敦煌古城位于传说中的丝绸之路, 一条连接中华帝国到印度及波斯的历史名胜贸易之路, 并从那里兴起了地中海文化。这条6500km长的连接之路对东西方经济与文化相互交流起到了关键作用, 数百年来商人、僧侣和游牧民往返于这条路上。

最近我参加了一次会议, 会上来自本地和国际的专家们交换了对于变电站绝缘子问题的看法, 有幸发现了这个令人迷恋的地方。这一偏远的沙漠绿洲之所以成为此次会议的举办地是因为附近一个非同寻常的750kV试验变电站, 即沙洲变电站 (参见30页的文章)。沙洲变电站如此独特之处就在于这是首次站内所有设备全部采用复合外套绝缘的变电站之一, 从套管到避雷器, 从变压器到变电站支柱等等。

会议讨论了广泛的议题。例如, INMR前资深专栏作家、清华大学梁曦东教授报道了复合绝缘子在中国的应用有助于大大减轻90年代以来的闪络事故。国家电网公司的宋胜利也提出, 鉴于中国很多地区典型的恶劣环境, 直流瓷绝缘子通常需要高达86mm/kV的统一爬电比距 (USCD)。他提出, 若使用复合外套代替瓷绝缘子, 在上述应用中低于50mm/kV足够了。他同时强调了采用这种技术需要解决的具体问题, 例如SF6套管的气体泄漏, 冰雪闪络以及特高压设备的机械应力。国内复合绝缘子生产商方面的专家方江组织了此次会议, 他回顾了中国电科院复合材料和元件重点实验室开展的研究, 目标是优化外套设计。他还总结了减少鸟害风险或鼠类对绝缘子损伤的技术, 而且到现在为止, 这家工厂生产的30万支复合绝缘子中, 没有发生啄坏或咬坏的严重事件。

我也在会上发了言, 谈到估计全球已经挂网运行的空心复合绝缘子超过200 万支。我提到, 在交流电压的情况下, 极端污染或超高压系统下采用复合外套是最有利的。然而, 对于直流, 规定采用复合绝缘子实质上是强制性的, 以允许设备向更高电压等级的超高压和特高压发展。之所以如此是因为超高压和特高压下瓷绝缘子的长度将会变得极长, 达到生产可行性和应用要求的极限。

亚利桑那州立大学的Ravi Gorur也在会上发言。他指出, 与中国不同的是, 促使美国大量采用复合外套这一显而易见的趋势不是因为其卓越的耐污性能, 而是从其安全和成本的利益角度来考虑。据Gorur介绍, 现在美国电力公司对复合外套的接受程度甚至比线路绝缘子更高。来自瑞典的Stanislaw Gubanski也指出, 需要确保复合绝缘子不仅在污染环境下, 而且在其它运行环境下表现良好。例如, 已有报道在热带和潮湿地区, 微生物生长在这种外套上, 但因为不会引起硅橡胶材料的降解并且通常对电气性能的影响有限, 并未被视作是严重的威胁。

罗兵介绍了中国南方电网开展的一些研究, 并汇报了在直流方面的运行经验, 目前国内变电站使用复合外套几乎是惯例。他同时指出, 因为复合支柱绝缘子比瓷绝缘子更有优势, 所以现在采用量日益增加。基于6年的运行经验, 安装应用在超高压/ 特高压直流中的超过1000支复合支柱绝缘子表现很好。他的确提到了液体硅橡胶 (LSR) 制成的复合外套套管的一些老化问题, 包括局部硬化, 开裂和疏水性丧失。也出现了少量伞裙间距离过小的外套发生污染闪络和雨水闪络。然而根据经验, 污秽试验通常更严格, 因此设计正确的防污绝缘子应当被认为具备足以在大雨天气下运行良好的性能。他建议, 基于这一点, 直流绝缘子伞距/悬距 (S/P) 比>0.9, 大型伞裙间的最小距离必须至少为70mm, 最佳距离为90mm。

中国电科院的周军也报道了他们的研究工作, 包括在西藏高海拔地区正进行的不同制造商生产的复合外套的长期测试。他指出, 中国已发布了很多超前于IEC发布的复合绝缘子新标准。Alstom公司的Denis Chattrefou提到, 除其他事项外, 还需要将光纤融为非传统数字传感器必要组成部分的复合支柱绝缘子。

最后, 中国国家电网的朱安明和来自CPECC的于波共同回顾了整个沙洲变电站采用复合支柱绝缘子及外套的各种技术和经济依据。首先, 这些外套必须通过模拟变电站严酷沙漠运行环境的严格测试。随后对比经济计算显示, 综合考虑采购和寿命周期的总成本, 这是更好的解决方案。

随后参观了2013年以来一直在运行的750千伏沙州试验变电站, 使发言人和其他来宾欣赏其独一无二的特性以及该站点的严酷条件。这次会议有助于明确了解复合外套的当前状态, 使我确信这一目前成熟的产品技术正变得越来越具有竞争力。

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