第17章 電力系統(tǒng)的絕緣配合-2014

《高電壓工程基礎(chǔ)》施圍邱毓昌張喬根（西安交通大學(xué)）編著

王倩（西安理工大學(xué)）制作高電壓工程基礎(chǔ)第17章電力系統(tǒng)的絕緣配合17.1絕緣配合的基本概念與方法17.2輸變電設(shè)備絕緣水平的確定17.3輸電線路絕緣水平的確定高電壓工程基礎(chǔ)發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的絕緣線路的絕緣電力系統(tǒng)絕緣輸變電設(shè)備絕緣部分的投資占總設(shè)備投資的比重越來(lái)越大

系統(tǒng)電壓等級(jí)高，輸送容量大，一旦出現(xiàn)故障，損失巨大絕緣配合重要性高電壓工程基礎(chǔ)17.1絕緣配合的基本概念與方法絕緣配合：

綜合考慮電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中可能承受的各種電壓、保護(hù)裝置的特性和設(shè)備絕緣對(duì)各種作用電壓的耐受特性，合理地確定設(shè)備必要的絕緣水平，以使設(shè)備的造價(jià)、維修費(fèi)用和設(shè)備絕緣故障引起的事故損失，達(dá)到在經(jīng)濟(jì)上和安全運(yùn)行上效益最高的目的。高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備的絕緣水平：指該電氣設(shè)備能承受的試驗(yàn)電壓值。

技術(shù)上要處理好各種作用電壓、限壓措施及設(shè)備絕緣耐受能力三者之間的相互配合關(guān)系；經(jīng)濟(jì)上要協(xié)調(diào)投資費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用及事故損失費(fèi)用三者的關(guān)系。包括：短時(shí)工頻試驗(yàn)電壓、工頻放電電壓、長(zhǎng)時(shí)間工頻試驗(yàn)電壓、雷電沖擊試驗(yàn)電壓等。高電壓工程基礎(chǔ)絕緣配合的原則

220kV以下的電網(wǎng)，電氣設(shè)備的絕緣水平主要由大氣過(guò)電壓決定330kV及以上的超高壓絕緣配合中，操作過(guò)電壓將起主導(dǎo)作用特高壓電網(wǎng)的絕緣水平可能由工頻過(guò)電壓及長(zhǎng)時(shí)間工作電壓決定不考慮諧振過(guò)電壓；不考慮線路絕緣與變電站絕緣間的配合高電壓工程基礎(chǔ)

除型式試驗(yàn)外，一般電氣設(shè)備出廠試驗(yàn)只做lmin工頻耐壓試驗(yàn)。這不僅是為了試驗(yàn)的方便，也是考慮到在某種程度上雷電沖擊對(duì)絕緣的作用可用工頻電壓來(lái)等價(jià)的緣故。

大氣過(guò)電壓下的避雷器殘壓雷電沖擊耐受電壓等值工頻耐受電壓內(nèi)部過(guò)電壓操作沖擊耐受電壓等值工頻耐受電壓工頻試驗(yàn)電壓/β1

/β2

高電壓工程基礎(chǔ)絕緣配合的方法

慣用法

首先確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險(xiǎn)的過(guò)電壓，然后根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)乘上一個(gè)考慮各種因素的影響和一定裕度的系數(shù)，從而決定絕緣應(yīng)耐受的電壓水平。慣用法對(duì)有自恢復(fù)能力的絕緣（如氣體絕緣）和無(wú)自恢復(fù)能力的絕緣（如固體絕緣）都是適用的。

高電壓工程基礎(chǔ)

統(tǒng)計(jì)法

統(tǒng)計(jì)法是根據(jù)過(guò)電壓幅值和絕緣的耐受強(qiáng)度的概率分布，用計(jì)算的方法求出絕緣放電的概率和線路故障率，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上，正確地確定絕緣水平。簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法

在簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過(guò)電壓和絕緣特性兩條概率曲線的形狀，作出一些通常認(rèn)為合理的假定，并已知其標(biāo)準(zhǔn)偏差。在此基礎(chǔ)上可以計(jì)算絕緣的故障率。

絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法至今只能用于自恢復(fù)絕緣，主要是輸變電設(shè)備的外絕緣。高電壓工程基礎(chǔ)17.2輸變電設(shè)備絕緣水平的確定標(biāo)準(zhǔn)放電電流的波形和其幅值下的殘壓1.2/50μs標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊放電電壓上限沖擊波波前放電電壓最大值除以1.15避雷器雷電沖擊保護(hù)水平BIL取最大值250/2500μs標(biāo)準(zhǔn)沖擊波間隙放電電壓的上限規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓避雷器操作沖擊保護(hù)水平BSL取最大值高電壓工程基礎(chǔ)變壓器BIL＝（1.25～1.4）避雷器BIL（當(dāng)電氣設(shè)備與避雷器緊靠時(shí)，取1.25，有一定距離時(shí)取1.4。）變壓器BSL＝（1.15）避雷器BSL（操作安全系數(shù)比較小，因?yàn)椴僮鞑ū容^平緩，距離效應(yīng)不強(qiáng)烈）高電壓工程基礎(chǔ)交流系統(tǒng)絕緣配合高電壓工程基礎(chǔ)17.3輸電線路絕緣水平的確定

絕緣子片數(shù)的確定

要求：①在工作電壓下不發(fā)生污閃；②下雨天在操作過(guò)電壓下不發(fā)生閃絡(luò)；③具有一定的雷電沖擊耐受強(qiáng)度，保證線路有一定的耐雷水平。高電壓工程基礎(chǔ)方法：

（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）決定所需絕緣子片數(shù)式中m——每串絕緣子片數(shù)；λ——爬電比距，cm；

Us——系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓，kV；

L0——爬電距離，cm；

Ke——有效系數(shù)。高電壓工程基礎(chǔ)（2）按操作過(guò)電壓進(jìn)行校驗(yàn)滿足：式中Ue2

——最大操作過(guò)電壓，不同范圍取值不同；系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓，kV；Ke2——統(tǒng)計(jì)配合因數(shù)。高電壓工程基礎(chǔ)（3）按大氣過(guò)電壓進(jìn)行驗(yàn)算

一般情況下，大氣過(guò)電壓對(duì)確定絕緣子串的片數(shù)影響是不大的，因?yàn)槟屠姿讲煌耆珱Q定于絕緣子片數(shù)，而主要取決于各項(xiàng)防雷措施的綜合效果。但在特殊高桿塔或高海拔地區(qū)，雷電過(guò)電壓則成為確定絕緣子片數(shù)的決定因素。高電壓工程基礎(chǔ)輸電線路空氣間隙的確定

①導(dǎo)線對(duì)大地的空氣間隙主要考慮穿越導(dǎo)線下的最高物體與導(dǎo)線間的安全距離，以及超高壓輸電線的靜電感應(yīng)問(wèn)題。

②導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線的空氣間隙在低電壓等級(jí)時(shí)以不碰線為原則。③導(dǎo)線對(duì)架空地線的空氣間隙由雷擊避雷線檔距中間不引起對(duì)導(dǎo)線的氣隙擊穿來(lái)確定。④導(dǎo)線對(duì)桿塔及橫擔(dān)的空氣間隙高電壓工程基礎(chǔ)sp+lsinθp

ss+lsinθs

絕緣子串50%放電電壓的85%sl+lsinθl

選擇最大者導(dǎo)線對(duì)桿塔的距離

高電壓工程基礎(chǔ)額定電壓(kV)3560110154220330500直接接地非直接接地直接接地非直接接地XP型絕緣子片數(shù)357710101317（19）25（28）工作電壓要求