复杂环境下输电线路绝缘防护关键技术、系列产品及应用

2021 年度河北省技术进步奖二等奖

河北省南部电网地处我国“西电东送”核心通道，输电线路长度近4 万千米。但河北作为全国地形地貌最全省份，气象与地理环境相互作用，造成局部区域内多雷、强风、重污、大型候鸟等恶劣环境交替呈现，线路杆塔电气绝缘失效风险放大，线路故障率居高不下，重点防护下重要输电通道仍故障频发，严重影响电力可靠供应。项目团队产学研联合攻关，突破了关键环境因子对绝缘放电的交互作用机理、风险在线识别及高性能绝缘材料制备三项关键技术。

主要技术创新点

1.揭示了关键环境因子对杆塔电气绝缘的作用机制。揭示了先导路径梯级发展受空间电荷累积和屏蔽效应影响机制，掌握了雷、风、污、鸟粪对杆塔电气绝缘闪络时电荷分布的作用规律，构建出影响电气绝缘的关键环境因子指标体系，大幅提升绝缘故障风险识别准确率。

各类环境因素对绝缘闪络的影响

2.提出了基于环境因子精准监测的故障风险动态识别技术。发明了基于电流-电压相差的污秽等实时监测技术及装置，结合现有监测装置实现了关键环境因子的实时获取，发明了基于模糊算法的杆塔电气绝缘故障风险动态识别技术及系统，实现了绝缘风险的精准识别，为绝缘配置提供了依据。

3.研制出针对不同恶劣环境的系列高性能绝缘产品。以含强电负性氟原子硅氧烷改性有机硅材料和超临界CO2流体技术提升芳纶纤维机械性能，研制出氟硅橡胶复合绝缘子、强憎水性防污闪涂料和柔性间隔棒等系列产品，憎水持久性及迁移性提升1-2 等级、间隙击穿电压最大提升1 倍，满足各类恶劣环境下的绝缘防护需求。

绝缘护套

氟硅橡胶复合绝缘子

该成果在河北省南部电网全面应用，并推广至多家网省公司，线路绝缘防护能力大幅提升，线路绝缘故障率和严重危机缺陷率均大幅下降，电网迎峰期间重要线路零绝缘故障率运行，保障了河北省能源战略安全。环境监测装置、风险识别系统及绝缘产品销往全国，其中防污闪涂料在±1 100 kV 昌吉—古泉输变电工程中得到应用，并作为优质产品出口海外，经济社会效益显著。