電力系統(tǒng)的絕緣配合課件

第十章電力系統(tǒng)的絕緣配合第十章電力系統(tǒng)的絕緣配合概述電力設備的絕緣水平到底選多高？隨著電力系統(tǒng)電壓等級的提高，輸變電設備絕緣部分的投資占總設備投資的比重越來越大。由于系統(tǒng)電壓等級的提高，輸送容量的增大，一旦出現(xiàn)故障，損失巨大。電力設備承受的電壓絕緣配合的實質是選定合理的絕緣水平工作電壓暫時過電壓操作過電壓大氣過電壓電力設備絕緣水平絕緣配合短時工頻試驗長時間工頻試驗操作沖擊試驗雷電沖擊試驗概述電力設備的絕緣水平到底選多高？電力設備絕緣配合的實質是選絕緣配合的基本概念與方法設備上實際承受的電壓工作電壓暫時過電壓操作過電壓大氣過電壓絕緣配合：所謂絕緣配合，就是綜合考慮電氣設備在電力系統(tǒng)中可能承受的各種電壓（工作電壓及過電壓）、保護裝置的特性和設備絕緣對各種作用電壓的耐受特性，合理地確定設備必要的絕緣水平，以使設備的造價、維修費用和設備絕緣故障引起的事故損失，達到在經(jīng)濟上和安全運行上總體效益最高的目的。系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓保護裝置的保護水平設備的絕緣水平經(jīng)濟費用制造、安裝運行、維護事故損失設備絕緣對各種電壓的耐受能力技術面經(jīng)濟面絕緣配合的基本概念與方法設備上實際承受的電壓絕緣配合：系統(tǒng)設備的絕緣水平：絕緣配合的最終目的就是確定電氣設備的絕緣水平，所謂電氣設備的絕緣水平是指該電氣設備能承受的試驗電壓值。

短時工頻試驗檢驗設備在工頻運行電壓和暫時過電壓下的絕緣性能。長時間工頻試驗絕緣的老化和外絕緣的污穢對工頻運行電壓及過電壓下的性能有影響時，需作長時間工頻試驗。操作沖擊試驗操作過電壓的作用。雷電沖擊試驗雷電過電壓的作用。在某種程度上，操作或雷電沖擊電壓對絕緣的作用可用工頻電壓來等價設備的絕緣水平：在某種程度上，操作或雷電沖擊電壓對絕緣的作用絕緣配合原則總原則：綜合考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種作用電壓、保護裝置特性及設備的絕緣特性確定設備的絕緣水平，從而使設備絕緣故障率或停電事故率降低到在經(jīng)濟上和運行上可以接受的水平。(1)電壓不同，絕緣配合原則不同對于220kV及以下的系統(tǒng)，一般以大氣過電壓決定設備的絕緣水平。其主要保護裝置是避雷器，以避雷器的保護水平為基礎確定設備的絕緣水平，并保證輸電線路具有一定的耐雷水平。對于這些設備，在正常情況下應能耐受內過電壓的作用，因此一般不專門采用針對內過電壓的限制措施。隨著電壓等級的提高，操作過電壓的幅值將隨之增高，所以，在超高壓電力系統(tǒng)（≥330kV）的絕緣配合中，操作過電壓將逐漸起控制作用。因此，超高壓系統(tǒng)中一般都采用了專門限制內過電壓的措施。例如并聯(lián)電抗器、帶有并聯(lián)電阻的斷路器及金屬氧化物避雷器(MOA)等。由于對限制過電壓措施的要求不同，絕緣配合的作法也不同。實際上，無論哪工種作法，都是以避雷器的保護特性為基礎的。絕緣配合原則(1)電壓不同，絕緣配合原則不同(2)技術上要力求做到作用電壓與絕緣強度的全伏秒特性配合，為此，要求具有一定伏秒特性和伏安特性的避雷器能將過電壓限制在設備絕緣耐受強度以下。(2)技術上要力求做到作用電壓與絕緣強度的全伏秒特性配合，為(3)為了兼顧設備造價、運行費用和停電損失等的綜合經(jīng)濟效益，絕緣配合的原則需因不同的系統(tǒng)結構、不同的地區(qū)以及不同的發(fā)展階段而有所不同。不同的系統(tǒng)，因結構不同，過電壓水平不同，且同一系統(tǒng)中不同地點的過電壓水平亦有差異，造成事故的后果也是不同的。在系統(tǒng)發(fā)展初期，采用單回長距離線路送電，系統(tǒng)聯(lián)系薄弱，一旦發(fā)生故障，經(jīng)擠損失較大。到了發(fā)展的中期或后期，系統(tǒng)聯(lián)系增強，而設備制造水平提高，保護設備性能改善，設備損壞幾率減少；即使個別設備損壞，造成的經(jīng)濟損失也會降低。因此，從經(jīng)濟方面考慮，對同一電壓等級，不同地點、不同類型的設備，允許選擇不同的絕緣水平。(4)在絕緣配合中不考慮諧振過電壓，因此在電網(wǎng)設計和運行中都應當避開諧振過電壓的產(chǎn)生。(5)在污穢地區(qū)的電網(wǎng)，外絕緣的強度受污穢影響將大大降低。污閃事故發(fā)生在惡劣氣象條件正常工作電壓下，因此，嚴重污穢地區(qū)電網(wǎng)外絕緣水平應主要由系統(tǒng)最大運行電壓決定。(6)不需要考慮線路絕緣和發(fā)、變電站絕緣的配合問題。如降低線路絕緣使之與變電站配合，則會使線路事故大增。(7)在特高壓電網(wǎng)中，由于限壓措施的不斷完善，過電壓可降低到1.6~1.8p.u.或更低，電網(wǎng)的絕緣水平可能由工頻過電壓及長時間工作電壓決定。(3)為了兼顧設備造價、運行費用和停電損失等的綜合經(jīng)濟效益，絕緣配合的方法慣用法統(tǒng)計法簡化統(tǒng)計法

