变电站电晕噪声的治理措施

兰碧海，孟 超

（山西省电力公司送变电工程公司，山西 太原 030006）

1 电力变电站的噪声分析

变电站系统共分6个等级，1 000 kV、500 kV、220 kV、110 kV、35 kV及10 kV配变电站。变电站的类型多种多样，有露天站、室内站、半室内站。220 kV变电站深入市区，其中以35 kV变电站及线路构成了城区供电的主网架。为加强对变电站噪声的控制，山西省送变电工程公司单位技术人员主要针对500 kV变电站进行了噪音测试，本次共测试了5个500 kV变电站，从测试结果来看，变电站产生噪声的声源主要来自母线、金具，特别是上层软母线、管母线、以及一次设备连接金具部分，其噪声值大多在70 dB(A)以上，最高达到88 dB(A)。由此可见，降低变电站内产生的电晕噪声主要是通过控制导体与金具[1]。

2 电晕噪声治理措施

2.1 导体制造、包装、运输等方面采取的措施

2.1.1 导体制作

导体的绞制设备应配有良好的预成型装置，绞合后所有单线应自然地处于各自位置，当切断时，各线端应保持在原位或容易用手复位；钢芯或者经部分绞合的半成品和待绞合的线股在整个绞合过程中将保持同样的温度。导体表面不应有肉眼可见的缺陷，如明显的划痕、压痕等，并不得有与良好的成品不相称的任何缺陷。

2.1.2 导体包装

所有对导体的包装应符合最新的国家标准或行业推荐标准的要求，应提供结实的钢木线盘有加固钢骨架的钢木结构线盘，具有良好的防震、防锈、防盗等保护措施，线盘应使得导体在运输、储存、装卸以及在现场放线操作免于一切损伤。绞线盘外层包装应有能防止绞线磨损、碰撞等的措施。使用的包装材料应具有化学稳定性，在任何时候均不应伤害导、地线。

2.1.3 导体运输

线轴吊装应采取措施使线轴不变形，不碰撞；采用专用线盘的导线线轴，需采用专用吊具。运送线轴前，应对道路状况进行调查，必要时进行修整，路况不良不得强行通过。线轴运输时，线轴要立放并且支垫牢固，支垫物不可接触导线。轮缘上均有标记，以标明在装运期间缆盘滚动方向，同时可防止缆盘上的缆松散。

2.2 针对不同电压等级对导体的设计要求

2.2.1 750 kV配电装置内导体

对于站址海拔高度不超过2 000 m的地区，750 kV配电装置内导体宜采用如下型式。

a）配电装置内母线应满足穿越功率要求的载流要求，应选用单根直径不小于71 mm的双分裂导线。

b）配电装置内跨线应选用单根直径不小于71 mm的双分裂导线。

c）配电装置内设备间连线应选用直径不小于200 mm的管形导体。

d）配电装置内引下线，包括各回进出线进串的引下线以及进出线电压互感器、避雷器与本回路进出线之间的连线，应选用单根直径不小于71 mm的双分裂导线。

对于站址海拔高度超过2 000 m的地区，750 kV配电装置宜采用屋外气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配电装置，同时配电装置内导体宜采用如下型式。

a）配电装置主变进线跨线以及从主变套管和GIS出线套管引出至跨线和线路的连线选用4分裂导线，具体导线型式应根据工程条件校验后选取。

b）配电装置内进出线电压互感器、避雷器与本回路进出线之间的连线选用4分裂导线，具体导线型式应根据工程条件校验后选取。

配电装置内设备间连线应选用直径不小于200 mm的管形导体[2]。

2.2.2 500 kV配电装置内导体

对于站址海拔高度不超过2000m的地区，500kV配电装置内导体宜采用如下型式。

a）配电装置内母线应根据通流要求，选择直径不小于60 mm的管形母线；母线结构尚应符合静、动态强度要求。

b）配电装置内跨线及设备间连线，宜选用单根直径不小于51 mm的双分裂导线。

c）配电装置内设备间连线，必要时可选用直径不小于60 mm的管形导体。

对于站址海拔高度超过2 000 m的地区，500 kV配电装置内导体宜采用如下型式。

a）配电装置内母线应根据通流要求选择管形母线，具体导线型式应根据工程条件校验后选取；母线结构尚应符合静、动态强度要求。

b）配电装置内跨线及设备间连线，宜选用双分裂导线，具体导线型式应根据工程条件校验后选取。

c）配电装置内设备间连线，必要时可选用管形导体，具体导线型式应根据工程条件校验后选取。

2.2.3 330 kV配电装置内导体

a）配电装置内母线应满足穿越功率要求的载流要求，应选用单根直径不小于23.76 mm的双分裂导线。

b）配电装置内跨线应选用单根直径不小于23.76 mm的双分裂导线。

c）配电装置内设备间连线应选用直径不小于40 mm的管形导体。

d）配电装置内引下线，包括各回进出线进串的引下线以及进出线电压互感器、避雷器与本回路进出线之间的连线，应选用单根直径大于24 mm的双分裂导线。

2.2.4 220 kV配电装置内导体

对于站址海拔高度不超过1 000 m的地区，220 kV配电装置内导体宜采用如下型式。

a）配电装置内母线应满足穿越功率要求的载流要求，若采用软导线时应选用单根直径不小于23.76 mm的单根导线；若选择管形母线时，应采用直径不小于30 mm的管形导体。

