1-09-1000kV特高压交流输电线路绝缘子片数选择
特高压输电系统及其关键技术-资料汇总
特⾼压输电系统及其关键技术-资料汇总输电条件:1.变压器——500kV 和750kV 变压器的研制和⽣产,已具备了研制特⾼压变压器的技术基础和条件。
2.避雷器——已经具备研制、⽣产超⾼压避雷器的能⼒。
近⼏年来国产500kV 避雷器已得到了⼴泛应⽤,最近⼜研制完成了750kV ⾦属氧化物避雷器(MOA)的研制,着重研究了避雷器的电位分布、热耗散特性、耐污特性、抗震性能等。
为研制特⾼压MOA 积累了⼀定的经验。
3.绝缘⼦设备——从国内技术⽔平和⽣产能⼒来看,已具备⽣产300kN、400kN、530kN 瓷绝缘⼦和300kN、400kN 玻璃绝缘⼦以及400kN 合成绝缘⼦的能⼒,其中瓷绝缘⼦可⽣产普通型、钟罩型、双伞型、三伞型,玻璃绝缘⼦可⽣产普通型、钟罩型,已有多家单位研制完成了750kV 线路合成绝缘⼦,⼀旦特⾼压⼯程上马,可满⾜特⾼压输电⼯程对绝缘⼦设备的需要。
4.输电线路设备——⽬前国内有⼀部分企业通过改进设备和技术改造,已具备⽣产600-1 400mm2 ⼤截⾯导线的能⼒,部分产品已应⽤于三峡、⼆滩电站等电⼒输出⼯程;⾦具制造能⼒与国外处于同⼀⽔平,有较多企业已⽣产出750kV 线路⾦具产品,部分企业已研制出1150kV 线路配套⾦具,并已应⽤在国内的特⾼压试验线段上;从国内各企业的制造⽔平来看,已具备⼤型铁塔的制造能⼒,可满⾜特⾼压线路杆塔的制造要求。
⽂献:特⾼压输电技术的发展关键技术与关键设备:1、技术因素(1)过电压影响设计防雷、绝缘:过电压、(原因(不同种类⼯频过电压、计算⽅法):特⾼压交流线路⼯频过电压研究;解决⽅案(⽐如:磁控电抗器):磁控电抗器对特⾼压输电线路⼯频过电压的抑制作⽤)1. ⾼压导致空⽓电离2. dv/dt过⼤,产⽣强磁场,与线路感应A.容升效应引起的⼯频电压升⾼特⾼压输电线路的容抗远⼤于线路感抗,电容效应尤为显著,必须考虑线路的分布参数特性。
均匀传输线路如图所⽰,图中分别为单位长度线路的电阻、电感、电导和电容。
特高压交流输电线路的绝缘子如何选型
特高压交流输电线路绝缘子选型绝缘子的选型是特高压输电线路绝缘配合最为重要的内容之一。
合理确定绝缘子的型式对于在保证电力系统运行的可靠性的同时,控制设备制造成本有着重要意义。
特高压线路绝缘子主要有玻璃绝缘子、复合绝缘子以及瓷绝缘子,在我国特高压线路中均得到实际应用。
我们就三种绝缘子分别从预期寿命、失效率和检出率以及电气性能等方面进行讨论,给出特高压绝缘子的选型建议。
1、预期寿命瓷绝缘子的绝缘部件由无机材料氧化铝陶瓷制成,该材料具有优良的抗老化能力和化学稳定性。
玻璃绝缘子是以钢化玻璃为绝缘体,通过水泥胶合剂与其他金属吊挂件装配而成,并采用“热钢化”工艺,赋予了玻璃表层高达100~250MPa的永久预应力,使钢化玻璃的强度增大,热稳定性提高,抗老化性加强,寿命延长。
根据我国对已运行5~30年的玻璃和瓷绝缘子进行的机电性能跟踪对比试验,玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件,瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘件;运行经验表明,玻璃绝缘子运行40a,机电性能变化不大,而瓷绝缘子平均寿命周期为15~25a。
复合绝缘子外绝缘采用有机材料硅橡胶,在电晕放电、紫外线辐射、潮湿环境、温度变化以及化学腐蚀等因素用下比较容易老化,对其使用寿命研究需长时间的跟踪观察,目前复合绝缘子只有20多年的运行经验,尚无足够数据支撑。
从国内外运行经验来看,只要复合绝缘子能够保证出厂质量,使用寿命达到10a是没有问题的。
2、失效率和检出率瓷绝缘子的失效表现形式为经过长时间运行后,材料老化,绝缘性能降到很低甚至为零。
这种低值或者零值绝缘子无法从外表看出来,需要通过试验检测查出。
玻璃绝缘子失效表现为零值自破,即玻璃绝缘子在绝缘性能失去时,玻璃伞盘会爆裂破损。
玻璃绝缘子在自破后,维修人员可以直接用肉眼观察到破碎的玻璃伞盘,所以玻璃绝缘子的失效检出率比瓷绝缘子高很多,通常认为玻璃绝缘子是不需要进行零值检测的,其维护检测工作量也比瓷绝缘子小得多。
另有统计表明,国产玻璃绝缘子在其寿命周期内平均失效率为比瓷绝缘子低1~2个数量级。
电网送电线路中如何选择绝缘子
目前,在电网输电线路绝缘材质中,钢化玻璃、瓷质、合成绝缘子是主流材质。
各种绝缘子在防污、防雷、抗劣化的性能受材质性能、型式结构的影响而不一样,怎样在不同的环境不同的地区选用不同类型的绝缘子,使其性能达到最大化是一个非常值得关注的问题。
1、绝缘子绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。
绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地,这两个作用必须得到保证,绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,否则绝缘子就不会产生重大的作用,就会损害整条线路的使用和运行寿命。
