电力系统的绝缘
电力系统绝缘配合—电气设备绝缘水平确定(高电压技术课件)
(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；
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。
BIL (1.25 ~ 1.4)U R
9.3.1过电压下绝缘配合
9.3.1.2操作过电压下的绝缘配合
一、内部过电压的绝缘配合
前提
内部过电压的绝缘配合主要考虑操作过电压； 谐振过电压尽量避免不考虑； 工频电压升高的影响包括在最大长期工作电压内。
二、操作过电压下的绝缘配合
1.变电所装设的阀式避雷器只用于雷电过电压的保护 (电压范围Ⅰ)
二、雷电过电压下的绝缘配合
在雷电过电压下的绝缘水平通常用基 本冲击绝缘水平（BIL）来表示
BIL KlU p(l )
Up(l)为阀式避雷器在雷电过电压下的保护水平（kV），通常可 简化为配合电流下的残压UR作为保护水平。 Kl 为雷电过电压下的配合系数，其值在1.2~1.4的范围内； 国际电工委员会（IEC）规定KL ≥1.2，我国规定：电气设备与 避雷器相距很近时取1.25，相距较远时取1.4，即：
由于试验的目的不同，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。
按照绝缘惯用法的计算，结合我 国的实际情况，并参考IEC推荐 的绝缘配合标准，我国国家标准 GB311.1-83对各种电压等级电 气设备以耐压值表示的绝缘水平 都有相应规定。
9.3.2绝缘水平确定
9.3.2.1工频绝缘水平的确定
短时（1min）工频耐压试验的要求：采 用的试验电压值比额定相电压要高出数倍
二、短时（1min）工频耐压试验
确定短时工频耐压值的流程
电力系统绝缘配合—绝缘配合任务及原则(高电压技术课件)
9.1.1.2绝缘配合的原则
一、绝缘配合的原则
原则
根据设备在系统中可能承受的工作电压及过 电压，考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性 来确定必要的耐压强度，以便把作用于设备上 的各种电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行 的概率，降低到在经济上和运行上能接受的水 平。
要求
在技术上处理好各种电压、限压措施和设备绝缘耐受能力 三者之间的配合关系；
处在污秽地区的电网的外绝缘水 平应主要由系统最大运行电压决 定。
四、绝缘配合的具体原则
2、从经济方面考虑
绝缘配合的原则需因不同的 系统结构、不同的地区以及 不同的发展阶段而有所不同。
若绝缘配合不考虑谐振过电压， 则系统设计和运行中要避免谐振 过电压的发生。
应从运行可靠性的角度出发，选 择合理的绝缘水平，以使各种作 用电压下设备绝缘的等效安全系 数都大致相同。
四、绝缘配合的具体原则
3、中性点对绝缘水平的影响
绝缘配合的本质是合理处置作用电压与绝 缘强度的关系，电力系统中各类作用电压 与电力系统中性点运行方式有关。中性点 运行方式将直接影响系统绝缘水平的确定。
中性点运行 方式
影响
对同一电压等级的电力系统，若中 性点非有效接地，则其绝缘水平更 高于有效接地。
三、绝缘配合的任务及目的
电力系统绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝
1 缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。
目的：就是确定各种电气设备的绝缘水平，即指设备绝
2 缘能够耐受的试验电压值，在此电压下，绝缘不发生闪
络、击穿或其它损坏现象。
四、绝缘配合的例子
1
架空线路与变电所之间的绝缘配合
2
同杆架设的双回线路之间的绝缘配合
为什么电力线路需要绝缘
为什么电力线路需要绝缘电力线路的绝缘是电力系统中非常重要的一环，其作用是隔离电线与地面或其他物体之间的直接接触，以避免电力系统中出现电流泄漏、触电事故等安全隐患。