b）配电装置内跨线应选用单根直径不小于23.76 mm的单根导线。

c）配电装置内设备间连线应选用单根直径不小于23.76 mm的单根导线。

d）配电装置内引下线以及进出线电压互感器、避雷器与本回路进出线之间的连线，应选用直径大于23.76 mm的单根导线。

对于站址海拔高度超过1 000 m的地区，220 kV配电装置内具体导线型式应根据工程条件校验后选取。

2.3 金具制造、包装、运输等方面采取的措施

a）金具制造表面粗糙度应进行严格控制，避免由于均匀性的差异影响其表面电位梯度。通常金具表面粗糙度不宜超过以下要求：导线悬垂线夹，表面光洁，粗糙度Ra值不大于6.3；导线耐张线夹，表面光洁，粗糙度Ra值不大于3.2；导线间隔棒，表面光洁，粗糙度Ra值不大于6.3；均压屏蔽环，表面光洁，粗糙度Ra值不大于3.2；均压环、屏蔽环和均压屏蔽环应采用符合相关国家标准规定的材料制造。当均压环、屏蔽环和均压屏蔽环采用铝及铝合金材料制造时，环的支撑架采用相应国家标准中规定的牌号不低于115A的铝板制造，环体焊接采用氢弧焊接，焊缝应均匀一致，焊缝不得有裂纹、弧坑、烧穿、焊缝间断等缺陷。环体应选用成熟、快捷的弯制工艺，在弯制过程中应避免管体开裂、严重变形、内皱、管壁拉伤等缺陷，管弯曲变形量不得超过外径的±3%，管子弯曲直径公差为±2 mm，均压环环体对焊时，其中心线允许偏差应不大于±2 mm，均压环外形尺寸偏差应不大于±5 mm。支撑架及紧固件均应热镀锌，锌层应满足相应国家标准的要求；间隔棒应能承受安装、维修和运行（包括短路）条件下的机械荷载，任何部件不得损坏和出现永久性变形。在实际正常的运行条件下，应满足对电晕和无线电干扰的要求。为保证安装方便和安全，打开间隔棒线夹时，线夹上的螺栓等各部件不应分离，在整个运行寿命期间，间隔棒应保持其正常的技术性能。

b）金具包装、运输。均压环、屏蔽环在吊装时，建议人工搬卸或布带吊装，且需轻拿轻放。运载时均压环之间应有垫板或隔板，以防在运输过程中损伤管壁。

2.4 金具的设计要求

2.4.1 绝缘子串的均压屏蔽

a）对于耐张串可采用均压环和屏蔽环组合方式或均压屏蔽环一体式方式设计，其中对于500kV、330 kV、220 kV（海拔1 000 m以上地区） 耐张串宜采用均压屏蔽环一体式方式设计，750 kV耐张串宜采用均压环和屏蔽环组合方式。均压环的安装位置应有效改善绝缘子串的电位分布，其电晕熄灭电压应不低于安装处最高运行相电压要求。

b）对于500kV、330kV、220kV（海拔1000m以上地区）悬垂串宜采用屏蔽环和防晕线夹的组合设计方案，均压环的采用视情况而定；750 kV悬垂串宜采用均压环和屏蔽环组合方式。

c）当采用开口圆环时，应在开口处管端设计半球形圆面，控制起晕场强和避免尖端放电，并且开口距离宜控制在100 mm，以便于安装。

d）屏蔽环设计时应保证被保护金具在屏蔽环15°保护角内，并且其环径与均压环宜取值一致。

2.4.2 间隔棒

间隔棒的防电晕，应依靠本身的造型而不另行安装屏蔽环；间隔棒设计时螺栓应采用暗埋方式，同时间隔棒夹头应采用大圆弧交接,避免尖端放电的出现；间隔棒表面可考虑采用表面抛光工艺。

2.4.3 T型线夹

T型线夹，包括螺栓线夹和液压线夹的设计应考虑电晕的影响，依靠本身的造型而不另行安装屏蔽环，其中对于液压线夹应合理选用，并且压接时应注意压接表面的粗糙度控制，避免尖端或毛刺的产生；螺栓线夹设计时应注意螺杆和螺帽的安装方式，避免局部突出于线夹本体以外，形成场强集中点。

2.4.4 导线线夹

耐张线夹、悬垂线夹的防电晕，220 kV应依靠本身的造型实现线夹本体表面场强的控制，对于330 kV及以上电压等级应依靠本身的造型以及耐张串、悬垂串上安装的均压屏蔽环共同实现。

