空气间隙

±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程首次将直流电压提升至±1100千伏，输电容量提升至12GW，送电距离超过3300千米，是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的“四最”特高压直流输电工程。 ±1100kV工程土建施工、电气安装和调试的难度都远超以往任何电网工程，1100kV直流设备全部重新研制，对现场设备安装技术挑战极大，主要表现在：超长、超重、超常规特大型设备安装技术挑战极大。高端换流变全装带油总重达909吨，超过电网工程设备安装重量及体量极限；户内直流场在有限空间内的大型设备安装提出了新的要求；±1100kV工程由于电压等级提升，极线侧耐受操作冲击电压的放电曲线已达到饱和区域，电场均匀性和空气间隙对电极形状极为敏感，对现场金具安装工艺提出了新的要求；阀厅和户内直流场均为超大跨度建筑物，最大跨度达80米，建筑单体面积近8000平米，采用格构柱+空间桁架梁结构方案。当前国内、外均没有适用于±1100kV及以下换流站工程分系统调试的规程及标准。 本系列标准围绕±1100kV工程带来的挑战和技术空白：一是首次形成了1100kV设备安装技术标准体系，制定了涵盖±1100kV工程线路施工、土建施工、设备安装和分系统调试建设全过程、各环节的安装及验收技术标准；二是研制形成了国际上首台首套±1100kV设备现场安装的全套施工装备，确定了各种技术路线设备厂家的工装设施、试验设备、大件运输的技术标准要求，安装功效提升20%；三是首次创新形成了具有现场实践意义的定量化验收及检测指标体系，创新研发了特殊金具缺陷三维测量装置，填补了金具表面平整度检测的空白；首次建立适用于±1100kV电压等级及以下特高压换流站完整的分系统调试规范体系，实现了提前预控系统调试项目不带电检查。国内外尚无成熟经验和技术标准，从工程设计、设备、施工、安装至调试验收，均属于国际首创，本系列标准均属首次制定与实践。 本系列标准有力保障了±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程的顺利投运，将国际首次创新引领性工程在建设各环节的诸多新问题得以解决，建立了全套的调试和验收标准，为后续电网建设提供强有力的技术储备，充分保障了工程建设高质量、安全稳定运行目标。±1100kV工程投运后，每年可向华东地区输送电能660亿度，对于有序推进一带一路，构建全球能源互联网，具有重大示范意义。

±1100kV换流站换流阀施工及验收规范等15项标准制定了涵盖±1100kV工程线路施工、土建施工、设备安装和分系统调试建设全过程、各环节的安装及验收技术标准。适应1100kV设备安装要求，实现了安装工器具的施工装备升级，确定了各种技术路线设备厂家的工装设施、试验设备、大件运输的技术标准要求，形成了国际上首台首套±1100kV设备现场安装的全套施工装备。首次创新形成了具有现场实践意义的定量化验收及检测指标体系，创新研发了特殊金具缺陷三维测量装置，填补了金具表面平整度检测的空白。按照“电压、电流、均压、间隙、受力”五复核验收检测，形成等电位连接测试、接触电阻测试、金具表面缺陷检测、相对空气间隙校核、重要设备端子受力验收及检测技术标准，研制定量化检测技术仪器及手段，形成金具安装检测操作规程。本系列标准应用于已投运的±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程中，实现了工程沉降零超标、回路零发热、金具零放电、接线零差错、软件零误报，确保调试后零检修直接送电。充分保障了工程建设高质量、安全稳定运行的目标。依托本系列标准，形成300余万字《特高压直流工程建设管理实践与创新》丛书，指导了31个标准化作业指导书、357项施工方案的编制，进一步规范现场作业流程和标准。 依托本系列标准开展的研究攻关工作，实现了施工装备的全面升级，有效地解决了工程建设过程中的重大问题。本系列标准为后续特高压建设的升级和完善提供了良好范本，已成功应用于巴西、巴基斯坦等海外直流工程建设。

输电线路以及变电站雨闪事故较多，目前国内外学者对降雨条件下间隙放电特性进行了研究，但降雨条件下短 空气间隙放电特性及机理没有明确结论。本文利用降雨模拟试验平台，研究降雨强度、雨水温度、雨水中所含离子种类 对棒-棒短空气间隙交流击穿电压的影响。试验结果表明：降雨强度对棒-棒短空气间隙交流击穿电压的影响明显。降雨 强度增加使交流击穿电压降低，而雨水温度的升高会使空气间隙交流击穿电压升高，雨水中所含离子种类的改变对交流击穿电压没有影响。研究所得结果可为降雨频发地区的外绝缘设计提供理论指导。

