绝缘配合PPT推荐.ppt

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,电气设备绝缘水平的确定,在330kV及以上的超高压绝缘配合中，考虑到设备在运行时要承受运行电压、工频过电压及操作过电压，对电气设备绝缘规定了短时工频试验电压，对外绝缘还规定了干状态和湿状态下的工频放电电压；

考虑到在长期工作电压和工频过电压作用下内绝缘的老化和外绝缘的抗污秽性能，规定了设备的长时间工频试验电压；

对于220kV及以下的设备和线路，考虑到雷电过电压对绝缘的作用，规定了雷电冲击试验电压等。

从电力系统绝缘配合的发展阶段来看，大体经历了三个过程：

（1）多级配合（1940以前）由于当时所用的避雷器保护性能及电气特性较差，不能把它的特性作为绝缘配合的基础，因此采用多级配合的方法。

多级配合的原则：

价格越昂贵、修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选的越高。

2、绝缘配合的方法,多级配合的缺点：

由于冲击闪络和击穿电压的分散性，为了使上一级伏秒特性的下限高于下一级伏秒,采用多级配合的方法会把处于图9-13中最高位置的内绝缘水平提得很高。

图9-13变电站绝缘水平的四等级示意图,

（2）惯用法按作用于绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度这两个随机变量进行配合。

采用这一原则时，常要求有较大的安全裕度，且不能定量地估计可能的事故率。

确定电气设备绝缘水平的基础是避雷器的保护水平。

雷电或操作冲击电压对绝缘的作用可按图9-14用工频耐压试验等价。

图9-14确定工频试验电压,“统计法”：

根据过电压幅值和绝缘的耐电强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘闪络电压的概率分布后，用计算的方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在进行了技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。

（3）统计法（20世纪70年代以来）,绝缘故障率为绝缘在过电压下遭到损坏的可能性，等于图9-15中阴影部分的总面积，计算公式如下：

图9-15绝缘故障概率的估算,（4）简化统计法,假定图9-15中的过电压概率曲线和绝缘特性概率曲线呈正态分布，并已知其标准偏差，根据这些假定，上述两条概率分布曲线就可以用与某一参考概率相对应的点表示出来，称为“统计过电压”和“统计耐受电压”。

在此基础上可以计算绝缘的故障率。

绝缘配合的统计法只能用于自恢复绝缘，主要是输变电的外绝缘。

返回,9.5.2变电站电气设备绝缘水平的确定,1、雷电过电压下的绝缘配合2、操作过电压下的绝缘配合3、工频绝缘水平的确定4、长时间工频高压试验,1、雷电过电压下的绝缘配合,电气设备在雷电过电压下的绝缘水平通常用它们的基本冲击绝缘水平（BIL）来表示：

为阀式避雷器在雷电过电压下的保护水平，为雷电过电压下的配合系数。

我国使用的经验公式：

在电气设备与避雷器相距很近时取1.25，相距较远时取1.4。

在按内部过电压作绝缘配合时，通常不考虑谐振过电压，因为在系统设计和选择运行方式时均应设法避免谐振过电压的出现；

此外，也不单独考虑工频电压升高，而把它的影响包括在最大长期工作电压内，这样一来，就归结为操作过电压下的绝缘配合了。

2、操作过电压下的绝缘配合,分两种情况来讨论：

对于范围这一类变电所中的电气设备来说，其操作冲击绝缘水平（SIL）可按下式求得式中为操作过电压下的配合系数。

对于范围（EHV）这一类变电所的电气设备来说，其操作冲击绝缘水平按下式计算：

式中操作过电压下的配合系数,3、工频绝缘水平的确定,为了检验电气设备绝缘是否达到了以上所确定的BIL和SIL，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。

它们对试验设备和测试技术提出了很高的要求。

对于330kV及以上的超高压电气设备来说，这样的试验是完全必需的，但对于220kV及以下的高压电气设备来说，应该设法用比较简单的高压试验去等效地检验绝缘耐受雷电冲击电压和操作冲击电压的能力。

短时工频耐压试验所采用的试验电压值往往要比额定相电压高出数倍，它的目的和作用是代替雷电冲击和操作冲击耐压试验、等效地检验绝缘在这两类过电压下的电气强度。

图9-16短时工频试验电压确定流程图,凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电和操作过电压作用下均能可靠地运行。

