 且海拔越高其绝缘水平也要越高。

清华大学高电压实验室对大吨位悬式绝缘子在高海拔、低气压条件下的污闪试验研究表明：海拔3000m 处II、III、IV 级污区 所需210 kN 悬式电瓷绝缘子的片数为59片、75片、97片，串长分别为10 m 、12．8 m 和16．5 m。显然，以此为参数设计杆塔的尺寸将会很大，工程造价也将会很高。如果再在此基础上通过调爬等方法增强电瓷或玻璃绝缘子防污性能，不仅在技术方面是落后的，而且在经济方面也是花费巨大的。

2 应用硅橡胶材料是高海拔地区外绝缘设备防污闪的有效措施为研究硅橡胶材料外绝缘设备在高海拔低气压地区的防污效果，依据国家标准GB，1r4585．2 E ，以NaC1和硅藻土分别模拟导电物质和惰性物质，在低气压罐内(气压叮在10l～50 kPa调节)进行人工污秽污闪试验。考虑到我国西北地区风沙大的特点，硅藻土密度取2 mg／cm ，盐密取0．05 mg／cm 和0．2mg，cm ，分别代表一般污秽和严重污秽2种情况。2．1 复合绝缘子在高海拔低气压下的防污闪能力由于试验设备宅问限制，以短串绝缘子试品为试验对象，如图1所示，分析复合绝缘子在高海拔低气压下的防污闪能力。

35kV复合绝缘子试品实物及结构简图作为对比， 同时选取图2、3所示的2种电瓷绝缘子进行污闪试验对比，试验结果如图4所示。试验结果表明： 复合绝缘子沿单位泄漏距离的污闪电压明显高于另外2种电瓷绝缘子。例如在盐复合绝缘子沿单位泄漏距离的污闪电压比双层伞式电瓷绝缘子和3层伞电瓷绝缘试品实物及结构简图子分别高出71％和62％。这里应强调的是，试验结果是在试品表面染污后直接闪络试验， 此时复合绝缘于表面的污层尚未获得憎水性， 此状态与复合绝

缘子在自然环境中最危险的运行状态相似。从试验结果还可以看出，随海拔升高，复合绝缘子的污闪电压亦有所降低，这点与电瓷绝缘子相似，不同的是下降幅度相对较小。大量运行经验证实： 以硅橡胶材料为伞裙护套的复合绝缘子有较优异的耐污闪能力 ]。因此，在较

重污秽地区采用复合绝缘子， 不仅可以使绝缘子串长大为减少，从而缩小杆塔尺寸，降低工程造价，而且还可以显著提高外绝缘设备的防污闪能力。此外，相对瓷绝缘子运行后还须不断投入人力、财力进行污秽清扫，零值检测等，采用复合绝缘子可取得的综合经济效益是可观的。

2．2 RTV涂料技术在高海拔低气压下的作用复合绝缘子不能完全替代现有瓷制变电站支撑设备，且这一问题在高电压等级的变电设备上表现尤为突出。为了解决这一问题，通过在瓷绝缘子表面涂覆RTv涂料来提高绝缘子的耐污闪能力，是一种行之有效的方法。RTv涂料技术在我国近2O年的成功运行经验表明，其在防止污闪事故发生，保证电力系统正常运行上发挥r重要作用 ]。为研究R rV涂料绝缘子在高海拔低气压条件下的防污效果， 同样选取图5所示体积较小的35 kV 支柱绝缘子为试品，对比有、无RTV 涂料时的污闪电压。对比试验结果如图6所示可以看出：在高海拔、低气压条件下，RTv涂料仍能显著提高绝缘子的耐污闪能力，海拔因素对有、无RTV 涂料试品污闪电压的影响程度是一致的。

】聍

0，070 0，075 0，080 0，085 0，090 0．095 0．100 0，105

气压／MPa

图6 有、无涂料绝缘子污闪电压与气压关系的试验结果比较

Fig．6 Electrical stress along leakage distance on Sample

2．3 硅橡胶材料在高海拔低气压地区的憎水性变化我国西部一些地区气温年较差达35～45℃ ，日较差也在6—14cC。因此，寒潮低温是我国西部大部分地区的主要气候特征。为模拟高海拔地区可能存在的低气压、低温、高湿度等因素对硅橡胶材料憎水性和憎水迁移性的影响，分别在不同的复合绝缘子和RTV涂层试片表面涂覆人工污秽，然后在不同环境中放置，如表1所示。RTV涂层试片及复合绝缘子试片对硅藻土和高岭土2种污秽的憎水性迁移特性分别如图7、8所示。

数据结果表明， 由低气压而对硅橡胶材料憎水性迁移特性的影响并不明显， 而低温和高湿度对硅橡胶材料憎水迁移性的延缓影响却比较显著，但从硅藻士表面憎水角恢复的过程来看，如果存

