第十三節(jié)絕緣、接地及防雷技術(shù)(二)

1、2022-3-202022-3-20一、絕緣一、絕緣 在接觸網(wǎng)上是利用絕緣子和空氣間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣要求的。 空氣間隙空氣絕緣間隙可按下式來(lái)計(jì)算：1501 . 0NUd其中，d空氣絕緣間隙（m）；UN為接觸網(wǎng)額定電壓（kV）。2022-3-20接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙的有關(guān)要求：1、雙線電氣化區(qū)段，上、下行接觸網(wǎng)帶電體間的距離，正常情況下不應(yīng)小于2000mm，困難時(shí)不應(yīng)小于1600mm。2、接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙不應(yīng)小于下表的規(guī)定。2022-3-20表：接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙表（表：接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙表（mm）序號(hào)有關(guān)情況正常值困難值1絕緣錨段關(guān)節(jié)兩懸掛點(diǎn)間隙一般情況（選用于任何高程）450吸流變壓器處3002

2、同回路自耦變壓器供電線帶電體距接觸懸掛或供電線帶電體間隙500450325KV帶電體距固定接地體間隙300240425KV帶電體距機(jī)車(chē)車(chē)輛或裝載貨物間隙3505受電弓振動(dòng)至極限位置和導(dǎo)線被抬起的最高位置距接地體的瞬時(shí)間隙2001606隔離開(kāi)關(guān)引線、電連接線（包括跨另一支接觸懸掛時(shí)）及自耦變壓器供電線，供電線跳線距接地體間隙3307在對(duì)向風(fēng)吹，風(fēng)速為13m/S時(shí)，25KV帶電體與自耦變壓器中線或保護(hù)線的間隙2508絕緣元件接地側(cè)裙邊距接地體間隙（適用于任何高程）瓷及鋼化玻璃絕緣子10075環(huán)氧樹(shù)脂絕緣元件502022-3-20接觸網(wǎng)帶電體與接地體之間的固定絕緣間隙（取決于操作過(guò)電壓）接觸網(wǎng)帶電體

3、與接地體之間的固定絕緣間隙（取決于操作過(guò)電壓） 工頻放電電壓試驗(yàn)曲線模擬隧道內(nèi)工頻放電電壓試驗(yàn)曲線工頻放電電壓試驗(yàn)曲線模擬隧道內(nèi)工頻放電電壓試驗(yàn)曲線日本測(cè)得操作過(guò)電壓為接觸網(wǎng)空載電壓的2.46倍；中國(guó)早年曾在寶(雞)一鳳(州)段做過(guò)類(lèi)似的實(shí)測(cè)試驗(yàn)，僅為1.25倍；參考日本實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，中國(guó)按2.5倍估算過(guò)電壓。建議在客運(yùn)專(zhuān)線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后通過(guò)試驗(yàn)取得我國(guó)相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) ！2022-3-20根據(jù)絕緣配合原則，最小允許固定間隙的干放電電壓必須根據(jù)絕緣配合原則，最小允許固定間隙的干放電電壓必須大于最大操作過(guò)電壓，否則，接觸網(wǎng)將可能不能正常工作，再大于最大操作過(guò)電壓，否則，接觸網(wǎng)將可能不能正常工作，再考慮氣象條

4、件變化等因素，應(yīng)在實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間取一合理考慮氣象條件變化等因素，應(yīng)在實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間取一合理的安全系數(shù)。的安全系數(shù)。若取安全系數(shù)為若取安全系數(shù)為1.261.26，最大操作過(guò)電壓為，最大操作過(guò)電壓為75kV75kV，則固定絕，則固定絕緣間隙的干放電電壓為緣間隙的干放電電壓為94.5kV94.5kV，從工頻放電電壓試驗(yàn)曲線中查，從工頻放電電壓試驗(yàn)曲線中查得放電間隙為得放電間隙為230mm230mm；若取安全系數(shù)為；若取安全系數(shù)為1.51.5時(shí)，則絕緣間隙的干時(shí)，則絕緣間隙的干放電電壓為放電電壓為112.5kV112.5kV，從圖中查得放電間隙為，從圖中查得放電間隙為275mm275mm；因此

5、，設(shè)；因此，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定接觸網(wǎng)的固定絕緣間隙取計(jì)規(guī)范規(guī)定接觸網(wǎng)的固定絕緣間隙取300mm300mm，最小允許，最小允許240mm240mm是是合理的和可行的。合理的和可行的。 接觸網(wǎng)帶電體與接地體之間的固定絕緣間隙接觸網(wǎng)帶電體與接地體之間的固定絕緣間隙2022-3-20瞬時(shí)絕緣間隙的確定瞬時(shí)絕緣間隙的確定A1為超限貨物或車(chē)輛與接觸線最低位置時(shí)的垂直距離；A2為承力索與建筑物接地體間的垂直距離；D為受電弓帶電部分與建筑物間的瞬間垂直距離；S為受電弓工作過(guò)程瞬間游動(dòng)范圍。瞬時(shí)絕緣空氣間隙是在電力機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的，最危險(xiǎn)的情況出現(xiàn)在“受電弓運(yùn)動(dòng)處于極限位置而又受到大氣過(guò)電壓的影響”時(shí)，因此，在大