2.、绝缘子材质绝缘子材质一般为硅酸盐材料,常见的主要有瓷和钢化玻璃。
瓷是由石英砂、黏土和长石等原料经过球磨、制浆、炼泥、成型、上釉并烧结成的。
玻璃是由石英砂、自云石、长石、右灰石和化工原料经过高温熔融成液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。
瓷绝缘子和玻璃绝缘子是由铁帽、钢脚和绝缘件用高标号水泥胶装成一体。
有机复合绝缘子的硅橡胶伞盘为高分子聚合物,芯捧为引拔成型的玻璃纤维增强型环氧树脂棒。
有机合成绝缘子是由硅橡胶伞裙、芯棒和端部金具构成一体。
3、钢化玻璃绝缘子的性能分析玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点,并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点。
特别是玻璃是熔融体,质地均匀,烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体,仍具有足够的绝缘性能;对于遭受雷击频率较高的地段,技术角度上讲应该是优先考虑选择的。
近年来,钢化玻璃绝缘子随着制造工艺的改进,盘弪比较大,内褶皱多而深,大大地提高单片绝缘子的爬电距离,这种爬电距离的提高另一效果也提高了绝缘子的十弧电压。
另外,由于钢化玻璃绝缘子的自碎性能,在强电流通过绝缘子串时,首先是钢化玻璃伞群自碎,而绝缘子钠帽不炸裂,钢脚不熔断。
这是钢化玻璃绝缘子一个显著优点。
至于钢化玻璃绝缘子的防污闪性能,根据电网的运行经验来看,实际防污闪能力与绝缘子结构是密切相关的。
7.3 特高压电网绝缘子选择解析
其中有关V串片数的选择,其长期积污按I串的3/4计,利 用式(7-27)和式(7-30)对其进行盐密校正和灰密的校正,同 时参照了美国EPRI的研究成果,所得结果如表7-12所示。
通过爬电距离的换算,可以得出1000kV输电线路需要300kN 三层伞型绝缘子串片数和串长,如表7-13 所示
五、 国内外特高压架空输电线路绝缘子片数选择结果比较 ①
四、 我国特高压架空输电线路绝缘子串形及片数的选择 (一) 1000 kV特高压输电线路绝缘子串形、型式的选择
① 综合考虑我国1000 kV特高压输电线路杆塔中相采用 V串,边相采用I串是比较适宜的。 ② 而对同塔双回的情况,若采用V串,杆塔横担较长, 投资要高。参考日本的设计, 我国1000 kV输电线 路同塔双回情况也宜采用I串 ③ 根据我国西北地区750kV输电工程绝缘子选型研究, 三伞型瓷绝缘子的耐污闪性能最好,双伞型瓷绝缘 子的耐污闪性能次之。研究还表明,双伞型和三伞 型绝缘子在高海拔地区也有较好的耐污闪性能
2) 日本
① 日本1992年4月建成了新群马至东山梨138km双回1000kV 特高压线路。1993年10月建成了柏崎至新群马 50km双 回 1000kV线路。线路全部采用瓷绝缘子。 ② 日本 1000k V线路仍根据500kV线路耐盐害设计方法求出 所需悬式绝缘子片数。
前苏联和日本特高压输电线路绝缘子串的配置如表所示
并留有一定的裕度。 中国电力科学研究院对双伞型XWP2-160型绝缘子进行过长 串绝缘子在4种等值盐密(ESDD,简称盐密) 和单一灰密 (NSDD)下的人工污秽试验,试验结果如表
①
②
和表7-9 按爬电比距法所得的双伞型绝缘子串片数相比, 对160kN绝缘子而言,用污耐受电压方法选取的片数要 多。而对300kN的双伞绝缘子,用污耐受电压法选取的 片数要少。 造成这种差别的主要原因是用爬电比距的方法获得串长 无法准确得到绝缘子爬电距离的有效系数,由此推荐采 用由污耐受电压法所选取的绝缘子串片数。
常用绝缘子技术参数
FC70/127
FC70/146
FC100/127
FC100/146
FC120/127
FC120/146
FC160/146
FC160/155
最小机械破坏负荷kN
70
70
100
100
120
120
160
160
1小时机电负荷kN
52.5
52.5
75
75
90
90
120
120
公称直径D mm
255
255
255
100
100
100
100
100
100
110
110
最小击穿电压kV
130
130
130
130
130
130
130
130
绝缘子净重kg
3.6
3.7
3.9
4
3.9
4
6
6.2
表1-2标准型钢化玻璃绝缘子型号和参数(厂)
型号
FC160/170
FC210/170
FC240/170
FC300/195
FC400/205
16A
16A
16A
16A
20
20
20
20
工频干耐受kV
90
90
90
90
85
85
90
90
工频湿耐受kV
55
55
55
55
50
50
55
55
冲击耐受kV
140
140
140
140
125
125
140
绝缘子片数选择参考文档
四、绝缘子片数的选择
在工频电压作用下,选择绝缘子片数的方法一般有两种:① 按各类污秽条件下的绝缘子串的成串污闪电压来选择;②按各类 污秽条件下绝缘子串的爬电距离(λ)来选择。这两种方法的基 本出发点都是以一定的线路允许的污闪事故率为基础,都需要首 先确定线路所处地区的污秽等级。污秽等级确定见手册(P81)。