绝缘的目的是确保电力线路的可靠性、稳定性和安全性。
本文将从以下几个方面分析为什么电力线路需要绝缘。
1. 防止电流泄漏电力线路中的电流是高压电流，如果线路没有绝缘，电流就会趋向于寻找电势较低的路径，可能会通过人体或物体等导电介质传导，导致触电事故发生。
为了防止电流泄漏，电力线路的绝缘材料应具有良好的绝缘性能，能够有效地隔离电流与其他介质之间的接触。
2. 提高电线的耐压能力绝缘材料能够有效提高电线的耐压能力，防止电线发生击穿，从而保证电线在高压电流下的正常工作。
绝缘材料一般具有较高的绝缘电阻和强度，能够抵御电场和电压的影响，确保电力线路的长期使用稳定性。
3. 减少电线的损耗绝缘材料还可以减少电力线路中电流的损耗。
电力线路中，电流会在导线上产生磁场，并引起感应电流的产生，从而导致能量损耗。
良好的绝缘材料能够减少电流的感应和损耗，提高电力线路的传输效率。
4. 防止电弧和火灾电力线路中，电流会经过开关、接头等设备，在这些接触点处容易产生电弧情况。
电弧可能由于电线的短路、断路或故障等原因产生，如果没有绝缘材料的保护，电弧可引发事故、火灾等严重后果。
绝缘材料能够有效地隔离电弧，防止电力线路产生火灾等危险。
综上所述，电力线路需要绝缘是保证电力系统正常运行和人身安全的重要措施。
通过使用合适的绝缘材料，可以防止电流泄漏、提高电线的耐压能力、减少能量损耗，同时还能预防电弧和火灾等危险事故的发生。
因此，在设计、建设和维护电力线路时，绝缘必不可少。
绝缘的主要原理有哪些
绝缘的主要原理有哪些绝缘是在电力系统和电气设备中起到保护作用的重要概念。
绝缘主要是通过阻止电流在导体间流动来保护设备和人员不受电击的影响。
绝缘的主要原理可以分为电阻效应、电容效应和电感效应等几个方面。
1.电阻效应:电阻效应是绝缘的主要原理之一。
电阻是材料抵抗电流流动的能力, 它的大小取决于材料的特性和长度。
当一个电流尝试通过绝缘材料时, 由于绝缘材料具有较高的电阻, 电流无法容易地通过材料, 从而阻止了电流的流动。
这种电阻效应可以防止电流从导线中泄漏, 在电气设备中起到了保护作用。
2.电容效应:电容效应也是绝缘的重要原理之一。
电容是指两个导体之间由于电荷的积聚而产生的电压差。
当两个导体之间存在绝缘材料时, 由于绝缘材料的电阻较高, 电荷无法容易地从一个导体传递到另一个导体。
这样, 两个导体之间的电容就会增加, 从而阻断了电流的流动。
3.电感效应:电感效应也是绝缘的一个重要原理。
电感是指导体中电流产生的磁场导致自感现象。
当电流通过一个导体时, 会产生一个磁场。
如果导体周围存在绝缘材料, 由于绝缘材料的磁导率较低, 磁场无法容易地穿过绝缘材料。
这样, 导体中的电流无法容易地通过绝缘材料传输, 从而阻断了电流的流动。
除了上述几个主要原理外, 绝缘还涉及到其他几个方面, 如绝缘材料的选择和制备、绝缘距离的要求以及绝缘的测试和监测等。
绝缘材料的选择要考虑到其耐高温、耐电压、耐污染等因素, 以确保绝缘性能的稳定和可靠。
绝缘距离是指导线或设备之间的的最短距离, 它的大小直接影响到绝缘的性能和安全。
绝缘的测试和监测则是通过一些特定的测试方法和设备, 来检测和监测绝缘材料的性能和状态, 以确保其处于良好的工作状态。
综上所述, 绝缘的主要原理包括电阻效应、电容效应和电感效应等几个方面。
这些原理通过阻止电流的流动、限制电压的传递和阻断磁场的扩散, 起到了保护电力系统和电气设备的作用。
绝缘材料的选择、绝缘距离的要求以及绝缘的测试和监测等都是绝缘工作中需要充分考虑的重要因素。
绝缘的四大参数
绝缘的四大参数绝缘是指材料或结构可以阻止电流流动的特性。
在电力系统中，绝缘是非常重要的，它保证电流只在预定的导线中流动，而不会发生漏电或短路等问题。
绝缘的四大参数包括介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率。
介电常数是衡量材料绝缘性能的重要指标之一。
介电常数是指材料相对于真空或空气时的电容量，也可以理解为材料对电场的响应能力。
