復雜環境下輸電線路絕緣防護關鍵技術、系列產品及應用

2021 年度河北省技術進步獎二等獎

河北省南部電網地處我國“西電東送”核心通道，輸電線路長度近4 萬千米。但河北作為全國地形地貌最全省份，氣象與地理環境相互作用，造成局部區域內多雷、強風、重污、大型候鳥等惡劣環境交替呈現，線路桿塔電氣絕緣失效風險放大，線路故障率居高不下，重點防護下重要輸電通道仍故障頻發，嚴重影響電力可靠供應。項目團隊產學研聯合攻關，突破了關鍵環境因子對絕緣放電的交互作用機理、風險在線識別及高性能絕緣材料制備三項關鍵技術。

主要技術創新點

1.揭示了關鍵環境因子對桿塔電氣絕緣的作用機制。揭示了先導路徑梯級發展受空間電荷累積和屏蔽效應影響機制，掌握了雷、風、污、鳥糞對桿塔電氣絕緣閃絡時電荷分布的作用規律，構建出影響電氣絕緣的關鍵環境因子指標體系，大幅提升絕緣故障風險識別準確率。

各類環境因素對絕緣閃絡的影響

2.提出了基于環境因子精準監測的故障風險動態識別技術。發明了基于電流-電壓相差的污穢等實時監測技術及裝置，結合現有監測裝置實現了關鍵環境因子的實時獲取，發明了基于模糊算法的桿塔電氣絕緣故障風險動態識別技術及系統，實現了絕緣風險的精準識別，為絕緣配置提供了依據。

3.研制出針對不同惡劣環境的系列高性能絕緣產品。以含強電負性氟原子硅氧烷改性有機硅材料和超臨界CO2流體技術提升芳綸纖維機械性能，研制出氟硅橡膠復合絕緣子、強憎水性防污閃涂料和柔性間隔棒等系列產品，憎水持久性及遷移性提升1-2 等級、間隙擊穿電壓最大提升1 倍，滿足各類惡劣環境下的絕緣防護需求。

絕緣護套

氟硅橡膠復合絕緣子

該成果在河北省南部電網全面應用，并推廣至多家網省公司，線路絕緣防護能力大幅提升，線路絕緣故障率和嚴重危機缺陷率均大幅下降，電網迎峰期間重要線路零絕緣故障率運行，保障了河北省能源戰略安全。環境監測裝置、風險識別系統及絕緣產品銷往全國，其中防污閃涂料在±1 100 kV 昌吉—古泉輸變電工程中得到應用，并作為優質產品出口海外，經濟社會效益顯著。