適用范圍：由于對非自恢復絕緣進行絕緣放電概率的測定，費用很高，目前難于使用統(tǒng)計法，主要仍用慣用法。但是，現(xiàn)在國內外都正在致力于研究采用統(tǒng)計模擬的方法解決非自恢復絕緣的配合問題。對于降低絕緣水平經(jīng)濟效益不是非常顯著的220kV及以下電壓等級設備的絕緣，通常仍采用慣用法。在采用慣用法進行絕緣配合時，無法定量預估絕緣的故障率，只是在確定絕緣水平時留有一定的安全裕度，即所謂配合系數(shù)(或安全裕度系數(shù))。對于330kV及以上設備的自恢復絕緣，可以采用統(tǒng)計法進行絕緣配合，因此也可以用統(tǒng)計法對各項可靠性指標進行預估。絕緣配合的方法適用范圍：慣用法慣用法是按作用在絕緣上的最大過電壓和最小的絕緣強度的概念進行絕緣配合的。即首先確定設備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓，然后根據(jù)運行經(jīng)驗乘上一個考慮各種因素的影響和一定裕度的系數(shù)，以補償在估計最大過電壓和最低耐壓強度時的誤差，從而決定絕緣應耐受的電壓水平。有較大的裕度由于過電壓幅值及絕緣強度都是隨機變量，很難找到一個嚴格的規(guī)則去估計它們的上限和下限。因此，用這一原則確定絕緣水平常有較大的裕度。適用于具有自恢復能力的絕緣和無自恢復能力的絕緣慣用法對有自恢復能力的絕緣（如氣體絕緣）和無自恢復能力的絕緣（如固體絕緣）都是適用的。慣用法有較大的裕度統(tǒng)計法統(tǒng)計法是根據(jù)過電壓幅值和絕緣的耐受強度都是隨機變量的實際情況，在已知過電壓幅值和絕緣放電電壓的概率分布后，用計算的方法求出絕緣放電的概率和線路故障率，在技術經(jīng)濟比較的基礎上，正確地確定絕緣水平。不僅定量地給出設計的安全裕度，并能按照使用設備費、每年的運行費以及每年的事故損失費的總和為最小的原則，確定一個輸電系統(tǒng)絕緣配合的最佳方案。統(tǒng)計法不僅定量地給出設計的安全裕度，并能按照使用設備費、每年輸變電設備絕緣水平的確定電力變壓器：在變電所的諸多電氣設備中，以電力變壓器最為重要，因此，通常以確定電力變壓器的絕緣水平為中心環(huán)節(jié)，再確定其它設備的絕緣水平。避雷器保護水平：確定電氣設備絕緣水平的基礎是避雷器保護水平，即設備的絕緣水平與避雷器的保護水平進行配合。雷電沖擊保護水平（BIL）操作沖擊水平（BSL）避雷器的雷電沖擊保護水平：磁吹避雷器（取三者中較大者作為雷電沖擊保護水平）在標稱放電電流波形（如8／20s）和幅值下的殘壓值；1.2／50s標準雷電沖擊放電電壓上限；規(guī)定陡度下的沖擊波波前放電電壓最大值除以1.15（GB7327-87）輸變電設備絕緣水平的確定電力變壓器：避雷器保護水平：避雷器的氧化鋅避雷器（取兩者中較大者作為雷電沖擊保護水平）在標稱放電電流波形（如8／20s）和幅值下的殘壓值；陡波沖擊電流（給定波前及幅值）下的殘壓值除以1.15。