介电常数越大，材料对电场的响应越强，绝缘性能越好。
常见的绝缘材料如塑料和橡胶等具有较高的介电常数，可以有效地隔离电流。
介质损耗是描述绝缘材料中能量损耗的参数。
当电场作用于绝缘材料时，部分能量会被材料吸收并转化为热能。
介质损耗越小，材料的绝缘性能越好。
因此，在选择绝缘材料时，需要考虑其介质损耗，以确保系统的能量损失最小。
第三，体积电阻率是衡量材料导电性能的指标。
体积电阻率越大，材料对电流的阻抗越大，绝缘性能越好。
常见的绝缘材料如玻璃、陶瓷等具有较高的体积电阻率，可以有效地阻止电流的流动。
表面电阻率是描述材料表面导电性能的参数。
表面电阻率越大，材料表面对电流的阻抗越大，绝缘性能越好。
表面电阻率的大小直接影响到电流在材料表面的分布情况。
常见的绝缘材料如涂层和绝缘胶带等具有较高的表面电阻率，可以有效地保护电力设备和线路。
绝缘的四大参数对于电力系统的运行至关重要。
通过选择合适的绝缘材料和结构，可以有效地保护电力设备和线路，提高系统的安全性和可靠性。
在实际应用中，需要根据具体的工程要求和环境条件选择合适的绝缘材料和结构，并进行必要的绝缘测试和监测，以确保系统的正常运行。
绝缘材料的选择和设计是电力系统设计中的重要环节。
在选择绝缘材料时，需要综合考虑介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率等参数，以及材料的机械强度、耐热性、耐候性等性能。
此外，还需要考虑材料的可加工性、成本和环境友好性等因素。
通过合理选择和设计绝缘材料和结构，可以最大限度地提高系统的绝缘性能，确保电力系统的安全运行。
绝缘的四大参数包括介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率。
电力系统绝缘配合技术规程
电力系统绝缘配合技术规程引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。
为确保电力系统的高效运行和安全稳定，绝缘配合技术的规范和标准非常重要。
本文将深入探讨电力系统绝缘配合技术的规程和标准。
一、绝缘配合技术的概念及重要性绝缘配合技术是电力系统中确保电气设备绝缘性能良好、能够正常工作的重要环节。
它包括绝缘设计、绝缘材料选择、绝缘监测和绝缘检测等多个方面。
绝缘配合技术的准确应用具有重要意义，它可以提高电力系统的安全性、可靠性和稳定性。
合理的绝缘设计可以预防电弧、击穿和闪络等事故，降低因电气设备故障而导致的停电时间和维修费用。
二、绝缘配合技术规范的制定1.绝缘配合技术规范的背景与目的绝缘配合技术规范的制定是为了标准化绝缘配合技术的应用，提高电力系统的运行效率和安全性。
这些规范包括对绝缘设计的要求、绝缘材料的选择、绝缘监测和绝缘检测的方法等。
2.绝缘配合技术规范的制定过程绝缘配合技术规范的制定需要依据国家标准和相关法规，并结合电力系统的实际运行情况进行制定。
制定过程包括需求调研、技术方案论证、标准编写、专家评审和公示等。
三、绝缘配合技术规范的要求与考虑因素1.绝缘设计的要求绝缘设计应符合绝缘材料的特性要求和电力设备的工作条件。
针对不同电压等级和设备类型，绝缘设计需要考虑电场强度、电压分布、介质特性等因素，以确保绝缘系统能够承受电力系统运行中的各种负荷和故障情况。
2.绝缘材料的选择绝缘材料的选择应满足绝缘要求和环境条件，并考虑其物理、化学和电学特性。
常用的绝缘材料有绝缘胶、树脂、橡胶和绝缘涂层等。
不同绝缘材料适用于不同的设备和工作环境，需要根据实际情况进行选择。
3.绝缘监测与绝缘检测绝缘监测和绝缘检测是维持电力系统正常运行和安全稳定的关键环节。
绝缘监测包括绝缘电阻、京斯效应和绝缘损耗等参数的实时监测。
绝缘检测主要是通过检测绝缘电阻和绝缘材料的完整性来评估绝缘系统的可靠性和健康状况。
四、绝缘配合技术规范的应用实例和效果1.绝缘配合技术规范在输电线路上的应用通过合理的绝缘设计和绝缘材料选择，可以有效提高输电线路的抗电弧和击穿能力，减少因环境因素造成的故障概率。
