華中科技大學(xué)-電氣工程基礎(chǔ)課件(熊銀信)-第14章-電力系統(tǒng)絕緣配合

1、HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu第十四章第十四章 電力系統(tǒng)絕緣配合電力系統(tǒng)絕緣配合第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 絕緣配合方法絕緣配合方法第三節(jié)第三節(jié) 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定輸變電設(shè)備絕緣水平的確定第四節(jié)第四節(jié) 架空輸電線路的絕緣配合架空輸電線路的絕緣配合HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEE第一節(jié) 概述u一、絕緣配合的基本概念u 所謂絕緣配合，就是綜合考慮電氣設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受的各種作用電壓（工作電壓和過(guò)電壓）、保護(hù)裝置的特性和設(shè)備絕緣對(duì)各種工作電壓的耐受特性，合理選擇設(shè)備的絕緣水平，以使設(shè)備的造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備絕緣故障所引起的事故損失，達(dá)到

2、在經(jīng)濟(jì)上和安全運(yùn)行上總體效益最高的目的。u 絕緣配合的目的就是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，而設(shè)備的絕緣水平是用設(shè)備絕緣可以耐受的試驗(yàn)電壓值表征。 (2006單)電力系統(tǒng)中存在著許多絕緣配合的問(wèn)題，主要有下述方面：架空線路與變電站之間的絕緣配合；同桿架設(shè)的雙回路線路之間的絕緣配合；電氣設(shè)備內(nèi)絕緣與外絕緣之間的絕緣配合；各種外絕緣之間的絕緣配合；各種保護(hù)裝置之間的絕緣配合；被保護(hù)絕緣與保護(hù)裝置之間的絕緣配合。HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu二、絕緣配合的發(fā)展階段二、絕緣配合的發(fā)展階段u1多級(jí)配合多級(jí)配合u 1940年以前，年以前，采用的采用的多級(jí)配合

3、的原則多級(jí)配合的原則是：價(jià)格越昂貴、是：價(jià)格越昂貴、修復(fù)越困難、損壞后果越嚴(yán)重的絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣水平應(yīng)選修復(fù)越困難、損壞后果越嚴(yán)重的絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣水平應(yīng)選得越高。得越高。u2兩級(jí)配合兩級(jí)配合u 從從20世紀(jì)世紀(jì)40年代后期開(kāi)始，閥式避雷器的保護(hù)特性變成年代后期開(kāi)始，閥式避雷器的保護(hù)特性變成了絕緣配合的基礎(chǔ)，只要將它的保護(hù)水平乘上一個(gè)綜合考慮了絕緣配合的基礎(chǔ)，只要將它的保護(hù)水平乘上一個(gè)綜合考慮各種影響因素和必要裕度的系數(shù)，就能確定絕緣應(yīng)有的耐壓各種影響因素和必要裕度的系數(shù)，就能確定絕緣應(yīng)有的耐壓水平（慣用法）。水平（慣用法）。u3絕緣配合統(tǒng)計(jì)法絕緣配合統(tǒng)計(jì)法u 從從20世紀(jì)世紀(jì)60年代以來(lái)，國(guó)

4、際上出現(xiàn)了一種新的絕緣配合年代以來(lái)，國(guó)際上出現(xiàn)了一種新的絕緣配合方法，稱為方法，稱為“統(tǒng)計(jì)法統(tǒng)計(jì)法”。它的。它的主要原則主要原則如下如下：規(guī)定出某一可規(guī)定出某一可以接受的絕緣故障以接受的絕緣故障，容許冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。，容許冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。u第一節(jié) 概述HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu一、絕緣配合慣用法一、絕緣配合慣用法u 慣用法慣用法是按作用在設(shè)備絕緣上的最大過(guò)電壓和設(shè)備最是按作用在設(shè)備絕緣上的最大過(guò)電壓和設(shè)備最小絕緣強(qiáng)度相配合的方法，即首先確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的小絕緣強(qiáng)度相配合的方法，即首先確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最大過(guò)電壓，然后根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，考慮適當(dāng)?shù)陌踩６葋?lái)最大過(guò)電壓，然