在一个充足的恢复时间， 硅橡胶材料表面染污后的憎水性仍能恢复到良好的憎水性状态。为了进一步验证低温对憎水迁移性影响， 将在室温下表面染污后经过足够憎水迁移时间，表面污层已具有明显憎水性的RTV 试片和复合绝缘子试片放入温度基本恒定的4℃冰箱中， 观察污层表面憎水性变化情况。试验结果表明， rV试片表面污层憎水角基本无变化，而复合绝缘子试片表面污层的憎水角有一个明显减小随后叉逐渐恢复的过程，已有事故分析说明连续低温潮湿状态可能引发复合绝缘子发生沿面闪络LIO]，因此对于应用在高海拔地区750 kV线路上的复合绝缘子，应当合理设计绝缘子的伞型结构，并利用材料、化工等学科手段，提高复合绝缘子在低温高湿环境下的憎水特性。

3 高海拔地区750 kV外绝缘设备的防雨闪

3．1输变电外绝缘设备的雨闪事故分析

在交、直流500 kV输变电设备上均多次发生外绝缘雨中闪络事故，它们不仅对电网稳定带来危害，而且有的还造成设备损坏_l 。然而，进一步分析发现，同地区220kV 及以下电压等级的设备却很少出现雨闪问题。对比500kV 电站设备与220kV 电站设备，不难发现前者瓷套直径大，结构高度长，两者综合导致设备外绝缘表面受雨面积大，再加上前者受空间结构限制更明显，伞裙结构更密，因此在相同气候条件下遇到雨水时，500 EV 电站设备的裙间更易被雨水桥接而使爬距被缩短，最终导致雨闪发生。对于750EV 电站设备， 由于其运行电压更高，空间结构限制更多，也很有可能发生由上述因素引起的雨闪事故。如再考虑到高海拔低气压对闪络电压的影响，高海拔区变电设备外绝缘的雨闪问题将会更突出。因此，必须要在设计、运行维护及预防上给予格外注意，避免雨闪事故的发生。

3_2 高电压等级瓷制输变电设备防雨闪事故要点

外绝缘结构参数的合理性对预防雨闪的发生有着重要的影响， 因此在电站设备绝缘子伞裙结构的选型上，应当注意以下问题：

(1)大小伞结构比等径伞结构好。因为2个大伞之间的距离比等径伞结构的伞问距离大， 且相对受雨面积小，因此雨水不易形成两伞间的桥接。

(2)上部细下部粗的套管结构形式耐雨闪性能不好，在绝缘子伞裙结构的选择上，要尽可能避免这种结构。这是因为上部的雨水都会沿着表面流到下部，极易构成下部伞裙问的桥接，运行实践已证明这

类结构形状的套管更容易发生雨闪。此外，加装附加伞裙的方法也可以防止设备伞裙间雨水桥接造成雨闪。清华大学高电压实验室的近期

试验研究表明，在45。角淋雨状态下，对于110kV 棒形支持绝缘子和500 kV 单节棒形支持绝缘子，加装3个硅橡胶增爬裙比不加增爬裙的雨闪电压提高20％一30％ ；在垂直淋雨状态下，加装3个硅橡胶增爬裙比不加增爬裙的雨闪电压提高10％左右。可以通过深入研究750 kV 电站设备增爬裙的形状设计以及安装位置和数量等问题，提高750 kV 电站设备的耐雨闪能力。RTV 涂料技术及其与增爬裙技术联合使用对外绝缘设备防污闪、雨闪能力的提高，在地处平原地区的我国华北和东北地区均得到了运行实践证明。可以在高海拔750 kV 线路上，开展上述技术应用效果的研究，提高外绝缘设备防雨闪能力。

4 结语

(1)海拔因素对有、无RTV 涂料的绝缘子，以及复合绝缘子的污闪电压的降低影响是相似的。在高海拔、低气压条件下，复合绝缘子和RTV 涂料仍能显著提高外绝缘设备的耐污闪能力；(2)综合防污特性及经济等多方面因素， 推荐在高海拔重污区的750 kV线路上采用复合绝缘子及RTV涂料技术，以保障输电线路的稳定运行；(3)由低气压而对硅橡胶材料憎水性迁移特性的影响并不明显， 而低温和高湿度对硅橡胶材料憎水迁移性的延缓的影响却比较显著。因此对于高海拔地区750EV 线路上应用的复合绝缘子，应当合理设计绝缘子的伞型结构，提高有效爬电距离，并利用材料、化工等学科手段，提高复

合绝缘子在低温高湿环境下的憎水特性；(4)750 EV电站设备由于绝缘高度较高，直径较大，在高海拔低气压下雨闪问题可能会更为严重。因此在绝缘子伞裙结构选型时，推荐选用大小伞形式的伞裙结构，避

免使用上细下粗形套管， 同时可以采取增爬裙等方法提高设备防雨闪能力。