【摘要】本文对特高压交流GIL输电技术所具有的的特点进行了梳理总结，然后又详细的讲述了特高压交流GIL的几种关键技术，再分析解释了特高压GIL结构和技术参数，最后将该技术在苏通GIL工程项目建设中的成功应用进行了总结和回顾。

【关键词】特高压；气体绝缘输电线路；绝缘设；计通流能力

1、特高压交流GIL输电技术主要特点

（1）特高压交流输电过程中可以存在落点，构成网络传输功能，能够按照电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等电力运营的需求来形成国家特高压骨干网架。特高压交流电网在电力运营业务中所具备的优势在于，其具备强大的输电能力、覆盖范围更广、损耗小、有效减少输电走廊的设置，能够满足现实情况下供电需求。

（2）运用特高压联网模式，强大的特高压交流同步电网中线路两端的功角差可以保持在＜20。的范围内，所以，交流同步电网具备强大稳定的性能，同步能力以及电网的功角更加稳定。

（3）特高压交流线路在运行过程中所具备的充电无功功率可以达到500KV线路的5倍之多，为了有效控制工频过电压的情况，需要在线路上安装并联电抗器。送、受端无功会根据线路输送功率的改变而相应的做岀改变。若受端电网的无功功率的分层分区的平稳性出现问题，尤其是在动态无功备用容量严重紧缺，系统发生故障的情况下，电压稳定是保持供配电系统稳定运行的主要因素。

（4）引入1000kV特高压输电的效果更加合理，是直流多馈入的受端电网保持电压和无功稳定可靠保障，为更加良好的解决500kV短路电流超标和输电能力低等技术难题创造了有利条件。

2、特高压交流GIL关键技术

2.1 绝缘设计

GIL输电技术的绝缘结构设计包括SF6气体间隙和绝缘子，确保稳定的场强控制是绝缘效果产生的基础。在满足绝缘要求的设计的前提下，运用抑制金属微粒的方法，来确保GIL技术具备稳定高效的绝缘性能。

2.1.1 间隙设计原则

GIL气体间隙的设计要合理选取外壳内径D和导电杆外径d,GIL是同轴圆柱结构，内电场处于不规则运行状态，电场不均匀系数一般保持在1.7范围上下。特高压开关设备的绝缘设计主要由雷电冲击耐受电压的效果来确定，需要采取雷电耐压下的场强控制。在使用SFe绝缘材料的GIL在运行中的气压一般保持在0.4-0.5MPa,间隙标准场强一般保持在21.2-23.2kV/mm；并且为了有效控制导电微粒的不规则运动，电压在长期持续的运行中，需要让GIL外壳内表面的电场强度保持在＜lkv/mni的范围内。另外，在进行GIL设计的过程中，外壳内径和导电杆外径的比D/d—般设计为e,这是最为理想的比值。为了能够降低固体绝缘支撑承受的最大工频场强以及提升GIL的散热效果，应当对该值做适当的增大调整。严格按照上述的原则来对GIL中的SF6间隙完成绝缘设计。

2.1.2 绝缘子设计原则

依据结构分布和作用来进行划分，GIL的固定支撑或滑动支撑功能主要包括盆式绝缘子和三支柱绝缘子。由于GIL绝缘子属于内置于外壳，其沿面闪络电压要明显比SFe间隙放电电压要低，这也是GIL绝缘存在的一个难题。需要其处于雷电耐压状态下所具备的场强进行有效的控制。对GIL中绝缘子沿面闪络产生的干扰因素的成因较为复杂，例如，绝缘子的结构、材料、做工不精细以及微粒污染等，都是干扰产生的原因。尤其是要对绝缘材料、嵌件以及SF6气体三种材料的结合部位进行仔细的检查，以便能够有效控制和降低电场集中，从而有效确保绝缘子的稳定运行。

2.1.3 三支柱绝缘子优化设计

对于GIL绝缘设计和优化的关键在于绝缘子结构与形状，需要对绝缘子表面设计场强、内部及嵌件设计场强的控制等效果进行重点考虑，要通过多次的电场实验模拟来实现绝缘子的优化设计。GIL盆式绝缘子与GIS存在较大的相似性，存在的最大差别便是大量使用的三支柱绝缘子。根据专家对三支柱绝缘子的电场分布的实验模拟结果表明，当电场处于较为均匀的分布状态，且最大场强保持在＜IlkV/cm的范围内，就具备可靠的控制能力。

2.2 通流设计

2.2.1 导体电联结设计

导体电联结方式主要包括焊接和插接两种类型，特高压GIL主要采取滑动触头插接方式，可以让轴向进行适当的伸缩和角度偏转，以便能够对热胀冷缩、零部件的生产与安装等出现的误差进行有效的弥补。

2.2.2 通流温升校核

按照GB/T11022等规范的要求，导体对于温度具有最高承受性，一般来说90。C是导体所能够承受的最高温度，外壳部分所能够承受的最高温度仅为40Co这就需要在温度场上模拟实验开展过程中做好特高压GIL的结构尺寸把握，尤其要注重做好校核触头、外壳、电流荷载等各方面的温度把控，保证温度能够与结构尺寸匹配，在达到以上的要求后在开展对温度异常部位的优化设计。