T—分别取绝缘子承受的最大使用荷载、断线荷载、断联
荷载、验算荷载或常年荷载(kN)。
注:常年荷载是指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载。验算荷载是验算条件下绝 缘子所承受的荷载。断线的气象条件是无风、有冰、-5℃,断联的气象条件是无风、 无冰、-5℃。
1、悬垂绝缘子串选择
Ⅰ、在正常运行电压下,绝缘子应该有足够的机电破坏强度,也 就是说应该按线路的运行电压、绝缘子的机械强度以及拟承受的
绝缘子的选择
随着我国输电线路的不断发展,输电网络的不断完善以及对特 高压输电工程的深入研究,未来我国的输电线路行业无论在技术还 是在应用方面都会有突飞猛进的发展,作为线路不可或缺的一部 分——绝缘子的选择,将会是影响线路是否能够正常运行的的关键 所在。
下面就从绝缘子的概念、选择绝缘子时的要求、如何选择绝缘子 串和绝缘子片数来论述一下绝缘子的选择。
R2=2R1-R12
(3-2)
式中:R1一串绝缘子的可靠度,按式(3-1)计算。
在超高压送电线路上,特别对耐张绝缘子串,设计者有时需要
考虑三联、四联乃至更多联绝缘子串组合的方案进行比较,此时,
其可靠度可按如下公式进行计算。
设有n串绝缘子并联组成n联绝缘子串,若允许其中有r串绝缘子 断裂,则可按下式将前r+1项加起来计算n联绝缘子串的可靠度 (Rn)。
绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘 子和套管绝缘子。架空线路中所用绝缘子, 常用的有针式绝缘 子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘 子等。
绝缘子片数选择
若采用双联绝缘子串(即两个单串并联),令每串绝缘子的可 靠度为R1,并假定当一串绝缘子断裂(失效)后,另一串绝缘 子仍能继续工作,则其可靠度(R2)为 R2=2R1-R12 (3-2) 式中:R1一串绝缘子的可靠度,按式(3-1)计算。
在超高压送电线路上,特别对耐张绝缘子串,设计者有时需要 考虑三联、四联乃至更多联绝缘子串组合的方案进行比较,此时, 其可靠度可按如下公式进行计算。 设有n串绝缘子并联组成n联绝缘子串,若允许其中有r串绝缘子 断裂,则可按下式将前r+1项加起来计算n联绝缘子串的可靠度 (Rn)。
四、绝缘子片数的选择 在工频电压作用下,选择绝缘子片数的方法一般有两种:① 按各类污秽条件下的绝缘子串的成串污闪电压来选择;②按各类 污秽条件下绝缘子串的爬电距离(λ )来选择。这两种方法的基 本出发点都是以一定的线路允许的污闪事故率为基础,都需要首 先确定线路所处地区的污秽等级。污秽等级确定见手册(P81)。
Rn=R1n+nR1n-1R1'+[n(n-1)R1n-2R1'2/2]+…+{n!R1n-rR1'r/[r!(n-r)!]} (3-3) 式中 R1-串绝缘子的可靠度,可按式(3-1)计算;
R1'-串绝缘子的失效(断裂)概率,R1'=(1-R1)。
对于跨度比较大的档距和重要的跨越物(铁路、高速公路等), 在单联绝缘子的机械满足的情况下,为了其线路提高安全性建议 使用双联或多联绝缘子串。
1、按泄露比距要求选择绝缘子型式与片数 据《110—750kV架空输电线路设计规范》推荐采用的一种方法, 其公式为: 式中 n≥λ Um/Le=λ Um/(Ke*Lg) n-每串绝缘子所需要的片数; Um-系统的最高电压,kV ;
浅谈高压架空送电线路绝缘子设计选型
浅谈高压架空送电线路绝缘子设计选型摘要:送电线路绝缘子的正确选择和使用,可保证绝缘子的安全稳定运行,从而减少停电和线路的运行维护。
为此,对送电线路绝缘子的种类及特点进行了分析、介绍,提出了正确选择和使用绝缘子的建议。
1.前言近年随着电网发展迅速,35kV以上新建及改造线路工程增长迅猛。
线路使用的绝缘子种类繁多,线路绝缘子性能的优劣直接影响到送电线路运行的可靠性和经济性。
如何科学合理地选用线路绝缘子成为供电运行部门极其关注的问题,也是设计、科研部门研究分析的重要课题。
2.绝缘子作用绝缘子是送电线路绝缘的主体,其作用是悬挂导线并使导线与杆塔、大地保持绝缘。
绝缘子不但要承受工作电压和过电压作用,同时还要承受导线的垂直荷载、水平荷载和导线张力。
因此,绝缘子必须有良好的绝缘性能和足够的机械性能。
3.绝缘子种类送电线路用绝缘子的种类很多,它可以根据绝缘子的结构型式、绝缘介质、连接方式和承载能力大小分类。
按结构型式分为盘形绝缘子和棒形绝缘子。
按绝缘介质分有瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、半导体釉和复合绝缘子四种。
按连接方式分有球型和槽型两种。
按承载能力大小分为40、60、70、100、160、210、300、420、550kN等多个等级。
每种绝缘子又有普通型、耐污型、空气动力型和球面型等多种类型。
我国目前在架空送电线路上使用的绝缘子主要有三种,即瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子和复合绝缘子。