5、后根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，考慮適當(dāng)?shù)陌踩６葋?lái)確定絕緣應(yīng)耐受的電壓水平。確定絕緣應(yīng)耐受的電壓水平。u 由于由于220kV(其最大工作電壓其最大工作電壓為為252kV)及以下電壓等級(jí)及以下電壓等級(jí)（指高壓）和（指高壓）和220kV以上電壓等級(jí)（指超高壓）電力系統(tǒng)以上電壓等級(jí)（指超高壓）電力系統(tǒng)在過(guò)電壓保護(hù)措施、絕緣耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目、最大工作電壓倍在過(guò)電壓保護(hù)措施、絕緣耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目、最大工作電壓倍數(shù)、絕緣裕度取值等方面都存在差異，所以在作絕緣配合數(shù)、絕緣裕度取值等方面都存在差異，所以在作絕緣配合時(shí)，將電壓等級(jí)分成下述兩個(gè)范圍：時(shí)，將電壓等級(jí)分成下述兩個(gè)范圍：u 范圍范圍I： 3.5kVUmax252kVu 范圍

6、范圍II： Umax252kVu第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu1雷電過(guò)電壓下的絕緣配合雷電過(guò)電壓下的絕緣配合u 電氣設(shè)備在雷電過(guò)電壓下的絕緣水平通常用它們的電氣設(shè)備在雷電過(guò)電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊絕緣水平（基本沖擊絕緣水平（BIL）來(lái)表示，有時(shí)亦稱為來(lái)表示，有時(shí)亦稱為額定雷額定雷電沖擊耐壓水平電沖擊耐壓水平，可由下式求得：，可由下式求得：uBIL = KLUP(L) u式中，式中，UP(L)為閥式避雷器在雷電過(guò)電壓下的保護(hù)水平為閥式避雷器在雷電過(guò)電壓下的保護(hù)水平（kV），通常簡(jiǎn)化為以配合電流下的殘壓），通常簡(jiǎn)化為以配合電流下的殘壓UR作

7、為保護(hù)水平，作為保護(hù)水平，KL為雷電過(guò)電壓下的配合系數(shù)，其值在為雷電過(guò)電壓下的配合系數(shù)，其值在1.21.4的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。u 國(guó)際電工委員會(huì)（國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定）規(guī)定KL 1.2；我國(guó)我國(guó)規(guī)定：規(guī)定：電氣設(shè)備與避雷器相距很近時(shí)取電氣設(shè)備與避雷器相距很近時(shí)取1.25，相距較遠(yuǎn)時(shí)取，相距較遠(yuǎn)時(shí)取1.4，即：即：uBIL（1.251.4）URu第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu2操作過(guò)電壓下的絕緣配合操作過(guò)電壓下的絕緣配合u 在按內(nèi)部過(guò)電壓絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過(guò)電壓，也不在按內(nèi)部過(guò)電壓絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過(guò)電壓，也不單獨(dú)考慮工頻電壓

8、升高單獨(dú)考慮工頻電壓升高。這樣，按內(nèi)部過(guò)電壓絕緣配合就歸結(jié)為操。這樣，按內(nèi)部過(guò)電壓絕緣配合就歸結(jié)為操作過(guò)電壓下的絕緣配合。這時(shí)可分為兩種不同的情況來(lái)討論：作過(guò)電壓下的絕緣配合。這時(shí)可分為兩種不同的情況來(lái)討論：u（1）變電站內(nèi)所裝的閥式避雷器只用作雷電過(guò)電壓的保護(hù)；對(duì)）變電站內(nèi)所裝的閥式避雷器只用作雷電過(guò)電壓的保護(hù)；對(duì)于內(nèi)部過(guò)電壓，避雷器不動(dòng)作以免損壞，但依靠別的降壓或限壓措于內(nèi)部過(guò)電壓，避雷器不動(dòng)作以免損壞，但依靠別的降壓或限壓措施加以抑制，而絕緣本身應(yīng)能耐受可能出現(xiàn)的內(nèi)部過(guò)電壓。施加以抑制，而絕緣本身應(yīng)能耐受可能出現(xiàn)的內(nèi)部過(guò)電壓。u 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)范圍我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)范圍I的各級(jí)系統(tǒng)所推薦的操作過(guò)電壓

