近日有媒體就輸變電工程使用壽命發(fā)表調(diào)查報告。

　　調(diào)查：對于電吹風、電磁爐、空調(diào)等常用電器的使用壽命，人們大多有所了解。而輸變電工程里的那些“大家伙”，如變電器、鐵塔，它們的使用壽命有多長呢？制約電網(wǎng)設(shè)備壽命的因素有哪些？是否電壓等級越高，電網(wǎng)設(shè)備越耐用呢？隨著國家電網(wǎng)公司關(guān)于輸變電工程使用壽命關(guān)鍵技術(shù)研究項目取得實質(zhì)性成果，媒體進行了深入采訪。

　　■ 我國輸變電工程主要一次設(shè)備使用壽命可達40年以上，主要二次設(shè)備使用壽命可達20年以上

　　■ 評估輸變電工程壽命極為復雜，需要綜合考慮設(shè)備的物理壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟壽命

　　■ 高溫、低溫、潮濕、腐蝕、多沙、多鹽霧、多電磁干擾等運行環(huán)境，對輸變電工程設(shè)備壽命影響較大

　　輸變電工程使用壽命是指在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下能達到的年限，這是輸變電工程可靠性的主要體現(xiàn)，也是工程質(zhì)量水平、經(jīng)濟性和可用性的重要指標。

　　近年來，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量不斷增加。目前由于設(shè)備設(shè)計缺陷、制造成本制約、運維手段落后等因素的影響，電網(wǎng)設(shè)備存在著使用壽命短和相關(guān)聯(lián)設(shè)備使用壽命匹配性不高等問題，制約了輸變電工程質(zhì)量和電網(wǎng)經(jīng)營效益的提高。

　　2012年2月22日，國家電網(wǎng)公司在北京組織召開的輸變電工程使用壽命關(guān)鍵技術(shù)研究項目啟動會上提出，到“十二五”末，110千伏及以上工程要全部達到優(yōu)質(zhì)工程，主要輸變電建(構(gòu))筑物使用壽命達到60年以上，主要一次設(shè)備使用壽命達到40年以上，主要二次設(shè)備使用壽命達到20年以上。深入研究制約電網(wǎng)設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵因素，取得重要部件設(shè)計、生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)突破，全面提升設(shè)備的使用壽命，是實現(xiàn)這一目標的重要保證。

　　變壓器類設(shè)備有物理壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟壽命三種壽命

　　一項輸變電工程是個極為龐大的家庭，“成員”眾多，包括電氣一次設(shè)備(線圈類設(shè)備、開關(guān)類設(shè)備)、電氣二次設(shè)備、變電工程建(構(gòu))筑物(主控樓、變電構(gòu)架、基礎(chǔ))以及輸電線路工程部件(鐵塔、導地線、金具、絕緣子)等工程設(shè)備、工程材料。要對其壽命進行評估，必須單獨核算，這是一項十分復雜的工作。

　　這個大家庭中“塊頭”最大的當然是變壓器。變壓器類設(shè)備的壽命評估并不簡單，由物理壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟壽命這3種壽命綜合決定。物理壽命即從投運開始到不再具有基本功能所經(jīng)歷的時間，技術(shù)壽命即從投運到由于技術(shù)進步和更新?lián)Q代導致壽命終結(jié)所經(jīng)歷的時間，經(jīng)濟壽命即從投運到由于繼續(xù)運行經(jīng)濟性不合算而導致的壽命終結(jié)所經(jīng)歷的時間。

　　變壓器類設(shè)備物理壽命主要包括絕緣系統(tǒng)(油紙絕緣)壽命和機械壽命。對于絕緣系統(tǒng)壽命，目前國內(nèi)外主要通過窺斑見豹的方法，即針對反應(yīng)絕緣系統(tǒng)壽命的一個特征參量來進行評估。

　　河北保定供電公司油化班員工告訴記者，糠醛是變壓器類設(shè)備中絕緣紙劣化分解的一種特殊產(chǎn)物，常溫時為液體并溶于油中，通過糠醛含量來判斷設(shè)備的壽命是一種較為可靠的評估方法。變壓器類設(shè)備真空濾油后，糠醛會被部分濾除，造成油中糠醛含量與產(chǎn)生量不同，因此，采用這種方法需要結(jié)合運行檢修歷史綜合判斷，這也是電網(wǎng)檢修人員的重要任務(wù)之一。此外，絕緣紙的聚合度是變壓器機械性能的直接體現(xiàn)，可以作為油紙絕緣老化程度判別的依據(jù)，這種方法能估算出運行中變壓器類設(shè)備的剩余壽命。

　　評估變壓器機械壽命的方法主要有短路阻抗法、繞組頻率法、繞組電容量等。記者走訪多個變電站時了解到，繞組頻率是判斷繞組變形的重要方法，這種方法需要比較豐富的經(jīng)驗，而通過繞組電容量判斷繞組變形缺乏定量的方法，同樣需要豐富的經(jīng)驗，“有十幾年變電運行經(jīng)驗的老師傅才能估算個大概”。