3.1瓷绝缘子悬式瓷绝缘子分为普通型(标准伞形)和防污型(钟罩形、双伞形及三伞形)。
绝缘子用瓷是由石英、长石、粘土和氧化铝焙烧而成。
瓷是一种脆性材料,它的抗压强度比抗拉强度大得多。
瓷件表面通常以瓷釉覆盖,以提高其机械强度,防水浸润,增加表面光滑度。
瓷绝缘子特点是机械性能、电气性能良好,产品种类齐全,使用范围广。
缺点是在污秽潮湿情况下,绝缘子在工频电压作用时绝缘性能急剧下降,常产生局部电弧,严重时会发生闪络;绝缘子串或单个绝缘子的分布电压不均匀,在电场集中的部位常发生电晕,产生无线电干扰,并容易导致瓷体老化。
输电线路绝缘子选择与计算
1 绝缘子选型1.1 绝缘子材质我国主要生产的绝缘子主要有盘形瓷绝缘子、盘形玻璃绝缘子及复合绝缘子1.2 各类绝缘子特性绝缘子的性能比较表1-1不同类型线路绝缘子的性能比较3 污区划分3.1 沿线污秽调查3.1.1 走廊沿线污源分布情况本次对待建1000kV特高压中线工程线路走廊沿线进行了污染情况调查。
湖北省境内绝大部分地区为自然污秽,包括生活污染、公路扬尘、农村施用农药、化肥以及烧山积肥的灰尘;工业污秽主要集中在宜城市板桥镇,分布有石灰厂、水泥厂、采石场等重点污源。
河南省境内线路附近分布较多乡镇,主要的自然污秽来自居民区的生活污染和农田施用的化肥等,线路跨越铁路、高速公路、土路若干,加上风沙扬尘等也会对线路造成一定的污染;工业污源主要有采石场、石灰厂、水泥厂、铝铁厂、炼钢厂、火电厂等。
山西省境内沿线分布储煤厂、炼焦厂、炼铁厂、火电厂、砖厂等,小型煤矿区和炼铁高炉更是星罗棋布,大气污染十分严重。
另外1000kV特高压中线工程线路平行或跨越的500kV线路有:斗樊线、双玉Ⅰ、Ⅱ回、樊白Ⅰ、Ⅱ回、姚白线、白郑线、牡嵩线、沁获线、榆临线;跨越铁路七条、已建成高速公路六条、国道和省道若干。
(1) 化工污秽该线路走廊附近的化工污源主要集中在河南省和山西省,主要有沁阳市碳素有限公司(1500万kg/a)、孟县化肥厂(6000万kg/a)、偃师市山化县化工厂、南阳石蜡精细化工厂(12000万kg/a)、南阳市金马石化有限公司(600万kg/a)、长治化工有限公司、钟祥市华毅化工有限公司(18000万kg/a)等。
另外晋城市规划中的野川、马村化工园区,工厂十分集中,规模现在大约为30000万kg/a,随着发展,其规模将进一步扩大。
(2) 冶金污秽冶金污秽主要包括铝厂、炼铁厂、炼钢厂等。
根据调研情况,主要有巩义市回锅镇的铝加工基地、焦作市西向镇的沁阳铝试验厂(5000万kg/a)、西向镇宏达炼钢厂、晋城市泽州县弘鑫冶炼公司(3000万kg/a)以及晋城分布广泛的小型炼铁厂等。
特高压交流线路绝缘配合与绝缘子选型
特高压交流线路绝缘配合与绝缘子选型摘要:基于对国内外已开展的交直流特高压输电技术方面的研究成果,分析污区划分及盐密取值方法原则,结合各国特高压电网绝缘子使用情况,对比分析了几种常用绝缘子的污耐压特性、机械特性,最后给出了特高压线路绝缘子的选型建议。
关键词:特高压线路;绝缘配合;绝缘子选型引言合理选择特高压架空线路绝缘水平对特高压线路的安全运行有重要意义,线路的绝缘配合主要包括绝缘子串片数的选择和线路空气间隙的选择。
绝缘子串与线路空气间隙均属于自恢复绝缘,可利用统计法来进行绝缘配合,以期获得较高的经济效益。
国内外超特高压运行经验也表明,污闪是特高压线路外绝缘的主要问题,它严重威胁着输电线路的安全运行。
而且,随着输电电压等级的提高,线路外绝缘的染污放电问题越来越严重。
对于我国来说,由于大气污染严重,可以预见,在将来1000kV输变电设备上,最严重的威胁就是外绝缘问题。
因此对于即将建设的1000kV线路来说,工频电压下绝缘子耐污特性同样是重点考虑的问题。
1000kV输电线路外绝缘水平的选择,是1000kV输电线路设计的关键问题之一。
运行经验证明,不同的绝缘子的积污情况,耐污闪能力,老化性能,机械性能等等相差很大。
考虑到目前1000kV级输电线路将采用8分裂导线的设计,以及国外特高压运行经验,特高压线路至少需要300kN以上的大盘径大吨位绝缘子,因此,调查研究国内各种强度、型式的绝缘子特性,在超高压线路中的运行经验,为保证1000kV线路的安全稳定运行,降低工程造价都具有十分重大的意义。
1 国外特高压线路绝缘配合概况前苏联在1150kV线路建设前几年,对拟建线路所经地区的污秽状况进行了调查。
为了确保线路运行的可靠性,在早期设计阶段沿规划的1150kV线路建立了试验站,专门研究了该线路绝缘子的污秽状况、土壤状况及该区域35~500kV线路的运行经验。
最终确定拟建线路绝缘子在大部分地区应采用15mm/kV的爬电比距,污秽较严重地段取18mm/kV。
刍议高压送电线路绝缘子的选用
刍议高压送电线路绝缘子的选用摘要:我国科技产业不断进步与发展,行业产业对电力资源的需求量也逐渐增多。
所以结合社会时代背景条件,电力工程所面临的挑战与机遇也逐渐增多。
其中高压输电线路绝缘子的合力选用,能够将一些电网运行的故障问题及时的排除处理,所以本文将结合自己的实践经验展开进一步的分析与论述,以期能够给广大从业人员带来借鉴参考。
关键词:高压输电线路;绝缘子选用;研究分析引言:在电力资源的生产与输送过程中,绝缘子在输电线路中的类型以及数量也不断增多,就会出现一些功能性的发展要求。
