标题:特高压曲折之路：解决四大技术难题
作者:mrvon
日期:2014-05-17 17:24
内容:
1880年12月，美国纽约提供了真正意义上的公用照明电力服务，由Brush Electric Company’s建设的输电线路，供电距离在曼哈顿的几条街道之间，只有3.2公里;1889年，俄勒冈波特兰通用电气创造了14公里的输电距离，额定输送功率4千瓦，创造当时世界范围电力传输的“高压”奇迹。
125年后的今天，在中国，河南已经通过一条800千伏特高压直流输电通道与新疆相连，每年从新疆可以接受370亿千瓦时的电量，其线路总长2192公里，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省(区)。自2009年以来，国家电网已经先后建成投运2条交流与3条直流特高压输电工程。
电力科学家们怎样从输电距离3.2公里纵深到2000公里以上?或者未来的5000公里?技术秘诀是提升输电电压。为此，科学家们为提高既看不见也摸不着的输电电压等级不懈努力：电网建设历史记录，百年来输送电压从10千伏、35千伏、110千伏、220千伏、330千伏、500千伏、750千伏，直到1000千伏。
但是，每一次提高电压都面临电力传输技术的障碍。交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压，国际上高压通常指35-220千伏的电压;超高压通常指330千伏及以上、1000千伏以下的电压;特高压指1000千伏及以上的电压。每提高一个输电压等级，都面临技术极限的突破与挑战。
难题之一：提高电压与抑制电压
陈维江是特高压输电研究领域的专家，是国家电网公司交流建设部副主任，同时也是中国武汉特高压交流试验基地的主要建设者，在特高压输电重大关键技术的研究中发挥了重要作用。当记者在国家电网办公大楼的一间会议室问及特高压技术突破的最大难点是什么时，他回答：“首要攻克的是解决电压控制难题”。
特高压，顾名思义就是传输高等级的电压，科学家们千方百计提高电压传输等级，为何首要考虑的却是如何控制电压?“电压控制”是输电技术领域的重要概念，是指电源电压超过其额定值时的电压控制，包括三种方面：第一是运行电压控制，第二是内部过电压控制(包括暂时过电压、操作过电压以及特快速瞬态过电压)，第三是雷击过电压控制(外部过电压)。
当电网正常运行时，线路50赫兹正弦波的电压是运行电压，比如1000千伏特高压线路，正常运行的线电压是1000千伏，500千伏超高压线路，运行电压就是500千伏，运行电压也被称为稳态电压;而过电压则是一种瞬态电压，只在某个瞬间突然出现，而不像正弦波那样反复不变。过电压要比运行电压高很多，如 ..
回复: 特高压曲折之路：解决四大技术难题
#1 [mrvon 5-17 17:25]
难题之二：污秽环境下外绝缘子的配置
环境的恶化，对那个行业影响最大?如果说是电网并不夸张。我国大气污染的日益严重，工业生产排出的含盐废气，包括钠、钾、钙等，实时对输电线路绝缘进行攻击。
如果注意观察，在高压输电塔上悬挂一串串多盘伞状的绝缘子，它的下端就拴着高压线。日积月累飘落在绝缘子上的污秽灰尘，当遇到水分，包括雾、积雪融化和毛毛雨时，灰尘溶解瞬间变成了导电体，在电力场作用下出现强烈的放电现象，此时电网容易出现短路事故。绝缘子短路导致电网断电的重要原因，不是绝缘子本身被“击穿”，而是高压电沿着绝缘子表面的空气被“击穿”，电学称为“闪络”，俗称“污闪”。上世纪90年代北京办亚运会前，华北500千伏电网就曾发生过大面积污闪事故。
为了确保线路的安全运行，以往国际上通常采用停电清扫、不停电清扫和带电水冲洗方法。以200千伏以上高压输电线路为例，据美国能源信息署(EIA)统计，2012年美国200千伏以上高压输电线路只有30.7万公里，而中国达到51.4万公里，是美国的1.68倍。假设以高压输电两塔之间档距50米估算，约有1000万个输电塔需要人工经常清扫。上世纪80年代伴随空气污染的加重，电力科学家寻找到一种叫硅油的憎水性涂料，把它涂到陶瓷绝缘子表面，以增加绝缘子的憎水性。
随着各国的输电网向特高压、大容量、远距离输送方向的发展，传统绝缘子面临着巨大的挑战，使用复合材料绝缘子，不仅抗污闪性能好，也可减小塔头尺寸，同时减轻线路运行维护的工作量和停电次数，为电网带来巨大的经济效益。
在湖北武汉特高压交流试验基地户外试验场，记者看到地上摆放包括陶瓷、玻璃与复合材料三种不同材质的绝缘子。陈维江对记者说：“在低电压等级的时候，陶瓷、玻璃、复合材料的都可以用，我们叫‘三分天下’，但是到了特高压不能再大量使用瓷绝缘子，一方面由于输电线路经过的绝大部分地区面临难以解决污秽的问题，另一方面沿用瓷绝缘子增加片数会增加塔的承重”。
使用复合绝缘子在超高压、特高压输电线路上的运行，国外积累一些经验，比如加拿大、美国、前苏联均在高电压等级电线路部分采用了复合绝缘子。中国建设特高压电网，工程技术人员也瞄准了具有高抗张强度和高抗冲击性且重量轻的硅胶复合绝缘材料。但是，在特高压电网使用复合材料绝缘子，最大的约束条件是环境污染对绝缘子的影响，这是上述国家没有遇到的，也是中国的国情。 < ..
#2 [lintao 6-16 18:21]
楼主我顶你太強大了 [s:18] [s:21]
#3 [新见789 7-3 12:06]
顶楼主。好贴大家顶。 [s:35]
#4 [kira 7-8 11:23]
好贴，強贴。贴大家顶！顶出新世界。顶出人材来。 [s:35] [s:18]
#5 [ahmw74891 7-21 11:42]
楼主英明的决断，将为人类造福。好贴！顶！ [s:18]
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