高海拔地区500 kV电缆户外终端用复合空心绝缘子的设计

赵海军，徐 健，陈琳杰，周长城

(沈阳古河电缆有限公司，辽宁 沈阳 110115)

电缆户外终端用外绝缘产品分为瓷空心绝缘子和复合空心绝缘子。复合空心绝缘子与瓷空心绝缘子相比具有以下优点：质量轻(同电压等级轻1/3～4/5)便于安装和运输、防爆性能好[1]、优异的憎水性[2]以及优良的电气性能和绝缘性能，特别是可达到很高的污秽等级[3]。

对于500 kV电缆户外终端安装，特别是高海拔地区选择质量轻、绝缘性能强的外绝缘产品尤为重要。本文针对高海拔地区500 kV电缆户外终端用复合空心绝缘子进行设计和验证。

1 产品设计

a.爬电距离

电缆户外终端的正常使用条件为海拔高度不超过1000 m，在此范围内根据Ⅳ级污秽等级所需的爬电比距计算复合空心绝缘子的爬电距离为Lt=R×U×K1×K2×K3=31×550×1.2×1.2×0.9=22 096 mm。其中：R为爬电比距；U为设备运行最高电压；K1为直径修正系数；K2为设计裕度；K3为硅橡胶耐污缩小系数。

根据GB/T 22078.3—2008《额定电压500 kV(Um=550 kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》规定，对于海拔高度超过1000 m，但不超过4000 m安装使用的电缆户外终端，按(试验电压×海拔校正因数Ka)要求相应提高电缆户外终端的外绝缘水平。其中Ka=1/(1.1-H×10-4)，H为电缆户外终端安装地点的海拔高度。

对于海拔4000 m高度Ka=1.43，爬电距离为22 096×1.43=31 597 mm。本次设计海拔高度为4000 m，爬电距离设计为32 000 mm。

b.伞形设计

根据规定，采用耐污型大小伞结构，其主要尺寸：伞间最小距离C=57 mm；伞间距与伞伸出之比S/P1=60/62=0.97≥0.8；大小伞伸出差P1-P2=62-46=16 mm>15 mm；大伞伞倾角6o，小伞伞倾角8o；按Ⅳ级污秽等级选取的爬电系数αCF<4；剖面形状系数P.F.=(2P1+2P2+S)/I=(2×62+2×46+60)/252=1.1。

c.产品结构高度

根据伞形设计，为满足爬电距离要求，需要127组伞，其干弧距离St=7660 mm；法……