对于企业单位来讲针对高压送电线路绝缘子的选用,不仅仅考量其经济成本投入,同时还需要结合不同输电线路的实际环境特征,这样才能给电力资源输送提供有利的保障支撑条件。
针对高压输送线路绝缘子的选用,还需要企业单位高度重视。
一、绝缘子材料概述瓷质或钢化玻璃绝缘子材料根据其构成部分的研究分析,发现其中的硅酸盐材料含量相对较多。
针对一些瓷质的绝缘子材料其中还涉及到长石等构成部分。
在对该绝缘材料进行制造或成型处理阶段,对烧制处理工艺的要求诸多。
当材料在高温条件之下,能够经过一些化学反应以及变化形成一些晶体材料,之后再对整个反应物进行纤维的添加,能够形成一种非均质的材料,具备较强的绝缘性能。
针对一些钢化玻璃类的绝缘子材料的构成探究,当一些石灰石、石英等构成材料经过高温熔炼处理之后,将其进行定型处理能够形成一种不同类型的非晶体材料。
所以在进行实践工作阶段,还需要对非晶体材料的属性进一步开展研究分析,根据其功能性适当的应用于实践工作之中,这样才能将其价值逐步凸显出来。
目前国内对一些绝缘子复合材料的应用相对较多,这种材料也是高分子聚合物的构成类别,所以当玻璃纤维的芯片能够投入到电力资源生产或输送阶段,绝缘性能得到进一步提升,相应的工作效率也能逐步增强。
二、绝缘子选型阶段针对高压输电线路的构成类型,常见的是对钢化玻璃、瓷质、复合型等绝缘子的应用。
瓷质绝缘子在工业发展过程之中,有着不可替代的作用,由于其形成较早且应用频率相对较高,所以具备很强的实践应用价值。
交流输电线路绝缘子串片数选择
交流输电线路绝缘子串片数的选择吴光亚,蔡炜,张锐武汉高压研究所(武汉430074)摘要:讨论了高压交流掐电线路绝缘于串片数选择的原则。
提出了由爬电比距确定绝缘子串片数时.一定要考虑爬申距离有效系数,或由污耐压来确定绝缘子串片数。
关键词:输电线路绝缘子串污秽片数交流1 引言在输电电压不断提高,过电压水平不断下降及过电压保护设备日趋完善的今天,工频电压下绝缘性能是确定绝缘水平的控制因素。
输电线路绝缘设计应考虑因风暴引起极端风偏角及在污秽物和高湿度条件下相互作用的情况。
在工业区或沿诲、农村,线路的外绝缘会因种类不同的污染降低,解决办法是增加绝缘子串片数或选择防污特性优良的绝缘子。
不同国家在确定绝缘子串片数时所采用的方法不完全相同,需要分析绝缘子污秽设计存在的问题。
2 确定绝缘子串片数不同方法2.1国际电工委员会IEC报告IEC出版物60815推荐采用爬电比距进行污秽绝缘设计。
该报告对交流系统用长棒型和牵引线路绝缘子、盘形悬式绝缘子、针式支柱和刚式支柱绝缘子、线路柱式绝缘子、空心绝缘子和套管等的污秽水平和爬电比距之间的关系进行规定,如表1示。
表1中括号内为较小值、较大值分别采用系数1.1和1.15来换算。
表1 污秽水平和爬电比距之间的关系污秽水平最小公称爬电比距(爬电距离/最高线电压)(cm/kV)Ⅰ—轻 1.6 (1.76~1.84)Ⅱ—中等 2.0 (2.2~2.3)Ⅲ—重 2.5 (2.75~2.88)Ⅳ—很重 3.1 (3.41~3.57)2.2 前苏联对污秽绝缘设计考虑人工污秽耐受电压值及爬电比距有效系数。
在不同污秽等级下的110~500kV交流输电线路,规定其50%人工污秽耐受电压值U50不应低于表2 中所给定值,其最低有效爬电距离应满足表3的要求。
确定绝缘子串片数的方法是通过长串试验求取50%人工污秽耐受电压单片折算值,标准偏差σ取8%,污耐受电压U耐应进行系数(1-4σ)来校正,即U耐=(1-4σ)U50,污秽设计目标电压值确定为最高运行相电压UФmax,绝缘子片数N即UФmax与U耐之比。
超高压线路绝缘子片数选择探讨
合》 几何爬 电距 离 2 9 0 mm的 X P 一 1 6 0型绝缘子 K 一 的暂 取为 1 , 而采用其 它型式绝缘子时~ 一 应 由试验确定:
T,
对于边相: u
早
对 于 中相 : u
l
U5 。 《
式中: . 、 I —— 分别为 x P 一 1 6 0型及其 它 型绝缘子 Байду номын сангаас几 何泄漏距 离; u 。 、 u f 一 分别 为 X P 一 1 6 0型及其 它型绝 缘子 的 5 0 %污闪 电
超 高压 线路绝 缘 子片数选择 探讨
高林 娜
( 福建国防工业技术 学校) 摘 要: 随着 电力网络 的不 断延伸 发展 , 超 高压输 电线路 逐渐成 为电力线路 的主力 军, 而绝缘 配合作 为架 空线路 的关 键特性应 当 予 以重点考虑 , 尤其 是绝 缘子 的片 数选 择, 在选择 中不仅要考虑 当前的污秽情况 , 还要结合 当地经济 、 环境发 展状 况, 合理 确定绝缘 配 置原 则, 避免新建线 路投 运初期就进行 大面积调爬 的被动局面 ; 针对该情况 , 本 文就超高压绝 缘子的片数选择做简 要探讨。 关键词 : 超高压 ; 线 路; 绝缘配合 ; 片数 中图分 类号 : T M8 5 3 文献标 识码 : B 文章编号 : 1 0 0 4 — 7 3 4 4 ( 2 0 1 3 ) 2 0 ~ 0 0 5 1 — 0 2
e
对于实际波头长度的操作波 ,其闪络电压要高于临界波头情况 , 可 按下式修 正:
1 . 2 2(
一 .