9、計(jì)算倍數(shù)的各級(jí)系統(tǒng)所推薦的操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)如如表表14-1所示。所示。u3.0u有效接地u110220u3.2u經(jīng)小電阻接地u35及以下u4.0u有效接地u66及以下u相對(duì)地操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)u中性點(diǎn)接地方式u系 統(tǒng) 額 定 電 壓/kVu表表14-1 操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)K0 u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu 對(duì)于這一類變電站中的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其操作沖擊絕緣對(duì)于這一類變電站中的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其操作沖擊絕緣水平（水平（SIL），有時(shí)亦稱），有時(shí)亦稱額定操作沖擊耐壓水平額定操作沖擊耐壓水平，可按下式，可按下式求得：求得： SILKS

10、K0U u式中，式中，Ks為操作過(guò)電壓下的配合系數(shù)，為操作過(guò)電壓下的配合系數(shù)，K0為操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)，為操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)，U 為相電壓。為相電壓。u（2）對(duì)于范圍）對(duì)于范圍II（EHV）的電力系統(tǒng)，過(guò)去采用的操作過(guò)）的電力系統(tǒng)，過(guò)去采用的操作過(guò)電壓計(jì)算倍數(shù)：電壓計(jì)算倍數(shù)：330kV時(shí)時(shí)為為2.75倍，倍，500kV時(shí)時(shí)為為2.02.2倍。倍。u 目前普遍采用目前普遍采用氧化鋅或磁吹避雷器氧化鋅或磁吹避雷器來(lái)同時(shí)限制雷電與操來(lái)同時(shí)限制雷電與操作過(guò)電壓，故不采用上述計(jì)算倍數(shù)，因?yàn)檫@時(shí)的最大操作過(guò)作過(guò)電壓，故不采用上述計(jì)算倍數(shù)，因?yàn)檫@時(shí)的最大操作過(guò)電壓幅值將取決于避雷器在操作過(guò)電壓下保護(hù)水平電壓

11、幅值將取決于避雷器在操作過(guò)電壓下保護(hù)水平UP(S)。對(duì)。對(duì)于這一類變電站的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其于這一類變電站的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其操作沖擊絕緣水平操作沖擊絕緣水平應(yīng)按應(yīng)按下式計(jì)算下式計(jì)算：SILKS UP(S)u式中，式中， KS為操作過(guò)電壓下的配合系數(shù)，為操作過(guò)電壓下的配合系數(shù)，KS1.151.25。u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu3工頻絕緣水平的確定工頻絕緣水平的確定u 如果在進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)所采用的試驗(yàn)電壓比被試設(shè)備的額定如果在進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)所采用的試驗(yàn)電壓比被試設(shè)備的額定電壓略高，那么試驗(yàn)的目的只限于檢驗(yàn)絕緣在工頻工作電壓和工頻電電壓略高，那

12、么試驗(yàn)的目的只限于檢驗(yàn)絕緣在工頻工作電壓和工頻電壓升高下的的電氣性能。但是實(shí)際上，壓升高下的的電氣性能。但是實(shí)際上，短時(shí)（短時(shí)（1min）工頻耐壓試驗(yàn)所）工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值比額定相電壓要高出數(shù)倍，其目的和作用是代替雷采用的試驗(yàn)電壓值比額定相電壓要高出數(shù)倍，其目的和作用是代替雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)，等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過(guò)電壓下的電電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)，等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過(guò)電壓下的電氣強(qiáng)度氣強(qiáng)度。所以，凡經(jīng)短時(shí)（。所以，凡經(jīng)短時(shí)（1min）工頻耐壓試驗(yàn)合格的設(shè)備絕緣在雷）工頻耐壓試驗(yàn)合格的設(shè)備絕緣在雷電和操作過(guò)電壓下均能可靠地運(yùn)行。電和操作過(guò)電壓下均能可靠地運(yùn)行。u 為了