2.2.3 SF^2混合气体方案

目前，SFe气体绝缘是GIL输电技术主要运用的技术材料，但是，SFe对环境的破坏较为严重，是国际上明令禁止的限制排放气体。根据有关统计数据显示，特高压GIL在运行过程中，每公里气室使用的SFe达到了19t左右，对环保工作带来了较大的不利影响。因此，为了有效降低SF&的使用量，目前，SF/弘混合气体在GIL中得到了普遍的运用。在现实的成功案例中，瑞士日内瓦机场GIL是ElectronicTechnology&SoftwareEngineering电子技术与软件工程•207电力电子•PowerElectronics世界上首家采用混合气体绝缘和现场组装技术的220kvGI线路，SF^2的混合用量比例为20%:80%,充气压力为0.7MPao泰国的SaiNoi550kvGI工程项目采用的是SF^j合气体，用量比例为20%:80%o目前，我国也正在积极进行SF^/N?技术的研究，目前，样机已经成功研制完成。

2.2.4 环保GIL发展

除了SF^2混合气体得到成功的研发应用之外，美国3M公司最新研制出了C4F7N,在绝缘强度方面的实际表现要超出SF6/N21倍以上，全球变暖系数2400kV。依照不同的GIL总体设计方案，以及相应的技术条件，需要就特高压GIL标准管道单元进行总体设计配置。依照当前的技术条件，可以完成的产品性能测试主要包括GIL温度、压力、绝缘、峰值、密封等，正是因为这些测试的完成推动GIL产品走向市场，并在市场应用中获得好评。

3、特高压GIL结构和技术参数

3.1 整体结构

特高压GIL运用的是标准化单元的设计结构与模式，其结构组件主要包括导体、外壳、绝缘子、电联结触头、伸缩节、微粒陷阱等。标准直线模式的长度一般保持在12m-18m的范围，内部填充SFe气体绝缘，中间设计有固定和滑动模式的三支柱绝缘子来实现稳定支撑，两端是完全内置的盆式绝缘子来进行充分的密封，在绝缘子部位是微粒陷阱模式的设计。

3.2 关键组部件

我国很多科技企业在特高压GIL输电技术应用方面具有前瞻性，将其应用于固定和滑动三支柱绝缘子、长隔断管道螺旋焊外壳、内置式盆式绝缘子等部件之中，并推出相应的单元产品，这样可以达到更好的关键组部件应用效果。就其各部件主要技术参数如下：盆式绝缘子所采用的结构为内置式，通过此结构的应用能够减少法兰对接面，避免GIL技术应用过程中出现漏气等情况。同时搭配螺栓紧固，这样能够在后续维修过程中降低工作难度，提升工作效率。三支柱绝缘子既可以通过固定连接的方式来进行GIL输电运输技术的应用，也可以通过滑动式连接方式来进行GIL输电运输技术的应用，而滑动式的连接则更加能够实现安装误差的把控，并防止中间热膨胀的产生以及可能产生的机械变形。微粒陷阱主要是与GIL外壳来连接使用，这样可以形成有效的地电场区域，减少金属微粒的影响，保证GIL技术应用中的绝缘性，提升GIL输电技术的应用质量。电联结触头则采用了锄头插接方式来进行镶嵌，这样能够实现一定的转向伸缩，也能够达到一定的角度需要，避免技术使用过程中出现的安装误差以及可能存在的零件误差。外壳采用铝合金材料，这样可以满足相应温度要求，并防止GIL技术应用中任意角度要求。

3.3 技术参数

特高压GIL技术参数决定着交流GIL输电技术的应用效果，也决定着特高压交流电的应用效能。其中包括额定电压、额定电流、额定雷电冲击耐受电压的标准值，分别为llOOkV、8000A、1100kV>2400kV。依照不同的GIL总体设计方案，以及相应的技术条件，需要就特高压GIL标准管道单元进行总体设计配置。依照当前的技术条件，可以完成的产品性能测试主要包括GIL温度、压力、绝缘、峰值、密封等，正是因为这些测试的完成推动GIL产品走向市场，并在市场应用中获得好评。

4 特高压GIL输电技术的应用

4.1 是GIS母线成功的替代品

在淮南一南京一上海lOOOkV交流特高压输变电工程项目建设中，技术人员在进行变电站建设过程中，提出GIS主母线或者分支母线可以替换的想法，所想到的替代方案便是GIL产品的应用。结合领导批示，以及对产品的釆购选择，所选用的为平高集团、新东北电气生产的GIL产品，通过该产品的使用取代了GIS母线，在项目完成之后一直处于稳定的应用状态中，运行效果良好。

4.2 应用于苏通GIL工程项目建设

苏通GIL综合管廊工程同样选用GIL产品，并将其作为重要项目建设内容，该项目从长江南岸作为引接点，以北岸作为终点引接站，管道建设中所使用的管廊隧道线路达到了5468.5m,管线的铺设达到了两个轮回，且管线穿越长江，这让工程项目建设取得了较好的效果。同时，该项目中还应用了SFe绝缘材料,有效保证了项目的安全性，该项目已经成为世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最先进的超长距离GIL成功应用的工程。5结束语本文对特高压交流GIL输电技术所具有的的特点进行了梳理总结，然后又详细的讲述了特高压交流GIL的几种关键技术，再分析解释了特高压GIL结构和技术参数，最后将该技术在苏通GIL工程项目建设中的成功应用进行了总结和回顾。

参考文献

[1]王占林.交流特高压输电线路关键技术的研究及应用[J].中国战略新兴产业,2018(28):196.

[2]李鹏，颜湘莲，王浩，张乔根，金光耀，高煜，穆双录.特高压交流GIL输电技术研究及应用[J],电网技术,2017,41(10):3161-3167.

[3]韩聪颖.特高压交流输电线路防雷技术研究[D].中国地质大学(北京),2017.

[4]周振凯.特高压交流输电技术发展现状研究[J].科技传播,2016,8(17):119+171.

[5]徐密霞.论特高压交流输电技术对福建电网的影响[J].科技风,2015(22):23.

作者简介： 何健(1979-),男，大学本科学历，高级工程师，主要从事高压及特高压输电线路设计工作.