) 。 + O . 8 4( — _ ) T +l
表 1 绝缘子基本片数 选择 绝 缘子型号 结构 高度× 爬距 ( m m )
直流输电线路的绝缘子片数是如何确定的?
直流输电线路的绝缘子片数是如何确定的?
由于直流线路的静电吸附作用,同等条件下直流线路比交流线路污秽量大,所需的绝缘子片数也比相同电压等级的交流线路多,其绝缘水平主要取决于绝缘子串的污秽放电特性,目前绝缘子串釆用的绝缘材料主要是瓷、玻璃和有机合成材料。
从绝缘子的电气特性来看,合成绝缘子的工频湿闪电压及污闪电压比瓷、玻璃绝缘子高,而雷电冲击及操作冲击特性则三者大致相当。
目前在选择绝缘子片数时主要有两种方法:
(1)按照绝缘子人工污秽试验采用绝缘子污秽耐受法,测量不同盐密下绝缘子的污闪电压,从而确定绝缘子的片数,再校核操作及雷电冲击性能。
(2)按照运行经验采用爬电比距法,一般地区直流线路的爬电比距为交流线路的两倍。
两种方法中,前者直观,但需要大量的试验和检测数据,且试验检测的结果分散性大。
后者简便易行,但精确性较差,实际运用中,通常将两者结合进行。
第 1 页共1 页。
绝缘子片数选择
一、什么是绝缘子 绝缘子俗称瓷瓶,它是用来支持导线的绝缘体。绝缘子可以保
证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。它在运行中应能承受导线垂直 方向的荷重和水平方向的拉力。它还经受着日晒、雨淋、气候变化 及化学物质的腐蚀。因此, 绝缘子既要有良好的电气性能, 又要 有足够的机械强度。绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的 。
Ⅰ、电压较低的线路,当绝缘子串缺乏合适的操作冲击闪络电压 时,可用工频湿闪络电压数据作为选择依据。
此时,绝缘子串的工频50%湿闪络电压峰值UNh应满足下式要 求:
UNh= 2 K·K0·Upm kV K-湿闪络电压综合校正系数,海拔1000及米以下取1.1; Upm-线路的最高运行相电压有效值,kV ;
(3)架空线路处于野外,受环境温度影响较大,要求绝缘子能耐 受较大的温度变化而不破裂;
(4)绝缘子长期承受高电压和机械力的作用,要求其绝缘性能的 老化速度要比较慢,有较长的使用寿命;
(5)空气中的腐蚀气体会使绝缘子绝缘性能下降,要求绝缘子应 有足够的防污秽和抵御化学气体侵蚀的能力。
三、绝缘子串的选择 绝缘子机械强度的安全系数应符合(表一)的规定。双联及多
绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘 子和套管绝缘子。架空线路中所用绝缘子, 常用的有针式绝缘 子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘 子等。
二、选用绝缘子应满足哪些要求 (1)要有良好的绝缘性能,使其在干燥和阴雨的情况下,都能承
受标准规定的耐压;
(2)绝缘子不但承受导线的垂直荷重和水平荷重,还要承受导线 所受的风压和覆冰等外加荷载,因此要求绝缘子必须有足够的机 械强度;
绝缘子片数选择参考文档20页PPT
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我档
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人,心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
绝缘子片数选择的探讨
绝缘子片数选择的探讨
单晖
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2017(000)011
【摘要】通过阐述绝缘子类型和绝缘子片数选择中遇到的主要问题,分别对输电线路和发电厂变电站的绝缘子片数选择进行探讨,从选择计算依据、选择步骤、注意事项等方面进行说明,为发输变电设计和设备运行、维保工作提供参考.
