悬空换位换相绝缘子串的设计

换相绝缘子串组合形式应具有结构简单、金具数量少、可靠性高、运行维护方便和经济性好等特点。换相绝缘子串是紧邻一般耐张绝缘子串的，因此，设计时应与一般耐张串同步考虑。

以近期竣工的天广3回500kV送电线路AC相悬空换位为例，换相绝缘子串全长15220mm，总重1417kg，中部设置一联板，联板下部安装有换位跳线用悬垂线夹，联板起支撑和保持两绝缘子串间距离的作用。耐张换相绝缘子串相对地绝缘采用28片FC210/170绝缘子，相对相采用 47 片 FC210/ l70 绝缘子，相间绝缘水平取值为相对地绝缘水平的 1. 6 倍。其绝缘水平略高于常规(1. 53 倍) 换相绝缘水平，主要是考虑该线路的重要性。

相间绝缘水平与防污闪、耐雷和操作过电压等有关，根据试验、计算和分析，500 kV 输电线路绝缘子片数由工频耐污闪控制，因此，绝缘子片数需满足工频污闪的要求。

根据运行经验 ,国内 220 kV 及以下的输电线路一般考虑相间绝缘为对地绝缘的1.3～1.5倍，而对500 kV 输电线路尚无规范可寻。根据美国《超高压、特高压架空输电线路电气与机械设计规范》，500kV 输电线路相间绝缘子串长可按1.53倍的相对地绝缘子串长选取。按此要求进行换算，换相绝缘子串相间泄漏比距满足我国现行规程规范要求。

换相绝缘子串强度，可参照《规范》按一般耐张绝缘子串选择，为尽量减轻换相绝缘子串的重量，对金具、绝缘子的选择以及绝缘子串的组合设计应予以优化 。

以往悬空换位常用于低电压、单导线线路，其结构简单，相间绝缘水平低，用单串绝缘子即可满足要求。因此，换位点的选择基本上不受什么条件的限制，可选在靠近档中央(满足对地距离时)，也可选在靠近杆塔处。500 kV 输电线路通常为四分裂导线，用于悬空换相的耐张串重又长，相间绝缘水平高，绝缘子串结构复杂，因此，换位点的选择必须考虑对输电线路的影响。

换位耐张串与一般耐张串功能是相似的，前者是相间绝缘，后者是对地绝缘。根据输电线路的荷载特性，为减少换位对线路影响，换相耐张串应紧靠一般耐张串，因此，500 kV 输电线路换相耐张串应选放在耐张塔处。

为减少电力系统在正常运行情况下电流和电压的不对称性，变换交流输电线路三相导线的空间位置。交流架空输电线路的三相导线在空间的排列位置是不对称的，特别是三相导线呈水平排列的线路，不对称程度更大。由于三相导线在空间的位置不对称，导致各相导线的电容和电感值不同，即各相的阻抗和导纳不相等，这就引起了负序和零序电流。过大的负序电流会引起电力系统内电机的过热。而零序电流超过一定数值时，在中性点不接地系统中，有可能引起灵敏度较高的接地继电器的误动作。输电线路的电流和电压的不对称，也可能对电信线路产生干扰影响。输电线路导线换位的结果，是使在一条线路上各相导线处在某一空间位置的长度分布尽量接近，这样各相参数的差异就会缩小，电流和电压的不对称性也能够控制在定限度之内、经过位置变换三相导线又恢复到原来的相序排列，称为一个换位整循环。换位循环的示，其中一条线路进行一个换位整循环，一条线路进行两个换位整循环。进行几次整循环换位视线路的长度而定。

500kV输电线路传统换位大多采用直线塔或耐张塔加装跳线横担 (母线架) 等方法，换位方式复杂，换位条件较苛刻。优化换位方式的出现以及AC相换位的成熟经验，为 500 kV 输电线路提供了一种新的换位方式 ———悬空换位，一般耐张塔即可实现换位要求。从多个已建的500kV输电线路工程AC相换位的施工、运行情况来看，由于选择耐张塔为换位点，克服了悬空换相绝缘子串长及串重等不利因素影响，充分发挥了悬空换位结构简单、施工方便、运行可靠、造价低廉的特点，因此，可以说悬空换位方式在500 kV输电线路中的应用有着广阔的空间 。

换位导线与普通扁线相比有许多优点，同时由于外形尺寸比较小，降低了变压器的制造费用。

1、由于采用了多根小截面的单线代替了一根大截面扁线，减少了离散场的损失。

2、与多根平行的自带绝缘单线相比，由于换位导线是漆包单线，而漆膜厚度较以往的纸绝缘厚度要薄许多， 但是耐压却是纸绝缘的几倍，加上公共纸绝缘绝缘厚度比较薄，因此明显地减小了绕组的体积， 有效地提高了空间的利用率。