視在波前時間為1μs的沖擊電流，波前時間應在0.9～1.1μs范圍內，視在半峰值時間不作規(guī)定。避雷器的操作沖擊保護水平（針對330~500kV設備）：磁吹避雷器250／2500s標準操作沖擊波下的最大火花放電電壓；規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓。氧化鋅避雷器規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓值（視在波前時間大于30μs而小于100μs、視在半峰值時間約為視在波前時間兩倍的沖擊電流。）。氧化鋅避雷器（取兩者中較大者作為雷電沖擊保護水平）避雷器的操變壓器的雷電沖擊耐受電壓：考慮避雷器和變壓器之間的距離、避雷器內部的電感、變壓器絕緣的老化累積效應、避雷器運行中參數(shù)的變化、變壓器工頻激磁的影響等因素后，使保護水平的變化及變壓器上的作用電壓超過避雷器的保護水平。因此雷電沖擊耐受電壓和避雷器保護水平之間應取一定的安全裕度系數(shù)。根據(jù)我國過去的傳統(tǒng)做法，以雷電沖擊保護水平為基礎，取一個安全系數(shù)，當電氣設備（如變壓器）與避雷器緊靠時，安全系數(shù)取1.25，有一定距離時取1.4。變壓器的操作沖擊耐受電壓：變壓器的操作基本沖擊絕緣水平與避雷器被保護水平相配合，安全系數(shù)不低于1.15。操作安全系數(shù)比較小，這是因為操作波比較平緩，距離效應不強烈所致。變壓器的雷電沖擊耐受電壓：變壓器的操作沖擊耐受電壓：電壓等級不同，絕緣配合原則不同超高壓設備應當進行雷電及操作沖擊耐受電壓試驗，以檢驗設備在雷電過電壓和操作過電壓作用下的絕緣性能。220kV及以下電壓等級由于操作過電壓對正常絕緣無危險，故不要求避雷器動作，避雷器只用作雷電過電壓的防護措施。因此，按上述原則根據(jù)避雷器的雷電沖擊保護水平可以確定變壓器的全波基本沖擊絕緣水平(BIL)。而操作沖擊絕緣水平(BSL)是用額定短時工頻耐受電壓，即工頻絕緣水平代替。實際上這種短時工頻試驗電壓值是由設備的BSL和BIL共同決定的。電壓等級不同，絕緣配合原則不同其它設備對于不用避雷器保護或非有效保護的設備，如斷路器、儀用互感器等，應選用較高的雷電沖擊耐受電壓及與之對應的操作沖擊耐受電壓。這些數(shù)值的選定應根據(jù)系統(tǒng)結構的特點，過電壓保護設備的性能及預期的過電壓水平等具體情況。根據(jù)我國電力系統(tǒng)發(fā)展情況及電器制造水平，結合我國電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，并參考國際電工委員會（IEC）推薦的絕緣配合標準，在我國國家標準

