高海拔地区-空气间隙选择

110～220kV高海拔地区架空输电线路
杆塔上带电部分与杆塔间及相间的最小
空气间隙选择
2012年1月4日
编写：李XX
内容提要
本文根据下列2008～2010年颁布的技术规定编写：
1. 国家电网公司企业标准《110kV～750kV架空输电线路设计技
术规定》Q/GDW 179－2008
2. 中国南方电网有限责任公司企业标准《110kV～500kV架空输
电线路设计技术规定》Q/CSG 11502－2008
对高海拔地区线路绝缘选择的初步意见：
1）220kV输电线路
2）110kV输电线路
注：括号中为V串数值。

3）相间的最小空气间隙
1. 空气放电电压的海拔修正系数
依据《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)的规定，在海拔不超过1000m的地区，带电部分与相应杆塔构件的间隙，在相应风偏条件下，不小于下列数值：
雷电过电压 1.90m
操作过电压 1.45m
工频电压 0.55m
带电作业 1.8+0.5m
当海拔高度超过1000m以上时，应按《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008) 9.11条的公式(5),仅提供了空气放电电压的海拔修正系数修正。

即
Ka＝e mH/8150
式中：
H－海拔高度，m；
m－海拔修正因子，工频、雷电修正因子m＝1.0，操作过电压修正因子，按规程给定曲线确定，I串约为0.87，V串约为0.84。

根据不同的海拔高程，可以算出工频、操作、雷电三种情况下放电电压的海拔修正系数如下：
工频电压、操作过电压在1000m以下空气放电电压，可按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条（P.27）计算如下：2.工频电压空气间隙的修正
工频50％放电电压应符合下式要求：
Ui.s≧K2Um/√3
≧1.35хUm)/√3
≧189（V串196）kV （再乘Ka后得下表数字）式中：
K2－线路空气间隙工频电压统计配合系数，对110～220kV取
1.35（V串取1.4）；
Um)/√3－为系统最高相电压，242/√3 kV。

修正到不同海拔高度后工频间隙为：
注：1第三列间隙数据系查原苏联вэи数据曲线；（附件P.8）
2.括号内为V串数值。

可以看出：
1. 按新规程修正高海拔地区工频放电电压的间隙与原99规程接近，但随海拔升高比原99规程也有所增大（6～17％）；
2. V型绝缘子串的放电间隙比I串大3～5％。

3. 操作过电压空气间隙的修正
正极性操作冲击电压波50％放电电压应符合下式要求：
Us.l.s≧K3Uo
≧1.03х(3х√2хUm)/√3
≧611（V串694）kV （再乘Ka后得下表数字）式中：
K3－线路空气间隙操作过电压统计配合系数，对110～220kV取
1.03（V串取1.17）；
(√2хUm)/√3－为系统最高相电压的有效值，Um=242 kV；
3－最大操作过电压的倍数。

修正到不同海拔高度后操作过电压间隙为：
注：1. 第三列间隙数据系查日本送电线路绝缘设计手册中试验数据（附件P.7）；
2. 括号内为V串数值。

可以看出，按新规程修正高海拔地区操作冲击放电电压的间隙与原99规程接近，但随海拔升高比原99规程也有所增大（-3～10％）。

4. 雷电过电压空气间隙的修正
雷电过电压的间隙取决于绝缘子串的正极性雷电冲击电压波50％放电电压，与绝缘子串的片数、高度有关。

《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)9.11条规定，“如因高海拔而需增加绝缘子数量，则雷电过电压的最小间隙也应相应最大”。

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条规定，“导线对杆塔的空气间隙用绝缘子串正极性雷电冲击电压波50％放电电压х0.85的配合系数确定”。

对于220kV线路在云南特高海拔地区，绝缘子串的片数选择高度H＝146mm的瓷绝缘子，15、16、17、18等片数，提出雷电过电压要求的间隙如下表：
注：绝缘子串和空气间隙的50％雷电冲击放电电压值，系根据西安电瓷研究所的试验数据及原苏联вэи数据曲线查得（附件
P.1 ，P.6）。

5. 带电检修空气校验间隙的修正
《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)9.9条规定，在海拔1000m以下地区，带电作业带电部分与接地部分的最小空气校验间隙为1.8m。