为了更加可靠和直观，国际电工委员会（IEC）规定：

1、对于300kV以下的电气设备

（1）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用短时（1min）工频耐压试验来检验；

（2）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。

2、对于300kV及以上的电气设备

（1）绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来检验；

4、长时间工频高压试验,当内绝缘的老化和外绝缘的污染对绝缘在工频工作电压和过电压下的性能有影响时，尚需作长时间工频高压试验。

我国国家标准对各种电压等级电气设备以耐压值表示的绝缘水平作出了规定，见表9-3。

由于试验目的不同，长时间工频高压试验时所加的试验电压值和加压时间均与短时工频耐压试验不同。

返回,9.5.3架空输电线路绝缘水平的确定,本节以惯用法作架空输电线路的绝缘配合，主要内容为：

绝缘子串中绝缘子片数的确定、导线对杆塔的空气间距的确定。

1、绝缘子串中绝缘子片数的确定,在工作电压下不发生污闪；

雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）；

具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水平。

线路绝缘子串应满足三方面的要求：

按工作电压要求,线路的闪络率与该线路的爬电比距密切相关，根据线路所在地区的污秽等级来选定值，就能保证必要的运行可靠性。

设每片绝缘子的几何爬电距离为（cm），即可按爬电比距的定义得,n为绝缘子片数，为系统最高工作电压有效值，为绝缘子爬电距离有效系数。

为了避免污闪事故，所需的绝缘子片数应为,按内部过电压进行验算,绝缘子串在操作过电压的作用下，也不应发生湿闪。

即绝缘子串的湿闪电压在考虑大气状态等影响因素并保持一定的裕度后，应大于可能出现的操作过电压。

通常取10的裕度则绝缘于的工频或操作湿闪电压为,1.1为综合考虑各种影响因素和必要裕度的一个综合修正系数。

我国规定预留的零值绝缘子片数为：

35220kV线路，直线杆1片，耐张杆2片；

对于330kV及以上线路，直线杆12片，耐张杆23片。

按大气过电压进行验算,一般情况下，大气过电压对确定绝缘子串的片数影响是不大的，因为耐雷水平不完全取决于绝缘子片数，而主要取决于各项防雷措施的综合效果，因此它仅作验算条件。

即使耐雷水平达不到规程的下限值，也不一定必须增加绝缘子的片数，因为还可以采用降低杆塔接地电阻等措施来提高线路的耐雷水平。

但在特殊高杆塔或高海拔地区，雷电过电压则成为确定绝缘子片数的决定因素。

2、导线对杆塔的空气间距的确定,输电线路的绝缘水平不仅取决于绝缘子的片数，同时也取决于线路上各种空气间隙的极间距离空气间距，而且后者对线路建设费用的影响远远超过前者。

输电线路的空气间隙主要有：

（1）导线对大地：

在选择其空气间距时主要考虑地面车辆和行人等的安全通过、地面电场强度及静电感应等问题。

（2）导线对导线：

应考虑相间过电压的作用、相邻导线在大风中因不同步摆动或舞动而相互靠近等问题。

导线与塔身之间的距离也决定着导线之间的空气间距。

（3）导线对架空地线：

按雷击于档距中央避雷线上时不至于引起导、地线间气隙击穿这一条件来选定。

（4）导线对杆塔及横担：

这将是下面要探讨的重点内容。

为了使绝缘子串和空气间隙的绝缘能力都得到充分的发挥，显然应使气隙的击穿电压与绝缘子串的闪络电压大致相等。

但在具体实施时，会遇到风力使绝缘子串发生偏斜等不利因素。

就塔头空气间隙上可能出现的电压幅值来看，一般是雷电过电压最高、操作过电压次之、工频工作电压最低；

但从电压作用时间来看，情况正好相反。

由于工作电压长期作用在导线上，所以在计算它的风偏角时，应取该线路所在地区的最大设计风速。

操作过电压持续时间较短，通常在计算其风偏角时，取计算风速等于。

雷电过电压持续时间最短，而且强风与雷击点同在一处出现的概率极小，因此通常取其计算风速等于1015m/s。

三种情况下空气间距的计算方法如下：

（1）按工作电压确定风偏后的间隙,的工频击穿电压幅值,为综合考虑工频电压升高、气象条件、必要的安全裕度等因素的空气间隙工频配合系数。

（2）按操作过电压确定风偏后的间隙,要求的正极性操作冲击波下的50击穿电压,计算用最大操作过电压空气间隙操作配合系数，对范围取1.03，对范围取1.1。

在缺乏空气间隙50操作冲击击穿电压的实验数据时，亦可采取先估算出等值的工频击穿电压，然后求取应有的空气间距的办法。

由于长气隙在不利的操作冲击波形下的击穿电压显著低于其工频击穿电压，其折算系数，如再计入分散性较大等不利因素，可取，即,（3）按雷电过电压确定绝缘子串风偏后的空气间隙,通常取的50雷电冲击电压等于绝缘子串的50雷电冲击闪络电压的85，即,其目的是减少绝缘子串的沿面闪络，减少釉面受损的可能性。

表9-11示出了各级电压线路的最小空气间隙。

当海拔高度超过1000m时，应按有关规定对净间距值进行校正；

对于发电厂变电所，各个s值应再增加10的裕度，以策安全。

绝缘配合的原则与方法绝缘配合的原则绝缘配合的方法

（1）多级配合（1940以前）

（2）惯用法（3）统计法（20世纪70年代以来）（4）简化统计法,小结,变电站电气设备绝缘水平的确定雷电过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合工频绝缘水平的确定长时间工频高压试验架空输电线路绝缘水平的确定绝缘子串中绝缘子片数的确定导线对杆塔的空气间距的确定,返回,（本节完）,