13、更加可靠和直觀，國(guó)際電工委員會(huì)（為了更加可靠和直觀，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）作如下）作如下補(bǔ)充規(guī)定：補(bǔ)充規(guī)定：u(1) 對(duì)于對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備以下的電氣設(shè)備u 絕緣在工頻工作電壓、暫時(shí)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓下的性能用絕緣在工頻工作電壓、暫時(shí)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓下的性能用短時(shí)（短時(shí)（1min）工頻耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)；）工頻耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)；u 絕緣在雷電過(guò)電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。絕緣在雷電過(guò)電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。u(2) 對(duì)于對(duì)于300kV及以上的電氣設(shè)備及以上的電氣設(shè)備u 絕緣在操作過(guò)電壓下的性能用操作沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)；絕緣在操作過(guò)電壓下的性能用操作沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)

14、檢驗(yàn)；u 絕緣在雷電過(guò)電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。絕緣在雷電過(guò)電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu4長(zhǎng)時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)u 當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過(guò)電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長(zhǎng)時(shí)間工作電壓和過(guò)電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長(zhǎng)時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)工頻高壓試驗(yàn)。u 顯然，由于試驗(yàn)的目的不同，長(zhǎng)時(shí)間工頻高壓顯然，由于試驗(yàn)的目的不同，長(zhǎng)時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)時(shí)所加的試驗(yàn)電壓值和加壓時(shí)間均與短時(shí)工頻耐試驗(yàn)時(shí)所加的試驗(yàn)電壓值和加壓時(shí)間均與短時(shí)工

15、頻耐壓試驗(yàn)不同。壓試驗(yàn)不同。u 按照上述絕緣慣用法的計(jì)算，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際按照上述絕緣慣用法的計(jì)算，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，并參考情況，并參考IEC推薦的絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)國(guó)家標(biāo)推薦的絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB311.1-83對(duì)各種電壓等級(jí)電氣設(shè)備以耐壓值表示對(duì)各種電壓等級(jí)電氣設(shè)備以耐壓值表示的絕緣水平都有相應(yīng)規(guī)定。的絕緣水平都有相應(yīng)規(guī)定。u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu二、絕緣配合統(tǒng)計(jì)法二、絕緣配合統(tǒng)計(jì)法u 采用絕緣配合統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌采用絕緣配合統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過(guò)電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)握作為隨

16、機(jī)變量的各種過(guò)電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。u 假定電壓幅值的概率密度函數(shù)為假定電壓幅值的概率密度函數(shù)為f(U)，絕緣的擊穿絕緣的擊穿（或閃絡(luò)）概率分布函數(shù)為（或閃絡(luò)）概率分布函數(shù)為P(U)，且，且f(U)與與P(U)互不相互不相關(guān)，則絕緣在過(guò)電壓作用下遭到損壞的故障概率為關(guān)，則絕緣在過(guò)電壓作用下遭到損壞的故障概率為：u 圖圖14-1給出了絕緣故障率的給出了絕緣故障率的u估算區(qū)域。估算區(qū)域。 ( ) ( )URP U f U dUu圖圖14-1 絕緣故障率的估算絕緣故障率的估算u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEE

17、HUST_CEEEu三、簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法三、簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法u 在實(shí)際工程中采用上述絕緣配合統(tǒng)計(jì)法來(lái)進(jìn)行絕緣在實(shí)際工程中采用上述絕緣配合統(tǒng)計(jì)法來(lái)進(jìn)行絕緣配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的。為此配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的。為此IEC又推薦了一種簡(jiǎn)化又推薦了一種簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法，以利實(shí)際應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)法，以利實(shí)際應(yīng)用。u 在在簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過(guò)電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)中，對(duì)過(guò)電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，例如假定它們均為正態(tài)分布，并已知規(guī)律作了某些假設(shè)，例如假定它們均為正態(tài)分布，并已知它們的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這樣一來(lái)，它們的概率分布曲線就可以它們的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這樣一來(lái)，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)