第6章 电力系统的绝缘配合
第6章电力系统的绝缘配合6.1 电力系统的绝缘配合一、绝缘配合1、绝缘配合：是指合理地确定系统中各个设备的绝缘水平,使综合性能、价格最优。
2、考虑因素：1）作用于电气设备上的各种电压：长期工作电压、内部过电压、外部过电压。
在某一额定电压下，绝缘水平U越小投资越省，但可能导致频繁的闪络和绝缘击穿；绝缘水平U越大，则投资大大增加，造成浪费。
2）保护装置的性能。
如改善避雷器的性能和断路器的性能以限制过电压的数值，对于降低系统绝缘水平意义非常重大。
3）设备绝缘承受各种电压的能力。
如改善电气设备绝缘结构和绝缘材料的电气性能。
4）系统中性点接地方式。
中性点不接地系统的长期工作电压为线电压；中性点直接接地系统的长期工作电压为相电压。
3、绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝缘这一矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。
绝缘配合的基本原则是：综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种作用电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维护费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到经济上和安全运行上总体效益最高目的。
绝缘配合的核心问题是：确定各种电气设备的绝缘水平，它是绝缘设计的首要前提。
二、绝缘水平绝缘水平：指电气设备的绝缘可以承受的试验电压值，在此值下设备不发生火花放电闪络或击穿。
试验电压是模拟各种实际电压的，故有以下三种：工频交流试验电压、雷闪冲击试验电压、操作冲击试验电压。
绝缘水平的确定：一般情况下，绝缘水平由长期工作电压、内部过电压、外部过电压中最严格的一个决定。
220KV及以下系统，绝缘水平主要由大气过电压决定。
330KV及以上超高压系统，在绝缘配合中，操作过电压起主导作用。
污秽严重地方的电网处绝缘水平主要由系统最大运行电压决定。
三、绝缘配合的方法：惯用法、统计法、简化统计法。
我国主要采用惯用法。
惯用法：首先确定设备上可能出现的最大过电压Umax，再乘以安全系数K，使之等于设备绝缘的最小耐受水平U W。
电力系统中的绝缘材料研究
电力系统中的绝缘材料研究随着电力系统在现代社会中的重要性越来越突显，对于电力设备的可靠性和安全性要求也越来越高。
而在电力设备中，绝缘材料的质量和性能直接关系到电力系统的稳定运行。
因此，对于电力系统中的绝缘材料进行深入研究就显得尤为重要。
绝缘材料作为电力设备中的重要组成部分，起着阻止电流泄漏和电弧产生的关键作用。
因此，绝缘材料的性能直接关系到电力设备的安全性和可靠性。
对于绝缘材料的研究主要集中在以下几个方面：第一，绝缘材料的电学性能。
电力设备中的绝缘材料需具备良好的绝缘性能，以防止电流泄漏。
绝缘材料的电阻、介电常数等电学性能需要进行研究，以确保电力设备的正常运行。
同时，随着电力系统的高压化和超高压化发展，对于绝缘材料的击穿强度等参数的研究也越来越重要。
第二，绝缘材料的热学性能。
电力设备在工作过程中，会产生大量的热量，而绝缘材料的热学性能则直接关系到电力设备的散热效果和温度分布。
对于绝缘材料的导热系数、热膨胀系数等参数的研究可以帮助改进电力设备的散热效果，提高设备的工作效率。
第三，绝缘材料的机械性能。
电力设备在运行中可能会受到外力的作用，因此绝缘材料需要具备一定的机械强度和韧性。
对于绝缘材料的弯曲强度、拉伸强度等参数的研究可以帮助改进电力设备的抗剪性和抗拉伸性，提高设备的抗外力能力。
第四，绝缘材料的可靠性研究。
电力设备的可靠性是衡量电力系统稳定运行能力的重要指标之一。
绝缘材料的老化、耐久性等可靠性问题需要进行深入研究，以保证电力设备的长期稳定运行。
当前，在电力系统中广泛应用的绝缘材料主要包括聚合物绝缘材料、橡胶绝缘材料、纸质绝缘材料等。