GB311-83中對各電壓等級電氣設備的試驗電壓作出了規(guī)定。

其它設備電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件輸電線路絕緣水平的確定輸電線路的絕緣水平：絕緣子串的絕緣子片數(shù)線路絕緣的空氣間隙絕緣子串的片數(shù)選擇根據(jù)桿塔機械負荷選定絕緣子型式之后，需要確定絕緣子的片數(shù)，其要求如下：在工作電壓下不發(fā)生污閃下雨天在操作過電壓下不發(fā)生閃絡具有一定的雷電沖擊耐受強度，保證線路有一定的耐雷水平輸電線路絕緣水平的確定輸電線路的絕緣水平：絕緣子串的片數(shù)選（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）sp決定所需絕緣子片數(shù)n式中 n：每串絕緣子片數(shù)； ：每片絕緣子的爬電比距，cm；

U1：線路的額定電壓（有效值），kV。表15-7最小泄漏比距分級數(shù)值外絕緣污穢等級最小爬電比距cm/kV線路電站設備01.391.48Ⅰ1.61.6Ⅱ2.02.0Ⅲ2.52.5Ⅳ3.13.1注：330kV級線路和電站設備外絕緣在0級時分別為1.45和1.55cm/kV，按500kV系統(tǒng)暫行技術規(guī)定對0級地區(qū)取1.6。對于不同污穢地區(qū)要求一定的泄漏比距s0

，清潔區(qū)取為1.6。運行經(jīng)驗表明，必須滿足sp≥s0，否則污閃事故比較嚴重，造成很大損失。（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）sp決定所需絕說明：由于泄漏比距s0的取值是總結運行經(jīng)驗得出的，因此最大工作電壓與額定電壓的差別以及零值絕緣子（運行中，由于機械及電的作用下，在眾多的線路絕緣子中，總有個別絕緣子會喪失絕緣性能，起不到絕緣的作用，稱之謂“零值絕緣子”）的影響等因素都已包括在內，所以計算絕緣子片數(shù)時按額定電壓計算，且不需再考慮零值絕緣子而增加絕緣子個數(shù)。說明：（2）按內部過電壓進行驗算要求線路絕緣能耐受一定的內部過電壓。在驗算時需考慮零值絕緣子的問題，這是因為運行中的絕緣子受到很大的機械力及電壓的長期作用，容易損壞。然而，現(xiàn)場眾多的絕緣子，難以及時地清查和更換。為了安全，需要增加一些絕緣子，以便出現(xiàn)零值絕緣子后，其余的絕緣子仍能耐受出現(xiàn)的操作過電壓。目前我國規(guī)定，絕緣子串中應預留的零值絕緣子數(shù)為：35~220kV線路，直線桿l片，耐張桿2片；對于330kV及以上線路，直線桿1~2片，耐張桿2~3片。目前絕緣子串在內部過電壓作用下，還沒有適用的放電電壓數(shù)據(jù)，所以一般是用絕緣子串的工頻濕放電電壓來代替絕緣子串在內部過電壓作用時的放電電壓。這樣，絕緣子串的工頻濕閃電壓Ush

則為

式中 1.1:綜合考慮各種因素的修正系數(shù)

k0:操作過電壓計算倍數(shù)

uph:系統(tǒng)最高運行相電壓（2）按內部過電壓進行驗算目前絕緣子串在內部過電壓作用下，還（3）按大氣過電壓進行驗算一般情況下，大氣過電壓對確定絕緣子串的片數(shù)影響是不大的，因為耐雷水平不完全決定于絕緣子片數(shù)，而主要取決于各項防雷措施的綜合效果，因此它僅作驗算條件。即使耐雷水平達不到規(guī)程的下限值，也不一定必須增加絕緣子片數(shù)，因為還可以采用降低桿塔接地電阻等措施來提高線路的耐雷水平。但在特殊高桿塔或高海拔地區(qū)，雷電過電壓則成為確定絕緣子片數(shù)的決定因素。（3）按大氣過電壓進行驗算輸電線路空氣間隙的確定輸電線路的空氣間隙主要包括：導線對大地導線對地面的高度主要是考慮穿越導線下的最高物體與導線間的安全距離，在超高壓輸電線下還應考慮對地面物體的靜電感應問題。導線對導線導線間的距離主要由導線弧垂最低點在風力作用下，發(fā)生異步搖擺時能耐受工作電壓的最小間隙來確定，由于這種情況出現(xiàn)的機會極少，所以在低電壓等級時以不碰線為原則。導線對架空地線導線對地線間的間隙，由雷擊避雷線檔距中間不引起對導線的空氣間隙擊穿的條件來確定。導線對桿塔及橫擔輸電線路空氣間隙的確定確定導線對桿塔距離的方法承受電壓類型：雷電過程電壓操作過電壓工作電壓幅值：雷電過程電壓>操作過電壓>工作電壓持續(xù)時間：雷電過程電壓>操作過電壓>工作電壓持續(xù)時間越長，必須考慮的風偏角(風速)越大。雷電過電壓：10m/s操作過電壓：最大風速的50%工作電壓：25-35m/sPJ-懸垂絕緣子串風壓，NGJ-懸垂絕緣子重力，NP4-不同工況相應風速下的導線風荷載，N/mPd-導線自重，N/m