3、由于单线之间的换位，使绕组具有较高的机械强度。

4、由于绝缘厚度比较薄，所以具有较高的散热性。

5、由于漆膜和绝缘厚度薄，具有比较好的散热性，所以具有较高的热稳定性。

6、由于减少了人工换位，使绕组绕制工艺变得简捷，缩短了绕组的加工时间。对于换位导线来说，绕制一圈换位导线相当于绕制多圈单根平行扁线。

换位导线系指以一定根数的漆包铜扁线组合成宽面相互接触的两列，并按要求在两列漆包线的上面和下面沿窄面作同一转向的换位，并用电工绝缘纸带作多层连续紧密包绕组成

大型电力变压器的绕组采用换位导线，可以大幅降低负载损耗，降低绕组热点温升，提升绕组机械强度，使结构更加紧凑，并且线圈加工更加简便，故换位导线一经问世，就在大型电力变压器绕组设计和制造中得到了广泛应用。

换位导线漆膜烧除

一、去漆前对换位导线的整理

首先要做的就是分线， 就是将换位导线逐根分开，彼此间间隔约8mm。 如果换位导线是由多组并绕的， 那

么分线时就要注意将每股导线相互错开， 从侧向看相邻两组应在彼此的间隙中， 如此在用火焰去漆时可以让火

焰穿透各股导线之间的间隙， 全面覆盖导线表面， 使导线升温快速且均匀。

二、火焰去漆

选择好火焰后就可以对换位导线的漆膜进行烧除了， 其操作要领是：

（1） 调节好适当的火焰；

（2） 烧漆的时候注意火焰方向是向着绕组出头方向， 切不可对着绕组方向， 否则绕组绝缘极易被损坏。

（3） 烧漆膜的时候因为各股导线离火焰的距离不一样， 升温的速度就不一样， 为了导线能均匀受热升温， 应按一定的规律移动火焰；

（4） 要特别注意的是去漆温度， 要求加热温度不得超过700℃， 因手工氧乙炔火焰没有温控装置， 只能靠人工控制， 经过一段时间的测温试验， 当导线出现暗红转红亮时温度约在700℃。

三、换位导线冷却

其中要特别注意的有：

（1） 铺盖冷却一定要及时， 当火焰移开时应立即铺盖；

（2） 铺盖后要注意密封性， 须将红热的导线全部用工业擦拭纸包住， 当工业擦拭纸铺上后因为导线的高温会使冷却液迅速气化， 产生的水气会把里面的空气排出， 并持续有水气排出， 在导线没有冷却前切不可裸露在空气当中；

（3） 将吸有冷却液的工业擦拭纸铺盖紧实后还需要持续地挤压工业擦拭纸， 使里面的冷却液持续地淋到导线高温部位；

（4） 直到不再排出水气后方可拿去工业擦拭纸。

四、冷却后处理

如果冷却得好， 换位导线表面被烧漆时产生的氧化物全部会变成灰状物而脱落， 如果冷却得不好， 则导线

表面有一层黑色的氧化铜难以去除。 要冷却效果好， 其关键在于冷却液里面的酒精是否在导线高温时与导线被

灼烧产生的氧化物起反应， 如果反应彻底， 则全部变成灰状物而易打磨干净， 否则就会留下黑色物质。

换位导线引线焊接

一、换位导线的预焊接

由于换位导线多而且不平整， 股与股之间间隙大，所以要焊接好换位导线要注意以下七点：

（1） 出头换位导线根部要做好绝缘防护工作；

（2） 焊接前要对换位导线进行平整处理， 使各股导线导尽可能贴合在一起， 相互间的间隙尽可能小；

（3） 平整后要用工具将导线夹住， 使换位导线保持贴合状态；

（4） 焊接时调节火焰为中性焰；

（5） 焊接过程中要适时的补充绝缘防护处的冷却水；

（6） 焊接好后及时冷却 ；

（7） 待冷却后用钢丝刷将表面的杂物刷除干净， 为接下来的引线焊接做准备。

二、换位导线与铜排焊接

操作要领如下：

（1） 火焰调节为中性火焰；

（2）先对铜排进行预热， 均匀加热到铜排表面呈暗红色；

（3） 预热好后迅速将铜排与处理好的换位导线装夹在一起（注意装夹时的位置应符合工艺要求） ；

（4） 装夹好后立即进行焊接， 先整体均匀加热至表面呈暗红，然后选定一个方向进行连续焊接， 待搭接四周焊缝饱满后即可， 若此时间内没有完成焊接作业， 要把火焰移开等导线温度降至500℃， 再重复操作一遍， 切不可持续加热焊接， 以免导线被熔化；

（5） 焊接过程中要适时地补充绝缘防护处的冷却水；

（6） 焊接好后及时冷却 ；

（7） 目测焊缝， 焊缝应符合要求；

（8） 用工具对焊缝进行打磨。