这些材料各有特点，但都有一定的局限性。
因此，研究人员对于绝缘材料进行改进和创新就显得尤为重要。
在绝缘材料的研究中，纳米技术的应用成为了一个热点领域。
通过纳米材料的添加和改性，可以显著改变绝缘材料的性能。
例如，添加纳米铁氧体颗粒可以显著提高聚合物绝缘材料的热导率，提高材料的热散热效果。
电力系统绝缘安全操作规程
电力系统绝缘安全操作规程电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。
为了确保电力系统的正常运行和运行人员的安全，制定一套绝缘安全操作规程至关重要。
本文将针对电力系统绝缘安全操作规程进行详细阐述，以期提升电力系统运行的安全性和效率。
一、绝缘安全操作的重要性电力系统中存在着大量的电力设备和电源，这些设备和电源都具有高压电性能，一旦操作不当或不具备良好的绝缘性能，就会出现漏电、电击等危险。
而绝缘安全操作规程的确立可以制定出一系列标准化的操作步骤，减少因操作不当或设备绝缘性能不佳而引发的安全事故。
其次，绝缘安全操作规程的制定可以规范电力系统运行人员的行为，使其掌握正确的操作方法和技巧，提升工作效率，减少操作失误。
二、电力系统绝缘安全操作规程的内容1. 人员防护装备和绝缘工具的使用规定在操作电力系统前，运行人员必须佩戴符合安全标准的防护装备，确保自身的安全。
同时，为了保证操作的绝缘性能，必须使用绝缘工具进行操作，并定期检查和测试其绝缘性能。
2. 绝缘材料和设备的维护与检修规定绝缘材料和设备是电力系统中绝缘安全的基础。
对于绝缘材料，必须按时进行清洁和维护，防止其受潮、老化等影响绝缘性能的情况发生。
对于绝缘设备，要定期进行检修和维护，确保其绝缘性能符合标准。
3. 绝缘测试和检测规定绝缘测试和检测是确保电力系统绝缘安全的重要手段。
根据规定，电力系统中的设备和绝缘材料需要定期进行绝缘测试和检测，以确保其绝缘性能符合标准。
同时，还需建立相应的记录和档案，方便日后参考和查阅。
4. 操作人员的培训和考核规定为了确保操作人员掌握正确的操作方法和技巧，必须进行培训和考核。
培训内容包括绝缘安全操作规程的要点、绝缘工具的使用方法等。
在培训结束后，还需进行考核，以确保操作人员掌握相关知识和技能。
三、执行绝缘安全操作规程的意义1. 提高操作的安全性绝缘安全操作规程的执行可以确保操作人员站在安全的角度进行工作，减少因操作失误或不当而导致的事故发生。
电力系统的绝缘
13
气体绝缘电气设备（GIS）
GIS 由断路器、隔离开关、接地刀闸、互感 器、避雷器、母线、连线和出线终端等部件组合 而成，全部封闭在充SF6 气体的金属外壳中。
与传统敞开式配电装置相比，GIS具有下列突 出优点。 1、 大大节省占使运行人员不受电场和 磁场的影响。 4、安装工作量小、检修周期长。
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纯净液体介质的电击穿理论与气体放 电的汤逊理论中 α 、γ 的作用有些相似。
由电击穿理论知 ：纯净液体的密度增 加时，击穿场强会增大；温度升高时液体 膨胀击穿场强会下降；由于电子崩的产生 和空间电荷层的形成需要一定时间，当电 压作用时间很短时，击穿场强将提高，因 此液体介质的冲击击穿场强高于共频击穿 场强。
SF6 和气体绝 缘设备 的电气强度约为空气的2.5倍，灭弧能力高
第四节
12
电极表面粗糙度Ra 对SF6 气体强度Eb的影响随 着工作气压的提高而增大。电极表面粗糙度大时表 面突起处的局部电场强度要比气隙的平均电场强度 的得多。电极表面还会有其他缺陷，电极表面积越 大这类缺陷出现的概率也就越大，SF6 的击穿场强 就越低，这一现象称为“面积效应”。
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气绝缘管道输电线亦可称为气体绝缘电缆 (GIC），它与充油电缆相比具有如下优点： 1、电容量小。 2、损耗小。 3、传输容量大。 气体绝缘变压器（GIT）与传统的油浸变压器 相比，有以下主要优点： 1、GIT是防火防爆型变压器。 2、GIT的噪声小于油浸变压器。 3、气体介质不会老化，简化了维护工作。