確定導線對桿塔距離的方法承受電壓類型：幅值：持續(xù)時間：持續(xù)時按照三種條件下分別計算風偏后間隙：工作電壓（風偏間隙sp）：k1為安全系數(shù)，它考慮了空氣密度變化的影響（約下降8%），空氣濕度變化的影響（約下降9%），以及其它如工頻電壓升高等不利因素的影響。對于330~500kV線路，k1=1.7；對中性點直接接地的220kV及以下線路，k1=1.6；對中性點非直接接地系統(tǒng)的線路，k1=2.5。

操作過電壓(等效工頻放電電壓，確定風偏間隙ss)：k0

為操作過電壓計算倍數(shù)；系數(shù)1.2為計及電壓波形、空氣濕度和密度以及其它不利因素的裕度系數(shù)。

雷電過電壓（確定風偏間隙sl）：應使其沖擊強度與非污穢地區(qū)絕緣子串的沖擊放電電壓相適應。根據(jù)我國110，220，330kV線路的運行經(jīng)驗，sl在雷電沖擊波下50%放電電壓取為絕緣子串相對應電壓的85%，其目的是盡量減少絕緣子串的閃絡概率，以免損壞絕緣子。按照三種條件下分別計算風偏后間隙：工作電壓（風偏間隙sp）：最大值一般情況下，對空氣間隙的確定起決定作用的是雷電過電壓，但隨著電壓等級的提高以及輸電線路防雷措施的改善，決定空氣間隙的過電壓可能是操作過電壓。最大值一般情況下，對空氣間隙的確定起決定作用的是雷電過電壓，第十章電力系統(tǒng)的絕緣配合第十章電力系統(tǒng)的絕緣配合概述電力設備的絕緣水平到底選多高？隨著電力系統(tǒng)電壓等級的提高，輸變電設備絕緣部分的投資占總設備投資的比重越來越大。由于系統(tǒng)電壓等級的提高，輸送容量的增大，一旦出現(xiàn)故障，損失巨大。電力設備承受的電壓絕緣配合的實質是選定合理的絕緣水平工作電壓暫時過電壓操作過電壓大氣過電壓電力設備絕緣水平絕緣配合短時工頻試驗長時間工頻試驗操作沖擊試驗雷電沖擊試驗概述電力設備的絕緣水平到底選多高？電力設備絕緣配合的實質是選絕緣配合的基本概念與方法設備上實際承受的電壓工作電壓暫時過電壓操作過電壓大氣過電壓絕緣配合：所謂絕緣配合，就是綜合考慮電氣設備在電力系統(tǒng)中可能承受的各種電壓（工作電壓及過電壓）、保護裝置的特性和設備絕緣對各種作用電壓的耐受特性，合理地確定設備必要的絕緣水平，以使設備的造價、維修費用和設備絕緣故障引起的事故損失，達到在經(jīng)濟上和安全運行上總體效益最高的目的。系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓保護裝置的保護水平設備的絕緣水平經(jīng)濟費用制造、安裝運行、維護事故損失設備絕緣對各種電壓的耐受能力技術面經(jīng)濟面絕緣配合的基本概念與方法設備上實際承受的電壓絕緣配合：系統(tǒng)設備的絕緣水平：絕緣配合的最終目的就是確定電氣設備的絕緣水平，所謂電氣設備的絕緣水平是指該電氣設備能承受的試驗電壓值。

