1.1 引言

我国“十四五”规划中指出我国将开启全面建设社会主义现代化国家新征程，随着我国经济持续稳定增长，意味着电力需求在“十四五”建设期间持续攀升，图1.1 所示为 2025—2060 年我国用电总量预测，全社会用电量将在 2025 年、2030 年分别达到 9.2 万亿kW·h、10.7 万亿kW·h。为解决我国能源国情中能源分布与负荷中心分布不均、电力消耗持续增长、输电通道建设滞后于发电建设的问题，国家提出了“西电东送”“全球能源互联网”等一系列政策。特高压输电工程成为我国“新基建”的重要建设项目，也是向全世界展示中国实力的“新名片”。在碳达峰碳中和的大背景下，特高压电网已成为中国“西电东送、北电南供、水火互济、风光互补”的能源运输“主动脉”，破解了能源电力发展的深层次矛盾，实现了能源从就地平衡到大范围配置的根本性转变，有力推动了清洁低碳转型。截至 2020 年底，中国已建成“14 交 16 直”、在建“2 交 3 直”共 35 个特高压工程，在运在建特高压线路总长 4.8 万km。我国 2019 年投运的昌吉—古泉± 1 100 kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。

高压套管作为一种重要的绝缘部件，主要搭建于变压器、电抗器、断路器等电力设备及墙体中，承担对地绝缘、支撑及载流功能，被广泛用于电站及各类高压电气设备中。若通有高压电流的导体需要穿过电位不相同的金属箱壳或墙壁，则需采用高压绝缘套管。套管主要用来支撑用电设备，同时还起到引线对地绝缘的作用。特别是在高压设备中，套管起着重要的绝缘作用。套管能否安全稳定运行，将直接影响整个高压电气设备和用电线路是否能安全、可靠及稳定运行。在特高压工程中，套管作为电力变压器的出线组件或引线穿墙的关键设备，是发展超特高压电力系统最先试制的绝缘结构。目前在我国所建成的± 800 kV换流站中，其单极大都配置了 4 支穿墙套管。这 4 支套管分别为 1 支 800 kV套管、1 支中性线套管和 2 支 400 kV套管，图1.2 所示为其穿墙套管的具体位置示意图。除此之外，在采用户内直流场设计的 1 100 kV换流站中，单极在进、出户内直流场时还需加装550 kV套管和 1 100 kV套管各 1 支，因此套管需求量进一步增加。套管在运行过程中，会受到高压电场、磁场及温度等运行环境的作用，其绝缘会劣化，绝缘性能下降，甚至完全失去绝缘作用，导致电力变压器发生故障。随着电压等级的提高和电网规模的扩大，套管的市场需求越来越多，其绝缘可靠性对电力系统正常运行十分重要。准确评估套管的运行状态，适时采取高效的运维检修策略，对电网的可靠运行和能源安全具有重要意义。