2、液体介质损耗
中性和弱极性液体介质（如变压器油） 的极化损失很小，起损耗主要有电导引起， 因而引起损耗率 P0 （单位体积电介质中的功 率损耗）。
34
3、固体介质的损耗
电力系统中的绝缘故障检测与诊断
电力系统中的绝缘故障检测与诊断现代社会中，电力系统已经渗透到我们生活的各个方面。
而电力系统中的绝缘故障一直是电力系统工程师们头痛的问题。
绝缘故障不仅影响电力系统的正常运行，还可能导致人身伤害、财产损失等不幸事件的发生。
因此，绝缘故障的检测与诊断显得至关重要。
一. 绝缘故障的种类在电力系统中，绝缘故障的种类主要包括局部放电、绝缘破坏和接地故障。
1. 局部放电局部放电是指电场强度过高时，电介质中的局部气隙被电击穿而产生的放电现象。
局部放电一般不会导致系统直接跳闸，但长期积累会导致绝缘老化和损坏。
2. 绝缘破坏绝缘破坏是指绝缘层被击穿，使电能通过气体、固体或液体直接流到接地点，导致系统故障。
3. 接地故障接地故障是指电力设备直接接触大地，产生接地故障电流。
接地电流的增大会使得设备温升和设备的热稳定状态被破坏，从而引起设备损坏或系统故障。
二. 绝缘故障的检测方法1. 静态电容法静态电容法是一种利用绝缘材料的电容值变化来判定绝缘状态的方法。
通过测量电容值的大小来判断绝缘材料的损坏程度。
该方法简单易行，但只适用于小规模的电缆和绕组的检测，对于大型变压器和电力系统的检测则不太适用。
2. 瞬变电压法瞬变电压法是一种通过施加高电压脉冲来检测绝缘系统的方法。
利用瞬变电压对绝缘材料的穿透性，可以检测出绝缘的缺陷。
该方法可用于大型变压器和电力系统的检测，但需要专业人员进行操作。
3. 声学法声学法是一种通过分析绝缘材料表面发出的声音，来判断绝缘状态的方法。
当绝缘材料存在缺陷时，会发出不同于健康绝缘的声音。
该方法适用于中小型绕组和电缆的检测，但不适用于大型变压器和电力系统的检测。
三. 绝缘故障的诊断当电力系统出现绝缘故障时，如何对故障进行诊断成为了重要的问题。
诊断的主要目的是确定故障的类型、位置和严重程度，以便采取相应的措施进行修复。
1. 人工巡视法人工巡视法是最传统的一种故障检测和诊断方法，通过人工巡视电缆、绕组和设备表面来确定故障的位置，但需要大量的人力物力，工作效率低、成本高。
电力系统绝缘配合
2．按操作过电压要求
绝缘子串在操作过电压的作用下，也不应发生 湿闪。对于最常用的XP-70（或X-4.5）型绝缘子来 说，其工频湿闪电压幅值可利用下面的经验公式求 得：
UW 60n 14 (kV)
绝缘子串的湿闪电压在考虑大气状态等影响因 素并保持一定裕度的前提下，应大于可能出现的过 电压，裕度一般取10％。此时应有的绝缘子片数
二、绝缘配合的发展阶段
1．多级配合 1940年以前，采用的多级配合的原则是：价格越
昂贵、修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其 绝缘水平应选得越高。
2．两级配合 从20世纪40年代后期开始，阀式避雷器的保护特
性变成了绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上 一个综合考虑各种影响因素和必要裕度的系数，就能 确定绝缘应有的耐压水平（惯用法）。
第十四章电力系统绝缘配合第一节概述第二节绝缘配合方法第三节输变电设备绝缘水平的确定第四节架空输电线路的绝缘配合一绝缘配合的基本概念二绝缘配合的发展阶段一绝缘配合的基本概念所谓绝缘配合就是综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种作用电压工作电压和过电压保护装置的特性和设备绝缘对各种工作电压的耐受特性合理选择设备的绝缘水平以使设备的造价维护费用和设备绝缘故障所引起的事故损失达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的