在1000m以上高海拔地区进行带电作业时，带电部分与接地部分的最小空气校验间隙也应进行修正。

对于操作人员需要停留的部位，还应考虑人体活动范围0.5m。

计算条件：气温15℃,风速＝10m/s。

6. 空气间隙选择的初步结论
以上初步探讨了云南特高海拔地区220kV送电线路空气间隙的选择，现将初步意见列表如下：
注：括号内为V串数值。

1. 空气放电电压的海拔修正系数
依据《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)的规定，在海拔不超过1000m的地区，带电部分与相应杆塔构件的间隙，在相应风偏条件下，不小于下列数值：
雷电过电压 1.00m
操作过电压 0.70m
工频电压 0.25m
带电作业 1.0+0.5m
当海拔高度超过1000m以上时，应按《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008) 9.11条的公式(5),仅提供了空气放电电压的海拔修正系数修正。

即
Ka＝e mH/8150
式中：
H－海拔高度，m；
M－海拔修正因子，工频、雷电修正因子m＝1.0，操作过电压修正因子，按规程给定曲线确定，I串约为0.87，V串约为0.84。

根据不同的海拔高程，可以算出工频、操作、雷电三种情况下放电电压的海拔修正系数如下：
工频电压、操作过电压在1000m以下空气放电电压，可按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条计算如下：
工频50％放电电压应符合下式要求：
Ui.s≧K2Um/√3
≧1.35хUm)/√3
≧94.3（V串97.8）kV （再乘Ka后得下表数字）式中：
K2－线路空气间隙工频电压统计配合系数，对110～220kV取
1.35（V串取1.4）；
Um)/√3－为系统最高相电压，121/√3 kV。

修正到不同海拔高度后工频间隙为：
注：1.第三列间隙数据系查原苏联вэи数据曲线；
2.括号内为V串数值。

可以看出：
1. 按新规程修正高海拔地区工频放电电压的间隙与原99规程接近，但随海拔升高比原99规程也有所增大（7～20％）；
2. V型绝缘子串的放电间隙，比I串的大2~5%。

2.2 操作过电压间隙的修正
正极性操作冲击电压波50％放电电压应符合下式要求：
Us.l.s≧K3Uo
≧1.03х(3х√2хUm)/√3
≧305（V串347）kV （再乘Ka后得下表数字）式中：
K3－线路空气间隙操作过电压统计配合系数，对110～220kV取
1.03（V串取1.17）；
(√2хUm)/√3－为系统最高相电压的有效值，Um=121 kV；
3－最大操作过电压的倍数。

修正到不同海拔高度后操作过电压间隙为：
注：1. 第三列间隙数据系查日本送电线路绝缘设计手册中试验数据；
2. 括号内为V串数值。

可以看出：
1. 按新规程修正高海拔地区操作冲击放电电压的间隙与原99规程接近，但随海拔升高比原99规程也略有减小-8～1.0％
2. V型绝缘子串的放电间隙，比I串的大13~14%。

2.3 雷电过电压的间隙修正
雷电过电压的间隙取决于绝缘子串的正极性雷电冲击电压波50％放电电压，与绝缘子串的片数、高度有关。

《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)9.11条规定，“如因高海拔而需增加绝缘子数量，则雷电过电压的最小间隙也应相应最大”。

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条规定，“导线对杆塔的空气间隙用绝缘子串正极性雷电冲击电压波50％放电电压х0.85的配合系数确定”。

对于110kV线路在云南特高海拔地区，悬垂绝缘子串的片数选择高度H＝146mm的瓷绝缘子，8、9、10等片数，提出雷电过电压要求的间隙如下表：
注：绝缘子串和空气间隙的50％雷电冲击放电电压值，系根据西安电瓷研究所的试验数据查得。

（附件P.1 ，P.6）。

2.4 带电检修空气校验间隙的修正
《110kV－500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502－2008)9.9条规定，在海拔1000m以下地区，带电作业带电部分与接地部分的最小空气校验间隙为1.0m。

在1000m以上高海拔地区进行带电作业时，带电部分与接地部分的最小空气校验间隙也应进行修正。

对于操作人员需要停留的部位，还应考虑人体活动范围0.5m。

计算条件：气温15℃,风速＝10m/s。

2.5 空气间隙选择的初步结论
以上初步探讨了云南特高海拔地区220kV送电线路空气间隙的选择，现将初步意见列表如下：
注：括号内为V串数值。