【总页数】3页(P3-4,27)
【作者】单晖
【作者单位】许继集团有限公司,河南许昌 461001
【正文语种】中文
【中图分类】TM591
【相关文献】
1.高海拔500kV线路绝缘子片数的选择 [J], 姚继莎
2.500KV线路绝缘子片数选择的探讨 [J], 高言训
3.高海拔500kV交流输电线路绝缘子片数选择研究 [J], 唐巍; 梁明; 盛道伟; 霍锋; 刘从法
4.张北柔性直流电网工程金属回流线绝缘子片数选择 [J], 闫建兴; 马云霄
5.超高压线路绝缘子片数选择探讨 [J], 高林娜
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1000kV特高压交流输电线路绝缘子片数选择纪新元[摘要]根据近几年科研试验成果,文中列出了各型绝缘子的运行性能比较及其污耐压试验数据及曲线,综合归纳了按污秽条件选择绝缘子片数的方法,并在此基础上,对当前1000kV线路绝缘配置进行了说明。
[关键词]1000kV特高压输电线路污秽试验绝缘子片数选择1 引言1000kV交流特高压输电线路是当前国际上交流最高电压级的输电线路。
早在1985年,前苏联就建成一条1150kV单回路输电线路,总长达1900km,其中约900km按1150kV电压运行,至1991年由于前苏联解体和经济衰退,导致该段线路降压至500kV运行。
日本于1988年开始建设1000kV线路。
共建成两段全长238km的1000kV双回路特高压线路,建成后降压为500kV运行。
其它如美国、意大利和加拿大均建有该电压级的试验线路。
我国从2005年着手研究。
并于2007年开始建设1000kV晋东南—南阳—荆州单回路特高压输电线路,全长约654km。
现正设计1000淮南—上海双回路特高压输电线路,全长约640km。
1000kV交流特高压单、双回输电线路的建设,塔头绝缘设计是关键技术之一,而绝缘子片数选择则是塔头绝缘设计中的重要环节,为此,我国科研及设计单位进行了大量的调查研究及科学试验,取得了一定的成果,为我国特高压线路的设计提供了有力的科学依据。
本文综合了近几年来我国科研、制造及设计单位的研究成果,对1000kV线路绝缘片数的选择进行了论述,供广大读者参考。
2 绝缘子型式选择目前我国输电线路大量使用的绝缘子主要有盘型悬式瓷绝缘子、盘型悬式玻璃绝缘子及复合绝缘子三大类。
现将其运行情况及污闪性能简介如下。
2.1 我国绝缘子运行情况浅述2.1.1 盘型悬式瓷绝缘子盘型悬式瓷绝缘子具有良好的绝缘性能、耐气侯性能及耐热性能。
当然,随着运行时间的增长,其机电性能会有所下降。
此外,零值(老化)绝缘子的存在可导致绝缘水平降低,并可能因雷击及污闪等事故而导致绝缘子串断裂,这就要求应经常检除不良绝缘子。
目前国产瓷绝缘子的平均年老化率低于5/100000。
瓷绝缘子的一大优点是当需要采用防污产品时,可设计成伞盘下表面光滑的双伞型或三伞型,这种形式由于其良好的空气动力学特性,十分有利于刮风条件下的自洁,积污率低,有效地提高了防污能力,特别适合于干旱、少雨和风沙多的污秽场合。
2.1.2 盘型悬式玻璃绝缘子玻璃绝缘子在我国经过40多年的挂网运行,已逐渐占有了一定的市场。
玻璃绝缘子具有长期稳定的机电性能,以及良好的耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击的性能,此外,还具有零值自爆的特点,当然,尤其是投产初期的零值自爆率高是其不足之处。
近几年来,南京电瓷厂生产的玻璃绝缘子年自爆率可达万分之一。
2.1.3 复合绝缘子复合绝缘子具有机电强度高、重量轻、无零值、耐污性能好等优点,在相同爬距及污秽条件下,合成绝缘子的污耐受电压明显高于瓷绝缘子和玻璃绝缘子,而且复合绝缘子价格较瓷或玻璃绝缘子便宜,不易破损,不需零值检测,不需清扫维护。
复合绝缘子在国际上已有30多年的运行经验,经过长期的发展,材料配方不断改善,产品设计逐渐完善,生产工艺趋于成熟,据2000年国际大电网会议公布的调查报告表明,合成绝缘子的损坏率为0.035%.国家电网公司建设运行部和生产技术部于2005年8月提出的《棒形悬式复合绝缘子运行情况调研报告》中对我国复合绝缘在使用中与产品质量有关的事故情况统计见表2-1所示。
与产品质量有关的复合绝缘子事故率2.2 各型绝缘子污闪性能比较现将中国电力科学研究院《1000kV级交流输变电工程绝缘子选型研究》中所列各型绝缘子污闪性能比较示于图2-1。
由图2-1可以看出,复合绝缘子耐污闪性能最好,其次则是三伞型瓷绝缘子。
由以上所述可以看出,盘型悬式瓷绝缘子、盘型悬式玻璃绝缘子及复合绝缘子,其运行经验及污闪性能虽各有差异,但均可满足1000kV 工程的需要。
3 按污秽条件选择绝缘子片数从我国当前的运行情况来看,绝缘子片数选择主要决定于工频污秽条件。
按工频污秽条件选择绝缘子片数通常有两种方法,即:泄漏比距法及污耐压法。
1000kV 线路绝缘子片数选择亦按此选择。
3.1 按泄漏比距法选择绝缘子片数由爬电距离来决定绝缘子的串长,在工程设计中被广泛采用。
由工频电压爬电距离要求的线路每串绝缘子片数应符合下式要求:oe mL K U m l ³(3-1)式中:m ——每串绝缘子片数; U m ——系统额定电压,kV ; λ——爬电比距,cm/kV ;L o ——每片悬式绝缘子的几何爬电距离,cm;K e ——绝缘子爬电距离的有效系数,主要由各种绝缘子爬电距离在试验和运行中提高污秽耐压的有效性确定。
鉴于1000kV线路所选绝缘子片数较多,因此,合理选择有效系数(Ke)值是至关重要的。
