91常用电气设备选择的技术条件

9 电气设备选择

9.1 常用电气设备选择的技术条件和环境条件

9.1.1 电气设备选择一般原则[65,63]

（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；

（2）应按当地环境条件校核；

（3）应力求技术先进和经济合理；

（4）与整个工程的建设标准应协调一致；

（5）同类设备应尽量减少品种；

（6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正比鉴定合格。

9.1.2 技术条件

选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如表9−1−1所示。

表9−1−1 选择电器的一般技术条件

注①悬式绝缘子不校验动稳定。

9.1.2.1 长期工作条件

（1）电压：选用的电器允许最高工作电压max U 不得低于该回路的最高运行电压z U ，即

max U ≥z U

（9−1−1）

三相交流3kV 及以上设备的最高电压见表9−1−2。

（2）电流：选用的电器额定电流n I 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流

z I ，即 n I ≥z I

（9−1−2）

不同回路的持续工作电流可按表9−1−3中所列原则计算。

由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。

表9−1−2 额定电压与设备最高电压

kV

表9−1−3 回路持续工作电流

表9−1−4 套管和绝缘子的安全系数

注①悬式绝缘子的安全系数对应于一小时机电试验荷载，而不是破坏荷载。若是后者，安全系数则分别应为5.3和3.3。

高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。

（3）机械荷载：所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。

电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。套管和绝缘子的安全系数不应小于表9−1−4所列数值。

9.1.2.2 短路稳定条件

（1）校验的一般原则：

1）电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器

等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。

2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 （2）短路的热稳定条件

dt t Q t I >2

（9−1−3）

式中 dt Q ——在计算时间is t 秒内，短路电流的热效应，Ka 2·s ；

t I ——t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值，kA ； t ——设备允许通过的热稳定电流时间，s 。

校验短路热稳定所用的计算时间js t 按下式计算

d b js t t t +=

（9−1−4）

式中 b t ——继电保护装置后备保护动作时间，s ；

d t ——断路器的全分闸时间，s 。

图9−1−5 校验热效应的计算时间 s

采用无延时保护时，is t 可取表9−1−5中的数据。该数据为继电保护装置的起动机构和执行机构的动作时间，断路器的固有分闸时间以及断路器触头电弧持续时间的总和。当继电保护装置有延时整定时，则应按表中数据加上相应的整定时间。 （3）短路的动稳定条件

ch i ≤df i （9−1−5）

ch I ≤df I

式中 ch i ——短路冲击电流峰值，kA ；

ch I ——短路全电流有效值，kA ；

df i ——电器允许的极限通过电流峰值，kA ；

I——电器允许的极限通过电流有效值，kA。

df

9.1.2.3 绝缘水平

在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。

电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。

9.1.3 环境条件

9.1.3.1 温度

表9−1−6 选择电器的环境温度

注 1. 年最高（或最低）温度为一年中所测得的最高（或最低）温度的多年平均值。

2. 最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值。

选择电器用的环境温度按表9−1−6选取。

按《交通高压电器在长期工作时的发热》（GB 763）的规定，普通高压电器在环境最高温度为＋40℃时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于＋40℃（但不高于＋60℃）时，每增高1℃，建议额定电流减少1.8%；当低于＋40℃时，每降低1℃，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。

普通高压电器一般可在环境最低温度为−30℃时正常运行。在高寒地区，应选择能适应环境最低温度为−40℃的高寒电器。

在年最高温度超过40℃，而长期处于低湿度的干热地区，应选用型号后带“TA”字样的干热带型产品。

9.1.3.2 日照

屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。

在进行试验或计算时，日照强度取0.1W/cm2，风速取0.5m/s。

9.1.3.3 风速

一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。

选择电器时所用的最大风速，可取离地10m高、30年一遇的10min平均最大风速。

对于台风经常侵袭或最大风速超过35m/s的地区，除向制造部门提出特殊订货外，在设计布置时应采取有效防护措施，如降低安装高度、加强基础固定等。

9.1.3.4 冰雪

在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。

隔离开关的破冰厚度一般为10mm。在重冰区（如云贵高原，山东河南部分地区，湘中、粤北重冰地带以及东北部分地区），所选隔离开关的破冰厚度，应大于安装场所的最大覆冰厚度。

9.1.3.5 湿度

选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度（相对湿度—在一定温度下，空气中实际水汽压强值与饱和水汽压强值之比；最高月份的平均相对湿度—该月中日最大相对湿度值的月平均值）。对湿度较高的场所，应采用该和实际相对湿度。当无资料时，可取比当地湿度最高月份平均值高5%的相对湿度。

一般高压电器可使用在＋20℃，相对湿度为90%的环境中（电流互感器为85%）。在长江以南和沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准时，应选用湿热带型高压电器。这类产品的型号后面一般都标有“TH”字样。

9.1.3.6 污秽

在距海岸1~2km或盐场附近的盐雾场所，在火电厂、炼油厂、冶炼厂、石油化工厂和水泥厂等附近含有由工厂排出的二氧化硫、硫化氢、氨、氯等成分烟气、粉尘等场所，在潮湿的气候下将形成腐蚀性或导电的物质。污秽地区内各种污物对电气设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距污源的距离和气象条件。在工程设计中，应根据污秽情况选用下列措施：

（1）增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距或选用有利于防污的电瓷造型，如采用半导体、大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。

（2）采用屋内配电装置。

污秽等级和各污秽等级下的爬电比距分级数值分别见表9−1−7和表9−1−8。

表9−1−7 线路和发电厂、变电所污秽等级