特征分析：特高压套管

特高压套管尺寸较大，如某些穿墙套管的长度将近19m。同时其绝缘结构比较复杂，既有内绝缘也有外绝缘，且内外电场压力需要保持平衡。套管的运行环境也十分苛刻，既要承受外部雨、污染等环境因素，还要同时承受很高的电、热和机械应力。特高压套管在材料、绝缘结构等方面有以下特点：

1）特高压套管外绝缘特点

与±500kV直流输电工程不同，特高压套管一般采用硅橡胶作为其外绝缘材料。传统的纯瓷套管受制造工艺限制，无法制造出特高压系统绝缘要求的套管厚度。而硅橡胶憎水迁移性能优良，温度耐受范围大，且介电性能优良，其户外绝缘的爬电距离和空气间隙较瓷制套管大大减少，质量更轻。因此，特高压直流套管使用硅橡胶作为其外绝缘材料。硅橡胶的耐湿耐污秽性能可以从根本上解决在许多±500kV直流输电工程中纯瓷套管的非均匀淋雨闪络以及污闪等问题，并杜绝了纯瓷制套管可能出现的爆炸危险，消除了套管破裂对邻近设备可能造成的危害。

2）特高压套管电场分布特点(www.xing528.com)

套管的结构决定了其电场分布十分复杂。其垂直介质表面电场分量较强，表面电压分布极不均匀，靠近中间法兰处和法兰与导杆之间的电场强度大，容易发生放电击穿。套管的绝缘层中有许多分子正负电荷作用中心不重合的地方，它们都可能成为局部陷阱，吸引空间电荷聚集。从空间电荷分布问题角度分析，直流套管绝缘设计比交流套管更复杂。因为被吸引的空间电荷不会被时变的电场中和消散。另外，在强电场下介质的介电性能与较低外加场强下不同，空间电荷不再以电离产生为主，而是阴极、阳极有大量同性载流子注入，大大增加了场强畸变率，畸变部分场强甚至可达到原来的8～10倍。所以空间电荷会造成绝缘材料内部电场畸变，是导致材料老化和电击穿的一大因素。

3）特高压套管运行环境苛刻

特高压套管不仅要承受长时交直流工作电压，还可能受到系统运行方式改变、外界温度变化等因素影响。直流输电系统的运行经验表明，大多数高压设备的故障都是在极性反转时发生的。极性反转的最明显特点就是空间电荷瞬间呈现异极性积聚，使得复合介质界面局部区域电场集中，不论交流或是直流套管都容易发生闪络和击穿。同时，对于直流套管来说，其电场按照电阻率分布，极易受温度变化影响。聚合物的绝缘电阻一般具有负温度特性，低温侧电导小，故而载流子易集中在低温侧，导致低温侧场强畸变。且温差越大，异极性电荷数量越多，场强分布畸变越严重。