武汉高压研究所在《1000kV交流输电线路绝缘子长串污秽特性及污秽外绝缘设计的研究》报告中列出了常压下各型绝缘子单片U50%值及有效系数(K e)值见表3-1所示。
有效系数K e的计算根据表3-1所列试验数据,在1000kV绝缘子片数选择时推荐:轻污区(0、1级污区):双伞和三伞型绝缘子的有效K e取值为1.0普通型绝缘子的K e取值为0.95;钟罩防污型绝缘子的K e取值为0.9。
中等及以上污区(II经及以上污区),双伞和三伞型绝缘子的有效系数K e取值为0.95;普通型绝缘子的K e取值为0.9;钟罩防污型绝缘子的Ke值为0.85。
3.2 按污耐压法选择绝缘子片数3.2.1 现场污秽度对附盐密度的修正用污耐压法选择绝缘子片数需采用绝缘子串的污耐压试验数据。
鉴于在自然条件下难以取得有代表性的数据,因此,一般均采用实验室的人工污秽试验数据。
实际上,试验室的人工污秽试验用的是纯盐(NaCl),而NGK公司经测试后认为。
我国自然污秽成分主要是石膏盐(CaSO4·2H2O)等成份。
武高所等单位也曾对我国的炼钢(铁)厂、化肥厂、火电厂、水泥厂、炼焦厂等单位排出物的化学成分进行过测试,结果表明,排出物中Ca +、-24SO 离子含量远大于Na +、K +、Mg 2+、-3NO 、Cl -的离子含量。
实验证明,在自然污秽中硫酸钙(CaSO 4)的大量存在,可使绝缘子污闪电压显著提高。
因此,在设计时直接采用绝缘子串的人工污秽实验数据是偏于保守的,特别对1000kV 线路,其影响更为明显,必须予以修正。
CaSO 4的存在对ESDD (附盐密度)的修正可用式(3-2)来表示:a +-=ca c w w w (3-2)式中:W c ——SDD (试验盐密),mg/cm 2; W ——ESDD (附盐密度),mg/cm 2; W ca ——ESDD 中CaSO 4的密度; α——校正系数,可取为0.01mg/cm 2由有关文献得知,若CaSO 4在污秽物中的含量占20%时,则当ESDD 在0.05mg/cm 2及以下时,可不需要修正。
这就是说,在工程设计中,对II 级及以上污区则应进行ESDD 的修正。
为安全计现取CaSO 4含量较小值(20~30%)来进行ESDD 的修正,见表3-2所示。
GB/T16434-1996中ESDD 经CaSO 4修正后的SDD 值由表3-2可以看出,按修正后的SDD 值来选择绝缘子片数(仍查绝缘子人工污秽试验曲线),可使所选绝缘子片数有所减少,而且,污秽越严重,效果越明显。
3.2.2 绝缘子串的人工污秽耐压试验数据为进行1000kV 线路绝缘子片数选择,电科院,武高所等单位均进行了部分绝缘子的长串人工污秽试验,NGK 制造厂也提出了各型绝缘子的人工污秽试验数据分别见表3-3及图3-1、图3-2所示。
长串双层伞型XWP2—160绝缘子人工污秽试验结果(电科院)注:T/B-上表面盐密T对下表盐密B之比;U’i50%和U’i50%—分别为绝缘子每串和每片由升降法确定的50%闪络电压。
NSDD为0.5mg/cm2 c.u.R 1:1图3-1不同绝缘子污闪电压曲线(48片串数据,武高所)图3-2 NGK唐山电瓷有限公司交流绝缘子污秽耐压曲线3.2.3 按污耐压选择瓷(玻璃)绝缘子片数的方法和步骤电科院、武高所及NGK等均提出了按污耐压选择绝缘子片数的方法,大同小异,现综合归纳如下:(1)确定现场污秽度(即确定污秽等级及ESDD/NSDD),并按CaSO4含量进行校正(如本文表3-2所示);(2)确定单片绝缘子的污闪耐受电压(U N):U N=(1-Kσ)U50(3-3)式中:U50——单片绝缘子人工污秽试验50%闪络电压,kV;σ——绝缘子人工污秽闪络电压的标准编差系数,一般取0.07~0.08;K——与可靠性有关的系数,一般取 2.05~3.0(对应的可靠性概率为98%~99.99%)(3)进行灰密(NSDD)修正灰密修正与绝缘子人工污秽试验时所用的灰密大小及绝缘子型式有关。
电科院根据表3-3试验,提出灰密修正公式为:K N=1.0(NSDD)-0.09(3-4) 武高所结合FC-400/205污秽试验(48片串),提出其灰密修正公式为:K N=1.0(NSDD)-0.1341(3-5) NGK针对图3-2提出的灰密修正公式为:K N=1.0(NSDD/1.0)-0.12(3-6) 在灰密(ESDD)常用范围内,以上三式相差最大仅3%左右。
(4)进行绝缘子上、下表面不均匀积污比(c.u.R)修正。
绝缘子串人工污秽试验一般均按绝缘子上、下表面积污相同(即1:1)进行,但在实际运行中,绝缘子上、下表面积污是不相同的,因此,必须进行绝缘子人工污耐压值的修正。
武高所、电科院提出的修正公式为:Kd=1-N/n(T/D)(3-7)式中:T/D——上、下表面积污比(c.u.R);N——常数。
常数N的取值与绝缘子型式有关,对双伞和三伞型绝缘子电科院建议N值取0.17。
对普通型绝缘子,武高所结合FC-400/205绝缘子试验,建议N值取0.055。
NGK公司提出的修正公式为:钟罩型绝缘子:Kd=1.0 (3-8) 外伞型绝缘子:Kd=1-0.55log(c.u.R)在常用积污比范围内,按NGK公式修正要比按电科院、武高所公式修正约大6~12%。
(5)经修正后的耐受电压值(U N′)为:U N′=K N K d U N(3-9):(6)确定污秽设计目标电压值U′φmaxU′φmax=KUφmax (3-10)——系统最高运行相电压式中:UφmaxK——按系统的重要性考虑的修正系数一般可取1.0~1.3。
(7)按绝缘子污耐压选择绝缘子片数:N=U′φmax/ U N′(3-11)3.3 按污秽条件选择瓷(玻璃)绝缘子片数小结现将按泄漏比距法及污耐压法选择的瓷(或玻璃)绝缘子片数列于表3-4。