　　變壓器類設(shè)備的技術(shù)壽命則完全取決于技術(shù)的更新?lián)Q代速度，如同手機一樣，當功能最優(yōu)的新款面世，舊型號就會被逐漸淘汰。同時，如果設(shè)備故障率持續(xù)升高，或它的備品備件已經(jīng)停產(chǎn)，更換困難，每年的維護費用已經(jīng)大大超出了購置一臺新設(shè)備的費用，那么舊設(shè)備就應(yīng)該“下崗”，結(jié)束使命。

　　目前國內(nèi)外對變壓器類設(shè)備的經(jīng)濟壽命的研究相對較少。中國電力科學研究院提出了一種變壓器經(jīng)濟壽命評估方法，以年均凈收益最大為優(yōu)化目標，通過比較檢修和更換兩種情況下的年均最大凈收益，做出是適用檢修還是適用更換的決策，通過優(yōu)化后的綜合經(jīng)濟效益指標，可對變壓器的經(jīng)濟壽命進行定量評估，極大提升了輸變電工程的經(jīng)濟效益。

　　而評估電氣二次設(shè)備及其他工程部件的使用壽命，加速老化試驗是一種常用的辦法，即對新出廠設(shè)備進行樣品的加速老化試驗，得到設(shè)備設(shè)計壽命所需的應(yīng)力參數(shù)、樣品數(shù)量、老化時間和允許失效個數(shù)等參數(shù)，從而可以較為精確地測算出設(shè)備的使用壽命。

　　輸變電工程的使用壽命受材料選擇、基本元器件壽命特性等多種因素影響

　　人的一生面對著多種多樣的環(huán)境，各種內(nèi)外因素決定了每個人壽命長短不同。輸變電工程大多要經(jīng)過許多人跡罕至的地方，所面臨的運行環(huán)境更加復雜惡劣，制約因素也更多，因此，處在不同環(huán)境下的同一型號設(shè)備，其壽命也有較大差異。

　　據(jù)國網(wǎng)運檢部負責人介紹，根據(jù)多年設(shè)備運維數(shù)據(jù)匯總分析，影響輸變電工程使用壽命的主要因素有材料選擇、基本元器件壽命特性、設(shè)計水平、生產(chǎn)制造、加工工藝、運行環(huán)境、不良工況、運維策略等。而在眾多運行環(huán)境中，高溫、低溫、潮濕、腐蝕、多沙、多鹽霧、多電磁干擾對電網(wǎng)設(shè)備壽命影響較大。

　　唐山供電公司運檢部專工表示，在一般大氣環(huán)境下，熱浸鍍鋅鐵塔可使用20年，而在污染嚴重的工業(yè)大氣環(huán)境下，如京津唐地區(qū)，熱浸鍍鋅鐵塔使用5年就已經(jīng)銹跡斑斑，使用壽命大大縮短。

　　以開關(guān)設(shè)備為例，要在自然環(huán)境中“壽終正寢”，可謂困難重重。許繼集團有限公司研發(fā)部門負責人介紹，開關(guān)設(shè)備壽命最重要的指標之一就是密封性，其性能的優(yōu)劣直接決定了設(shè)備的開斷能力。目前，國內(nèi)外都使用大量的橡膠密封圈(墊、環(huán))等來完成開關(guān)設(shè)備的動、靜密封，而橡膠制品作為有機化合物，在高溫、化學、腐蝕環(huán)境下極易老化，變硬、變形、收縮等都會破壞開關(guān)設(shè)備密封，不同程度的漏氣就會造成設(shè)備缺陷。此外，重污穢會導致開關(guān)設(shè)備中的瓷、玻璃及硅橡膠絕緣子表面電阻率增大，電弧活動頻繁，加速表面材料老化，最終會形成貫穿型放電通道，發(fā)生沿面擊穿故障，導致設(shè)備壽命終結(jié)。

　　當然，兵來將擋，水來土掩。設(shè)備的制造可以采用同樣的標準，但針對不同運行環(huán)境，可以對個別性能指標進行差異化設(shè)計。在實際運行中，設(shè)備生產(chǎn)廠家和電網(wǎng)運維人員進行了諸多針對性的設(shè)計改進與設(shè)備改造，以盡量延長設(shè)備壽命。

　　±800千伏天山換流站四周被沙漠戈壁包圍，當?shù)仫L沙極大，每年有三分之一的時間刮7級以上大風，最大風力可達12級，經(jīng)常飛沙走石，拔樹毀屋。沙塵是電氣設(shè)備的大敵，會導致絕緣性能直接喪失。換流站在選型時，所采用的主變壓器和線路可控高抗等電氣設(shè)備均具有較高的密封性和抗風性。而對于換流站的核心設(shè)備——換流閥，換流站施工單位在換流閥廳前特地多修建了一個房間陳沙，房間內(nèi)有兩道門隔離外界，設(shè)計了多個拐彎風道用來沉積沙塵，房間中還安置了三層過濾網(wǎng)，針對不同顆粒度的沙塵進行過濾，完美地解決了沙塵這個“心腹大患”。