短時工頻試驗檢驗設備在工頻運行電壓和暫時過電壓下的絕緣性能。長時間工頻試驗絕緣的老化和外絕緣的污穢對工頻運行電壓及過電壓下的性能有影響時，需作長時間工頻試驗。操作沖擊試驗操作過電壓的作用。雷電沖擊試驗雷電過電壓的作用。在某種程度上，操作或雷電沖擊電壓對絕緣的作用可用工頻電壓來等價設備的絕緣水平：在某種程度上，操作或雷電沖擊電壓對絕緣的作用絕緣配合原則總原則：綜合考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種作用電壓、保護裝置特性及設備的絕緣特性確定設備的絕緣水平，從而使設備絕緣故障率或停電事故率降低到在經(jīng)濟上和運行上可以接受的水平。(1)電壓不同，絕緣配合原則不同對于220kV及以下的系統(tǒng)，一般以大氣過電壓決定設備的絕緣水平。其主要保護裝置是避雷器，以避雷器的保護水平為基礎確定設備的絕緣水平，并保證輸電線路具有一定的耐雷水平。對于這些設備，在正常情況下應能耐受內過電壓的作用，因此一般不專門采用針對內過電壓的限制措施。隨著電壓等級的提高，操作過電壓的幅值將隨之增高，所以，在超高壓電力系統(tǒng)（≥330kV）的絕緣配合中，操作過電壓將逐漸起控制作用。因此，超高壓系統(tǒng)中一般都采用了專門限制內過電壓的措施。例如并聯(lián)電抗器、帶有并聯(lián)電阻的斷路器及金屬氧化物避雷器(MOA)等。由于對限制過電壓措施的要求不同，絕緣配合的作法也不同。實際上，無論哪工種作法，都是以避雷器的保護特性為基礎的。絕緣配合原則(1)電壓不同，絕緣配合原則不同(2)技術上要力求做到作用電壓與絕緣強度的全伏秒特性配合，為此，要求具有一定伏秒特性和伏安特性的避雷器能將過電壓限制在設備絕緣耐受強度以下。(2)技術上要力求做到作用電壓與絕緣強度的全伏秒特性配合，為(3)為了兼顧設備造價、運行費用和停電損失等的綜合經(jīng)濟效益，絕緣配合的原則需因不同的系統(tǒng)結構、不同的地區(qū)以及不同的發(fā)展階段而有所不同。不同的系統(tǒng)，因結構不同，過電壓水平不同，且同一系統(tǒng)中不同地點的過電壓水平亦有差異，造成事故的后果也是不同的。在系統(tǒng)發(fā)展初期，采用單回長距離線路送電，系統(tǒng)聯(lián)系薄弱，一旦發(fā)生故障，經(jīng)擠損失較大。到了發(fā)展的中期或后期，系統(tǒng)聯(lián)系增強，而設備制造水平提高，保護設備性能改善，設備損壞幾率減少；即使個別設備損壞，造成的經(jīng)濟損失也會降低。因此，從經(jīng)濟方面考慮，對同一電壓等級，不同地點、不同類型的設備，允許選擇不同的絕緣水平。(4)在絕緣配合中不考慮諧振過電壓，因此在電網(wǎng)設計和運行中都應當避開諧振過電壓的產(chǎn)生。(5)在污穢地區(qū)的電網(wǎng)，外絕緣的強度受污穢影響將大大降低。污閃事故發(fā)生在惡劣氣象條件正常工作電壓下，因此，嚴重污穢地區(qū)電網(wǎng)外絕緣水平應主要由系統(tǒng)最大運行電壓決定。(6)不需要考慮線路絕緣和發(fā)、變電站絕緣的配合問題。如降低線路絕緣使之與變電站配合，則會使線路事故大增。(7)在特高壓電網(wǎng)中，由于限壓措施的不斷完善，過電壓可降低到1.6~1.8p.u.或更低，電網(wǎng)的絕緣水平可能由工頻過電壓及長時間工作電壓決定。(3)為了兼顧設備造價、運行費用和停電損失等的綜合經(jīng)濟效益，絕緣配合的方法慣用法統(tǒng)計法簡化統(tǒng)計法