18、來(lái)表示，分別稱為用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來(lái)表示，分別稱為統(tǒng)計(jì)過(guò)電統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓壓US和和統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓UW。它們之間由一個(gè)。它們之間由一個(gè)統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)KS聯(lián)系聯(lián)系： KSUW/USu 在過(guò)電壓保持不變的情況下提高絕緣水平，其統(tǒng)計(jì)在過(guò)電壓保持不變的情況下提高絕緣水平，其統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓和統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)均相應(yīng)增大、絕緣故障率減小。絕緣耐壓和統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)均相應(yīng)增大、絕緣故障率減小。u第二節(jié) 絕緣配合方法HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu 在變電站的諸多電氣設(shè)備中，電力變壓器是最重要的電力設(shè)備，因此通常以確定變壓器的絕緣水平為中心環(huán)節(jié)。u1. 雷電過(guò)電壓下的絕緣配合

19、u 由絕緣配合慣用法可知：變壓器的雷電沖擊耐受電壓和避雷器保護(hù)水平之間應(yīng)取一定的安全裕度系數(shù)。當(dāng)電氣設(shè)備（如變壓器）與避雷器緊靠時(shí)，安全系數(shù)取1.25，有一定距離時(shí)取1.4。u2. 操作過(guò)電壓下的絕緣配合u 采用磁吹避雷器保護(hù)變壓器的操作基本沖擊絕緣水平與避雷器的保護(hù)水平相配和，安全系數(shù)在1.151.25范圍內(nèi)。u第三節(jié) 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu表表14-2 3500kV輸變電設(shè)備的基準(zhǔn)絕緣水平輸變電設(shè)備的基準(zhǔn)絕緣水平u第三節(jié) 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEuIIuIuIIuIu有效值/kV

20、u峰值/kVu相對(duì)地 過(guò) 電壓 （ 標(biāo)么值）u峰值/kVu有效值/kVu額定短時(shí)工u頻耐受電壓u額定雷電沖u擊耐受電壓u額定操作沖u擊耐受電壓u最高工u作電壓u額定電壓u（680）uu1550uu2.62u1175u（630）uu1425uu2.34u1050u550.0u500u（510）uu1175uu3.19u950u（460）uu1050uu2.85u850u363.0u330u395uu950uuuu360uu850uuuu252.0u220u表表14-2 3500kV輸變電設(shè)備的基準(zhǔn)絕緣水平（續(xù)）輸變電設(shè)備的基準(zhǔn)絕緣水平（續(xù)）u 用于用于15kV及及20kV電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)回路的設(shè)

21、備，其額定短時(shí)電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)回路的設(shè)備，其額定短時(shí)工頻耐受電壓一般提高工頻耐受電壓一般提高12級(jí)。級(jí)。u 對(duì)于額定短時(shí)工頻耐受電壓，干試和濕試選用同一數(shù)值，括號(hào)對(duì)于額定短時(shí)工頻耐受電壓，干試和濕試選用同一數(shù)值，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為內(nèi)數(shù)值為330500kV設(shè)備額定短時(shí)工頻耐受電壓，供參考。設(shè)備額定短時(shí)工頻耐受電壓，供參考。u * 僅用于變壓器內(nèi)設(shè)備的絕緣。僅用于變壓器內(nèi)設(shè)備的絕緣。u第三節(jié) 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu一、絕緣子串的選擇一、絕緣子串的選擇u 線路絕緣子串應(yīng)滿足下述三方面的要求；線路絕緣子串應(yīng)滿足下述三方面的要求；u (1) 在工作電壓

22、下不發(fā)生污閃；在工作電壓下不發(fā)生污閃；u (2) 在操作過(guò)電壓下不發(fā)生濕閃；在操作過(guò)電壓下不發(fā)生濕閃；u (3)具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。u 通常按下列順序進(jìn)行選擇：通常按下列順序進(jìn)行選擇：u 根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào)號(hào); 按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù); 按操作過(guò)電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù)按操作過(guò)電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù); 按上面按上面、所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該

23、線路的耐雷水平與雷擊跳所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線路的耐雷水平與雷擊跳閘是否符合規(guī)定要求。閘是否符合規(guī)定要求。u第四節(jié) 架空輸電線路的絕緣配合HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEE第一節(jié) 概述u一、絕緣子串的選擇u 線路絕緣子串應(yīng)滿足下述三方面的要求：u1) 在工作電壓下不發(fā)生污閃；u2) 在操作過(guò)電壓下不發(fā)生濕閃；u3) 具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。u通常按下列順序進(jìn)行選擇：根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào);按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù);按操作過(guò)電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù);按上面、所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線