6、氣過(guò)電壓的情況下,應(yīng)根據(jù)電力機(jī)車(chē)頂部安裝的110mm絕緣間隙的配合關(guān)系來(lái)確定瞬時(shí)絕緣間隙機(jī)車(chē)頂部避雷器的110mm絕緣空氣間隙的50%沖擊放電電壓為90kV，工頻放電電壓為55kV。按照絕緣配合的原則，瞬時(shí)絕緣間隙的50%沖擊放電電壓應(yīng)比避雷器的放電電壓大10%以上，即最小瞬時(shí)絕緣間隙的50%沖擊放電電壓不小于99kV。 2022-3-20絕緣子接地側(cè)瓷裙至接地體的距離絕緣子接地側(cè)瓷裙至接地體的距離鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：絕緣子接地側(cè)瓷裙至接地體間應(yīng)保150mm的空氣絕緣間隙，這主要是考慮了分布電壓的關(guān)系。 絕緣子個(gè)數(shù)絕緣子狀態(tài)分布電壓（kV）12343片懸式絕緣子串正常8711.54片

7、懸式絕緣子串正常5.55610海拔1000m以下地區(qū)懸式絕緣子串正常工作時(shí)的電壓分布 注：海拔高度每增100m,其耐壓強(qiáng)度降低1% 。)1( 1 . 01 HnN在海拔為10003500m的地區(qū),絕緣子數(shù)量一般按下式確定 N一高海拔地區(qū)的絕緣子數(shù)量(片)； n一海拔1000m以下地區(qū)的絕緣子數(shù)量(片)； H一高海拔地區(qū)的海拔高度(km)。棒式絕緣子的耐壓強(qiáng)度應(yīng)以不低于增加后的懸式絕緣子串的絕緣水平為依據(jù)。在海拔高度超過(guò)1000m的地區(qū),海拔高度每增高100m，接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙的參考取值應(yīng)增大1%。 2022-3-20絕緣配合取決于過(guò)電壓的大小。過(guò)電壓可分為內(nèi)部過(guò)電壓(包括操作過(guò)電壓等)和大氣

8、(雷電)過(guò)電壓兩類(lèi)。內(nèi)部過(guò)電壓通常按額定電壓的倍數(shù)計(jì)算。中國(guó)水電部過(guò)電壓保護(hù)規(guī)程規(guī)定：對(duì)于360 kV級(jí)電力系統(tǒng)，內(nèi)部過(guò)電壓按4倍額定電壓計(jì)算；日本國(guó)鐵對(duì)電氣化鐵路進(jìn)行了內(nèi)部過(guò)電壓測(cè)試，認(rèn)為通過(guò)避雷器的配合，內(nèi)部過(guò)電壓一般不超過(guò)2.5倍額定電壓。綜合考慮，中國(guó)電氣化鐵路一般按3.0倍接觸網(wǎng)最高運(yùn)行電壓計(jì)算。大氣過(guò)電壓造成的感應(yīng)過(guò)電壓可達(dá)500kV，直擊雷造成的過(guò)電壓還要高。顯然,對(duì)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，把大氣過(guò)電壓限制到比內(nèi)部過(guò)電壓還低的程度是不經(jīng)濟(jì)的。因此,接觸網(wǎng)及牽引變電所中電氣設(shè)備的絕緣主要由大氣過(guò)電壓決定，具有正常絕緣水平的電氣化鐵路牽引供電設(shè)備及牽引網(wǎng)，應(yīng)能承受內(nèi)部過(guò)電壓的作用。絕緣配合原則（絕緣配合原則（1 1） 2022-3-20絕緣配合原則絕緣配合原則 （2 2）對(duì)于接觸網(wǎng)在任何運(yùn)行條件下(如由于風(fēng)力或受電弓的抬升力使導(dǎo)線擺動(dòng)或振動(dòng))，導(dǎo)線及其它帶電金具和接地部分(如鋼柱、隧道壁等)之間空氣間隙的絕緣強(qiáng)度不小于接觸網(wǎng)絕緣子的絕緣強(qiáng)度。對(duì)AT區(qū)段接觸網(wǎng)，還應(yīng)使保護(hù)自耦變壓器的避雷器的起始放電電壓低于自耦變壓器的沖擊絕緣強(qiáng)度。 架