適用范圍：由于對非自恢復絕緣進行絕緣放電概率的測定，費用很高，目前難于使用統(tǒng)計法，主要仍用慣用法。但是，現(xiàn)在國內外都正在致力于研究采用統(tǒng)計模擬的方法解決非自恢復絕緣的配合問題。對于降低絕緣水平經(jīng)濟效益不是非常顯著的220kV及以下電壓等級設備的絕緣，通常仍采用慣用法。在采用慣用法進行絕緣配合時，無法定量預估絕緣的故障率，只是在確定絕緣水平時留有一定的安全裕度，即所謂配合系數(shù)(或安全裕度系數(shù))。對于330kV及以上設備的自恢復絕緣，可以采用統(tǒng)計法進行絕緣配合，因此也可以用統(tǒng)計法對各項可靠性指標進行預估。絕緣配合的方法適用范圍：慣用法慣用法是按作用在絕緣上的最大過電壓和最小的絕緣強度的概念進行絕緣配合的。即首先確定設備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓，然后根據(jù)運行經(jīng)驗乘上一個考慮各種因素的影響和一定裕度的系數(shù)，以補償在估計最大過電壓和最低耐壓強度時的誤差，從而決定絕緣應耐受的電壓水平。有較大的裕度由于過電壓幅值及絕緣強度都是隨機變量，很難找到一個嚴格的規(guī)則去估計它們的上限和下限。因此，用這一原則確定絕緣水平常有較大的裕度。適用于具有自恢復能力的絕緣和無自恢復能力的絕緣慣用法對有自恢復能力的絕緣（如氣體絕緣）和無自恢復能力的絕緣（如固體絕緣）都是適用的。慣用法有較大的裕度統(tǒng)計法統(tǒng)計法是根據(jù)過電壓幅值和絕緣的耐受強度都是隨機變量的實際情況，在已知過電壓幅值和絕緣放電電壓的概率分布后，用計算的方法求出絕緣放電的概率和線路故障率，在技術經(jīng)濟比較的基礎上，正確地確定絕緣水平。不僅定量地給出設計的安全裕度，并能按照使用設備費、每年的運行費以及每年的事故損失費的總和為最小的原則，確定一個輸電系統(tǒng)絕緣配合的最佳方案。統(tǒng)計法不僅定量地給出設計的安全裕度，并能按照使用設備費、每年輸變電設備絕緣水平的確定電力變壓器：在變電所的諸多電氣設備中，以電力變壓器最為重要，因此，通常以確定電力變壓器的絕緣水平為中心環(huán)節(jié)，再確定其它設備的絕緣水平。避雷器保護水平：確定電氣設備絕緣水平的基礎是避雷器保護水平，即設備的絕緣水平與避雷器的保護水平進行配合。雷電沖擊保護水平（BIL）操作沖擊水平（BSL）避雷器的雷電沖擊保護水平：磁吹避雷器（取三者中較大者作為雷電沖擊保護水平）在標稱放電電流波形（如8／20s）和幅值下的殘壓值；1.2／50s標準雷電沖擊放電電壓上限；規(guī)定陡度下的沖擊波波前放電電壓最大值除以1.15（GB7327-87）輸變電設備絕緣水平的確定電力變壓器：避雷器保護水平：避雷器的氧化鋅避雷器（取兩者中較大者作為雷電沖擊保護水平）在標稱放電電流波形（如8／20s）和幅值下的殘壓值；陡波沖擊電流（給定波前及幅值）下的殘壓值除以1.15。視在波前時間為1μs的沖擊電流，波前時間應在0.9～1.1μs范圍內，視在半峰值時間不作規(guī)定。避雷器的操作沖擊保護水平（針對330~500kV設備）：磁吹避雷器250／2500s標準操作沖擊波下的最大火花放電電壓；規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓。氧化鋅避雷器規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓值（視在波前時間大于30μs而小于100μs、視在半峰值時間約為視在波前時間兩倍的沖擊電流。）。氧化鋅避雷器（取兩者中較大者作為雷電沖擊保護水平）避雷器的操變壓器的雷電沖擊耐受電壓：考慮避雷器和變壓器之間的距離、避雷器內部的電感、變壓器絕緣的老化累積效應、避雷器運行中參數(shù)的變化、變壓器工頻激磁的影響等因素后，使保護水平的變化及變壓器上的作用電壓超過避雷器的保護水平。因此雷電沖擊耐受電壓和避雷器保護水平之間應取一定的安全裕度系數(shù)。根據(jù)我國過去的傳統(tǒng)做法，以雷電沖擊保護水平為基礎，取一個安全系數(shù)，當電氣設備（如變壓器）與避雷器緊靠時，安全系數(shù)取1.25，有一定距離時取1.4。變壓器的操作沖擊耐受電壓：變壓器的操作基本沖擊絕緣水平與避雷器被保護水平相配合，安全系數(shù)不低于1.15。操作安全系數(shù)比較小，這是因為操作波比較平緩，距離效應不強烈所致。變壓器的雷電沖擊耐受電壓：變壓器的操作沖擊耐受電壓：電壓等級不同，絕緣配合原則不同超高壓設備應當進行雷電及操作沖擊耐受電壓試驗，以檢驗設備在雷電過電壓和操作過電壓作用下的絕緣性能。220kV及以下電壓等級由于操作過電壓對正常絕緣無危險，故不要求避雷器動作，避雷器只用作雷電過電壓的防護措施。因此，按上述原則根據(jù)避雷器的雷電沖擊保護水平可以確定變壓器的全波基本沖擊絕緣水平(BIL)。而操作沖擊絕緣水平(BSL)是用額定短時工頻耐受電壓，即工頻絕緣水平代替。實際上這種短時工頻試驗電壓值是由設備的BSL和BIL共同決定的。電壓等級不同，絕緣配合原則不同其它設備對于不用避雷器保護或非有效保護的設備，如斷路器、儀用互感器等，應選用較高的雷電沖擊耐受電壓及與之對應的操作沖擊耐受電壓。這些數(shù)值的選定應根據(jù)系統(tǒng)結構的特點，過電壓保護設備的性能及預期的過電壓水平等具體情況。根據(jù)我國電力系統(tǒng)發(fā)展情況及電器制造水平，結合我國電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，并參考國際電工委員會（IEC）推薦的絕緣配合標準，在我國國家標準