24、路的耐雷水平與雷擊跳閘是否符合規(guī)定要求。HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu1按工作電壓要求按工作電壓要求u 為了防止絕緣子串在工作電壓下發(fā)生污閃事故，絕緣子串應(yīng)有足為了防止絕緣子串在工作電壓下發(fā)生污閃事故，絕緣子串應(yīng)有足夠的沿面爬電距離。設(shè)每片絕緣子的幾何爬電距離為夠的沿面爬電距離。設(shè)每片絕緣子的幾何爬電距離為L(zhǎng)0(cm)，則，則總爬電總爬電比距比距為：為：nKeL0/Umax（cm/kV）u 為了避免污閃事故，所需的為了避免污閃事故，所需的絕緣子片數(shù)絕緣子片數(shù)應(yīng)為應(yīng)為： n1Umax/KeL0u 按上式求得的片數(shù)按上式求得的片數(shù)n1，其中已包括零值絕緣子，其中已包括零值

25、絕緣子（指串中已喪失絕（指串中已喪失絕緣性能的絕緣子）緣性能的絕緣子），故不需要增加零值片數(shù)，能適用于中性點(diǎn)接地方式，故不需要增加零值片數(shù)，能適用于中性點(diǎn)接地方式的電網(wǎng)。的電網(wǎng)。u2按操作過(guò)電壓要求按操作過(guò)電壓要求u 絕緣子串在操作過(guò)電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)生濕閃。最常用的絕緣子串在操作過(guò)電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)生濕閃。最常用的XP-70（或（或X-4.5）型絕緣子）型絕緣子的的工頻濕閃電壓幅值工頻濕閃電壓幅值可利用下面的經(jīng)驗(yàn)公式求得可利用下面的經(jīng)驗(yàn)公式求得 uUW60n14（kV）u 絕緣子串的濕閃電壓在考慮大氣狀態(tài)等影響因素并保持一定裕度的絕緣子串的濕閃電壓在考慮大氣狀態(tài)等影響因素并保持一定裕

26、度的前提下，應(yīng)大于可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，裕度一般取前提下，應(yīng)大于可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，裕度一般取10。此時(shí)應(yīng)有的絕緣子。此時(shí)應(yīng)有的絕緣子片數(shù)為片數(shù)為n 2，則，則由由n 2片組成的絕緣子串的工頻濕閃電壓幅值片組成的絕緣子串的工頻濕閃電壓幅值應(yīng)為應(yīng)為：uUW1.1 K0U （kV）u第四節(jié) 架空輸電線路的絕緣配合HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu 在實(shí)際工作中，利用在實(shí)際工作中，利用上兩上兩式求得應(yīng)有的式求得應(yīng)有的n2值后，再考慮需值后，再考慮需增加的零值絕緣子片數(shù)增加的零值絕緣子片數(shù)n0后，最后，最后得出的后得出的操作過(guò)電壓所要求的片操作過(guò)電壓所要求的片數(shù)數(shù)為：為： n2n2n0

27、u 我國(guó)規(guī)定應(yīng)預(yù)留的零值絕我國(guó)規(guī)定應(yīng)預(yù)留的零值絕緣子片數(shù)，如表緣子片數(shù)，如表14-3所示。所示。u3u2u2u1un0u耐 張串u懸 垂串u耐 張串u懸 垂串u絕緣子串類型u330500u35220u額定電壓/kVu表表14-3 零值絕緣子片數(shù)零值絕緣子片數(shù)n0u表表14-4 各級(jí)電壓線路懸垂串應(yīng)有的絕緣子片數(shù)各級(jí)電壓線路懸垂串應(yīng)有的絕緣子片數(shù) u28u19u13u7u5u3u實(shí)際采用值nu22u17u12u7u5u3un2u28u19u13u7u4u2un1u500u330u220u110u66u35u線路額定電壓/kVu注：注： 表中數(shù)值僅適用于海拔表中數(shù)值僅適用于海拔1000m及以下的非

