输电线路绝缘子选择与计算

1 绝缘子选型

1.1 绝缘子材质

我国主要生产的绝缘子主要有盘形瓷绝缘子、盘形玻璃绝缘子及复合绝缘子

1.2 各类绝缘子特性

绝缘子的性能比较

表1-1 不同类型线路绝缘子的性能比较

3 污区划分

3.1 沿线污秽调查

3.1.1 走廊沿线污源分布情况

本次对待建1000kV特高压中线工程线路走廊沿线进行了污染情况调查。湖北省境内绝大部分地区为自然污秽，包括生活污染、公路扬尘、农村施用农药、化肥以及烧山积肥的灰尘；工业污秽主要集中在宜城市板桥镇，分布有石灰厂、水泥厂、采石场等重点污源。河南省境内线路附近分布较多乡镇，主要的自然污秽来自居民区的生活污染和农田施用的化肥等，线路跨越铁路、高速公路、土路若干，加上风沙扬尘等也会对线路造成一定的污染；工业污源主要有采石场、石灰厂、水泥厂、铝铁厂、炼钢厂、火电厂等。山西省境内沿线分布储煤厂、炼焦厂、炼铁厂、火电厂、砖厂等，小型煤矿区和炼铁高炉更是星罗棋布，大气污染十分严重。另外1000kV特高压中线工程线路平行或跨越的500kV线路有：斗樊线、双玉Ⅰ、Ⅱ回、樊白Ⅰ、Ⅱ回、姚白线、白郑线、牡嵩线、沁获线、榆临线；跨越铁路七条、已建成高速公路六条、国道和省道若干。

(1) 化工污秽

该线路走廊附近的化工污源主要集中在河南省和山西省，主要有沁阳市碳素有限公司(1500万kg/a)、孟县化肥厂(6000万kg/a)、偃师市山化县化工厂、南阳石蜡精细化工厂(12000万kg/a)、南阳市金马石化有限公司(600万kg/a)、长治化工有限公司、钟祥市华毅化工有限公司(18000万kg/a)等。另外晋城市规划中的野川、马村化工园区，工厂十分集中，规模现在大约为30000万kg/a，随着发展，其规模将进一步扩大。

(2) 冶金污秽

冶金污秽主要包括铝厂、炼铁厂、炼钢厂等。根据调研情况，主要有巩义市回锅镇的铝加工基地、焦作市西向镇的沁阳铝试验厂(5000万kg/a)、西向镇宏达炼钢厂、晋城市泽州县弘鑫冶炼公司(3000万kg/a)以及晋城分布广泛的小型炼铁厂等。

(3) 火电厂

主要集中在河南省和山西省，有以下大型火电厂：沁阳铝电集团电厂(31万kW)、孟州电力股份有限公司(49万kW)、偃师市首阳山电厂(100万kW)、洛阳华润热电有限公司(25万kW)、南阳市鸭河口电厂(现有70万kW，总体规划310万kW)、阳城电厂(现有容量235万kW，在建的二期规模将达到355万kW)，晋城和长治规划中将建成赵庄电厂、高河电厂、沁水电厂和郑庄电厂四个大型火电厂，规模都在240万kW以上，这将大大增加污染的严重程度。

(4) 其它工业污秽

沿线走廊附近除上述类型污秽外，还包括如水泥厂、石灰厂、煤矿区等。主要有宜城市水泥厂、汝州水泥公司、南阳航天水泥厂、赵庄煤矿、成庄煤矿等。另外沿线有许多小型采石场、砖厂、煤矿和储煤厂等，污染比较严重。

(5) 自然污秽

自然污秽主要是由大气降尘、风沙、农药以及化肥产生的污染。待建特高压线路沿线多数地段附近工业并不发达，大气环境污染状况相对较轻。湖北省境内地势多为平地和丘陵，沿线主要是农田和旱地，杂树林覆盖面积较大，植被较多，雨水比较充沛，在一定程度上减轻了自然污秽的影响。河南省境内地势以平原为主，全年以东北风为主，雨水较

少，灰尘、风沙较大，自然污秽影响比较大。山西省境内主要以高山大岭和山地为主，待建特高压线路将跨越太行山脉，全年以西北风为主，降雨较少，粉尘污染严重。

(6) 部分污秽物化学成分分析

对沿线走廊不同类型的污源点的污秽物进行了取样以及化学成分分析，分析结果见表3-1。

表3-1 部分污源污秽物成分分析结果单位：mg/L

图3-6 污染物的化学成分

从测量结果和上图可知，污秽物中Ca+离子含量远大于Na+、K+、Mg2+离子含量，尤其是炼焦厂、水泥厂和化肥厂，都大于100mg/L。污秽物中的Na+和K+含量基本相等，其中以火电厂和炼钢厂最为严重。负离子中SO42-离子含量最高，其中水泥厂和火电厂都超出了100mg/L，化肥厂甚至超过200mg/L。可见，沿线污染源的排放物主要以粉尘污染和盐类污染为主。

2.1.2 气候条件和污湿特征

根据调查收资，沿线与污秽闪络相关的降雨量、小雨天数、降雾日数及最长雾日数、平均温度和相对湿度及污闪季节的风等气象条件的调查统计结果如下：

图3-7 降雨日数

从调查情况来看，2002年-2004年三省的降雨主要集中在6月-9月，这四个月的平均月降雨日数为15天-22天。占到全年降雨日数的52%-68%。降水量以荆门、襄樊、南阳和平顶山等地居多，山西省降水量在三省中为最少，呈从南向北逐渐减少的趋势。连续无降雨日主要集中在10月至来年3月，平均连续无降雨日数呈从南向北逐渐递增的趋势。毛毛雨是引发污闪的主要原因，湖北地区以及河南省南部毛毛雨较多，为18天-39天；河南北部及山西省相对较少，为12天-29天。

综合上述情况，沿线从南向北利于积污的气象条件递增的趋势，但诱发污闪的外部条件例如毛毛雨则反之，降雾气象以南阳、长治境内较为严重。

表3-2 污闪季节的风速、主导风向和静风频率统计

2002-2004年的污闪季节的风速均在2m/s左右，静风频率在23%以下，不利于污染物的扩散。

3.2 沿线现状污区情况

3.2.1 现有污区图的情况

3.2.2 现场实测污秽状况

图3-16 山西段路径与电网相对关系图

注：斗樊线144#杆塔绝缘子串在雾湿天气下有放电现象。

3.3 本工程沿线污区划分

3.3.1 污区划分原则

(1) 参照GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》的规定。

(2) 有关文件的要求；

(3) 结合特高压线路具体情况及污区划分“运行经验、污湿特征、现场等值附盐密度”三要素来确定。当三者不一致时，应以运行经验为主；

(4) 对既没有运行经验、又没有盐密测量值的地区，暂按污湿特征，并结合各省最新污区分布图的定级来确定污秽等级。

建议本工程特高压线路污区划分参照GB/T16434-1996中对各污秽等级下的爬电比距分级数值作出的规定，如表3-6所示。