GB311-83中對各電壓等級電氣設備的試驗電壓作出了規(guī)定。

其它設備電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件電力系統(tǒng)的絕緣配合課件輸電線路絕緣水平的確定輸電線路的絕緣水平：絕緣子串的絕緣子片數(shù)線路絕緣的空氣間隙絕緣子串的片數(shù)選擇根據(jù)桿塔機械負荷選定絕緣子型式之后，需要確定絕緣子的片數(shù)，其要求如下：在工作電壓下不發(fā)生污閃下雨天在操作過電壓下不發(fā)生閃絡具有一定的雷電沖擊耐受強度，保證線路有一定的耐雷水平輸電線路絕緣水平的確定輸電線路的絕緣水平：絕緣子串的片數(shù)選（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）sp決定所需絕緣子片數(shù)n式中 n：每串絕緣子片數(shù)； ：每片絕緣子的爬電比距，cm；

U1：線路的額定電壓（有效值），kV。表15-7最小泄漏比距分級數(shù)值外絕緣污穢等級最小爬電比距cm/kV線路電站設備01.391.48Ⅰ1.61.6Ⅱ2.02.0Ⅲ2.52.5Ⅳ3.13.1注：330kV級線路和電站設備外絕緣在0級時分別為1.45和1.55cm/kV，按500kV系統(tǒng)暫行技術規(guī)定對0級地區(qū)取1.6。對于不同污穢地區(qū)要求一定的泄漏比距s0

，清潔區(qū)取為1.6。運行經(jīng)驗表明，必須滿足sp≥s0，否則污閃事故比較嚴重，造成很大損失。（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）sp決定所需絕說明：由于泄漏比距s0的取值是總結運行經(jīng)驗得出的，因此最大工作電壓與額定電壓的差別以及零值絕緣子（運行中，由于機械及電的作用下，在眾多的線路絕緣子中，總有個別絕緣子會喪失絕緣性能，起不到絕緣的作用，稱之謂“零值絕緣子”）的影響等因素都已包括在內，所以計算絕緣子片數(shù)時按額定電壓計算，且不需再考慮零值絕緣子而增加絕緣子個數(shù)。說明：（2）按內部過電壓進行驗算要求線路絕緣能耐受一定的內部過電壓。在驗算時需考慮零值絕緣子的問題，這是因為運行中的絕緣子受到很大的機械力及電壓的長期作用，容易損壞。然而，現(xiàn)場眾多的絕緣子，難以及時地清查和更換。為了安全，需要增加一些絕緣子，以便出現(xiàn)零值絕緣子后，其余的絕緣子仍能耐受出現(xiàn)的操作過電壓。目前我國規(guī)定，絕緣子串中應預留的零值絕緣子數(shù)為：35~220kV線路，直線桿l片，耐張桿2片；對于330kV及以上線路，直線桿1~2片，耐張桿2~3片。目前絕緣子串在內部過電壓作用下，還沒有適用的放電電壓數(shù)據(jù)，所以一般是用絕緣子串的工頻濕放電電壓來代替絕緣子串在內部過電壓作用時的放電電壓。這樣，絕緣子串的工頻濕閃電壓Ush

則為

式中 1.1:綜合考慮各種因素的修正系數(shù)

k0:操作過電壓計算倍數(shù)