28、污穢區(qū)。及以下的非污穢區(qū)。u 絕緣子均為絕緣子均為XP-70（或（或-4.5）型，其中）型，其中330kV和和500kV線路實(shí)際線路實(shí)際上采用的很可能是別的型號(hào)絕緣子（例如上采用的很可能是別的型號(hào)絕緣子（例如XP-160），可按泄漏距離和工），可按泄漏距離和工頻濕閃電壓進(jìn)行折算。頻濕閃電壓進(jìn)行折算。u第四節(jié) 架空輸電線路的絕緣配合HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu 如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的50%放電電壓放電電壓U50%(S)與片數(shù)的關(guān)系，那么也可以用下面的方法來(lái)與片數(shù)的關(guān)系，那么也可以用下面的方法來(lái)求出此時(shí)應(yīng)有的

29、片數(shù)求出此時(shí)應(yīng)有的片數(shù)n2和和n2：u 該絕緣子串應(yīng)具有下式所示的該絕緣子串應(yīng)具有下式所示的50%操作沖擊放電電壓操作沖擊放電電壓：uU50%(S)KSUSu3按雷電過(guò)電壓要求按雷電過(guò)電壓要求u 按上面所得的按上面所得的n1和和n2中較大的片數(shù)，校驗(yàn)線路的耐雷中較大的片數(shù)，校驗(yàn)線路的耐雷水平和雷擊跳閘率是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。水平和雷擊跳閘率是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。u 實(shí)際上雷電過(guò)電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的實(shí)際上雷電過(guò)電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的作用一般是不大的，因?yàn)榫€路的耐雷性能取決于各種防雷作用一般是不大的，因?yàn)榫€路的耐雷性能取決于各種防雷措施的綜合效果，影響因素很多。措施的

30、綜合效果，影響因素很多。u第四節(jié) 架空輸電線路的絕緣配合HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEE第一節(jié) 概述u二、空氣間距的選擇u 輸電線路的絕緣水平不僅取決于絕緣子的片數(shù)，同時(shí)也取決于線路上各種空氣間隙的極間距離空氣間距。u 輸電線路上的空氣間隙包括：導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空間距時(shí)主要考慮穿越導(dǎo)線下的最高物體與導(dǎo)線的安全距離。導(dǎo)線之間：應(yīng)考慮相間過(guò)電壓的作用、相鄰導(dǎo)線在大風(fēng)中因不同步擺動(dòng)或舞動(dòng)而相互靠近等問(wèn)題。導(dǎo)線、地線之間：按雷擊于檔距中央避雷線上時(shí)不至于引起導(dǎo)線、地線間氣隙擊穿這一條件來(lái)選定。導(dǎo)線與桿塔之間：這將是下面要探討的重點(diǎn)內(nèi)容u 為了使絕緣子串和空氣間的絕緣能力都得到

31、充分的發(fā)揮，顯然應(yīng)使氣隙的擊穿電壓與絕緣子串的閃絡(luò)電壓大致相等。但在具體實(shí)施時(shí)，會(huì)遇到風(fēng)力使絕緣子串發(fā)生偏斜等不利因素。 。HUST_CEEEHUST_CEEEHUST_CEEEu1工作電壓所要求的凈空氣間距工作電壓所要求的凈空氣間距S0u S0的工頻擊穿電壓幅值的工頻擊穿電壓幅值：uU50K1U u式中，系統(tǒng)式中，系統(tǒng)K1為空氣間隙工頻配合系數(shù)。對(duì)為空氣間隙工頻配合系數(shù)。對(duì)66kV及以下及以下的線路取的線路取K1=1.2；對(duì)；對(duì)110220kV線路取線路取K1=1.35；對(duì)范圍；對(duì)范圍II取取K1=1.4。u2. 操作過(guò)電壓所要求的凈間距操作過(guò)電壓所要求的凈間距Ssu 間隙間隙在在操作過(guò)電壓下操作過(guò)電壓下不發(fā)生閃絡(luò)不發(fā)生閃絡(luò)的的等值工頻放電等值工頻放電電壓電壓為為：uU50%(S)K2USK2K0U u式中，式中，