2.5 导体安装时采取的措施

a）导地线现场储藏要求：线轴摆放场地应平整，不得有硬物凸起，防止损伤线体；线轴在现场须立放并且采取防滚措施。

b）软母线与金具的规格和间隙必须匹配，并应符合现行国家标准。

c）软母线与线夹连接应采用液压压接或螺栓连接。

d）软母线在挡距内不得有连接接头，并应采用专用线夹在跳线上连接；软母线经螺栓耐张线夹引至设备时不得切断，应成为一整体。

e）放线过程中，导线不得与地面摩擦，并应对导线严格检查。当导线有下列情况之一者，不得使用：导线有扭结、断股和明显松股者；同一截面处损伤面积超过导电部分总截面的5%。

f）新型导线应经试放，确定安装方法和制定措施后，方可全面施工。

g）切断导线时，端头应加绑扎；端面应整齐、无毛刺，并与线股轴线垂直。压接导线前需要切割铝线时，严禁伤及钢芯。

h）当软母线采用钢制各种螺栓型耐张线夹或悬垂线夹连接时，必须缠绕铝包带，其绕向应与外层铝股的旋向一致，两端露出线夹口不应超过10 mm，且其端口应回到线夹内压住。

i）当软母线采用压接型线夹连接时，导线的端头伸入耐张线夹或设备线夹的长度应达到规定的长度。

j）液压压接前应先进行试压，合格后方可进行施工压接。试件应符合下列规定：耐张线夹，每种导线取试件2件；设备线夹、T型线夹、跳线线夹，每种导线取试件1件；试压结果应符合规定。

k）采用液压压接导线时，应符合下列规定：扩径导线与耐张线夹压接时，应用相应的衬料将扩径导线中心的空隙填满；压接时必须保持线夹的正确位置，不得歪斜，相邻两模间重叠不应小于5mm；压接后不应使接续管口附近导线有隆起和松股，接续管表面应光滑、无裂纹，330 kV及以上电压的接续管应倒棱、去毛刺；压接后六角形对边尺寸应为0.866D，当有任何一个对边尺寸超过0.866D＋0.2 mm时应更换钢模（D为接续管外径）。

l）使用滑轮放线或紧线时：滑轮的直径不应小于导线直径的16倍，滑轮应转动灵活，轮槽尺寸应与导线匹配。

m）母线弛度应符合设计要求，其允许误差为＋5%、－2.5%，同一挡距内三相母线的弛度应一致,和同布置的分支线宜有同样的弯度和弛度。母线跳线和引下线安装后，应呈悬链状自然下垂，其与构架及线间的距离应满足相应规范的规定。

n）扩径导线的弯曲度，不应小于导线外径的30倍。

o）具有可调金具的母线，在导线安装调整完毕之后，必须将可调金具的调节螺母锁紧。

p）导线金具运输、安装时应采取适当的防止滑动、磨损及碰撞等措施。

3 应用效果及实例

阳城北500 kV变电站工程采用了降噪金具，所采取的控制措施如下。

a）增大均压屏蔽环管径，管径由φ60 cm增加至φ76 cm，有效提高均压屏蔽环表面起晕电压；采用专用设备、工具弯制及焊接环体，有效控制管径及环体的变形量，避免因屏蔽环局部变形过大而产生电晕噪声；加大支架弯曲半径，防止支架弯曲半径过小产生电晕噪声；均压环支架采用高强度铝合金材料，加粗支架铝杆，防止产品在运输或施工时变形；采用支杆插入环体方式进行焊接，并使焊接点在环体的内侧，确保焊接点能被环体有效屏蔽；在V型悬垂绝缘子串中使用马鞍型均压环，其结构更加合理，均压屏蔽效果好，并便于施工安装，提高起晕电压，降低噪音。

b）间隔棒紧固螺栓采用内嵌式设计，保证螺栓不外漏；夹头采用对齿型结构，减小间隔棒夹头开口尺寸，使间隔棒夹头开口处自然圆滑过渡，提高起晕电压，降低噪音。

c）封端盖加大边缘曲率半径，采用半球面型结构，使封端盖与管母形成自然闭合曲面，大大提高起晕电压，降低起晕噪声。

d）均压屏蔽环之间加装垫板，在其表面采用薄膜包装外还加装了软草绳，通过软草绳使得屏蔽环管壁在运输过程中不会受到挤压、磕碰；每个连接金具分别采用塑质膜进行了包封并集中放置于专用木制箱，最终使得金具外表无划伤、损坏、磕碰，避免因屏蔽环局部变形过大、金具表面有毛刺而产生电晕噪声。

e）因设备自身屏蔽不足，采取加装整体防晕板达到屏蔽效果；通过以上控制措施，该变电站于2011年投运后，通过测试运行噪声小于55 dB，效果显著。

［1］ 国家电网公司.变电站控制电量噪声技术导则（导体金具类）Q/GW 551—2010［S］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］ 王鑫，吴德仁.导体和电器选择设计技术规定 DL/T 5222—2005［S］.北京：中国电力出版社，2005.