飘挂物引起变电站内设备闪络故障已经成为电力系统跳闸事故的重要原因之一，严重威胁电力系统安全稳定。由于飘挂物引起变电站线路闪络过程难以被监测，本文利用某500kV变电站220kV母线跳线闪络故障建立三维仿真模型，通过研究不同位置、不同形状以及不同材料飘挂物下落过程中间隙电场分布情况，给出了长空气间隙飘挂物跌落引起闪络的特点和机理。同时研究飘挂物下落位置跟造成闪络所需最短长度的关系，给变电站内线路飘挂物防护提供理论指导。

对于临近直流线路接地极的交流高压架空线路，光纤复合地线（OPGW）分段绝缘单点接地是一种有效的接地方式。通过一起500kV分段绝缘OPGW的光纤中断故障，对光缆接续盒构造、OPGW感应电压分布、雷击三个因素开展分析，当光缆接续盒绝缘套管耐压值低于并联空气间隙的雷电击穿电压值，雷击导致光缆接续盒的绝缘套管击穿而空气间隙不会放电。通过计算OPGW的感应电压分布，证明两条光缆在光缆接续盒的引入处所形成的感应电压的差值与两侧OPGW的绝缘长度的差值成正比，绝缘击穿后两根光缆之间形成电流发热并最终损坏光缆。最后，针对光缆接续盒、光缆引下部位和光缆长度设计提出了整改措施，通过长期运行体现了成效，消除了故障，也为同类型线路的设计、施工、运行维护提供了有益的参考。

大风、冰冻、雷暴等恶劣天气事件是影响架空输电线路安全的主要原因，利用气象信息进行输电线故障风险 预警成为提高电网运行可靠性水平的重要手段。由于风向和风速的随机性，输电线路风偏放电预警是一个典型的非确 定性条件下的比较和预测问题，而现有的风偏放电风险预警方法使用的风参数为预报风向中心角度和预报风力等级的 最大风速，没有考虑风预报准确性以及风向和风速的波动变化，所得计算结果偏离实际。 对此，本文提出一种计及风 预报误差影响的输电线风偏放电预警方法。首先根据绝缘子刚体直杆模型，建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏 角计算模型，根据几何关系计算输电线路对杆塔的最小放电距离；然后分析了风预报准确性对预测风偏角的影响，提 出了预报风速和风向角的概率分布模型；在预报风力等级和风向下通过蒙特卡罗抽样计算最小放电距离，并与允许的 最小安全空气间隙比较，得到短期风预报下的输电线路风偏放电概率，实现了预报风况下输电线路风偏放电在线预 警。最后通过实例分析验证了所提风偏放电概率预警方法的有效性。

项目属于电气工程领域，涉及特高压、输电线路、带电作业、高压试验、工器具等专业，经4家科研生产单位历时7年协同攻关完成。填补国际空白的创新成果如下：获得了真型杆塔带电作业间隙的放电曲线，揭示了作业人员介入超长空气间隙的放电特性规律，提出特高压直流带电作业安全距离等关键技术参数；获得特高压直流等电位作业电场分布特性，提出屏蔽防护参数并研制世界首套±1100kV带电作业专用屏蔽服，开发出多维感知系统，保障了带电作业安全。成功研制世界最大吨位840kN耐张绝缘子的金属卡具和适用于1250mm²大截面导线的特大吨位软硬质提线工器具，攻克了±1100kV线路带电作业特大吨位负荷转移难题；编制世界首个±1100kV带电作业技术导则和系列作业指导书，提出±1100kV电动提升装置法、直升机吊篮法等进出等电位方法，并推广至其他电压等级。获发明授权6项，实用新型12项，软著2项，发表论文25篇（SCI/EI 10篇），专著1部，标准1项。中电联鉴定认为成果达到国际领先水平。

​10月17日上午，±800千伏金上—湖北特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管高海拔空气间隙真型试验顺利完成。

10月18日，记者从国网青海省电力公司电力科学研究院获悉，该院完成±800千伏金上-湖北特高压工程换流变阀侧套管高海拔空气间隙真型试验。