KS UW /US
在过电压保持不变的情况下，如提高绝缘水平， 其统计绝缘耐压和统计安全因数均相应增大、绝缘 故障率减小。
第三节 输变电设备绝缘水平的确定
在变电站的诸多电气设备中，电力变压器是最重 要的电力设备，因此，通常以确定变压器的绝缘水 平为中心环节。
1. 雷电过电压下的绝缘配合 由绝缘配合惯用法可知：变压器的雷电冲击耐受
Umax 252kV
第十章电力系统绝缘配合
将应有的UW代入可得：
n2'
341 14 60
5.45
6
最后应得出的片数：
n2 n2' n0 6 1 7
各级电压线路悬垂串应有的绝缘子片数
线路额定电压(kV) 35 66 110 220 330 500
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn1
2 4 7 13 19 28
n2
3 5 7 12 17 22
n
3 5 7 13 19 28
(二)、按操作过电压要求：
绝缘子串（XP－70，X－4.5）的工频 湿闪电压幅值（用来代替绝缘子串在 操作波下的湿闪电压）：
Uw 60n 14(kV )
电网中操作过电压的计算幅值：
U sm k0U
由n2’片绝缘子组成的绝缘子串的工频湿 闪电压幅值为：
Uw 1.1k0U
考虑到零值绝缘子的片数n0 有：
注意：绝缘子均为XP－70或X－4.5型。
如果以知绝缘子串的 U50%(s（) 正极性） 与片数的关系，则可以用如下方法确 定绝缘子串的片数：
U50%(s) KsU s
绝缘子串操作过 电压配合系数（ 与电压有关）
操作过电压（与 电压有关）
(三)、按雷电过电压要求：
根据前两步确定的片数校验线路的耐 雷水平和雷击跳闸率是否满足要求。
2.两级配合（1940年以前）
理论基础：各设备的绝缘都接受避雷器的 保护，其绝缘仅仅需要和避雷器进行绝缘 配合。只要将避雷器的保护水平乘上一个 系数就可以确定设备的绝缘水平。
评价：该绝缘配合方法直至今日仍在广 泛使用
3.绝缘配合统计法（60年代开始出现）
目的：获得优化的总经济指标。
原则：电力系统中的过电压和绝缘的电气强 度都是随机变量，要求绝缘在任何过电压下 都不发生任何闪络或击穿现象过于保守。因 此可以规定出某一可以接受的故障率，容许 冒一定的风险，进行绝缘配合
简述绝缘的定义及作用
简述绝缘的定义及作用绝缘是指材料或结构能够阻止电流或热量的传导，从而起到隔离和保护的作用。
在电力系统和电子设备中，绝缘是非常重要的，它能够确保电流在所需的路径上流动，并防止电流泄漏或引起危险。
本文将从绝缘的定义、绝缘材料的分类和绝缘的作用三个方面进行阐述。
绝缘的定义是指将导电材料与环境隔离，防止电流或热量的传导。
绝缘材料通常具有高电阻和低导热性能，能够有效地阻止电流或热量的流动。
常见的绝缘材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、木材等。
这些材料具有较高的电阻率和绝缘强度，能够有效地隔离电流和热量，保护设备和人员的安全。
绝缘材料根据其耐压性能可分为低压绝缘材料和高压绝缘材料。
低压绝缘材料主要用于电子设备、家用电器、通信设备等低压电路中，常见的有塑料、橡胶等。
高压绝缘材料主要用于输电线路、变压器、开关设备等高压电路中，常见的有玻璃纤维增强塑料、绝缘纸、绝缘胶带等。
绝缘的作用主要体现在以下几个方面：1. 保护人身安全：绝缘能够阻止电流的流动，避免电击事故的发生。
在电力系统中，绝缘材料被广泛应用于电线、电缆、开关等部件上，以确保人员在接触电气设备时不会受到电击。
2. 保护设备安全：绝缘材料能够隔离电流，阻止电流泄漏或短路，确保设备的正常运行。
例如，在电路板上，绝缘材料被用作电路板的基座，以避免不同电路之间的电流相互干扰。
3. 防止电能损耗：绝缘材料具有较低的电导率，能够减少电流的流失，降低电能损耗。
在输电线路中，采用绝缘导线能够减少电能损耗，提高输电效率。
4. 隔离噪音和干扰：绝缘材料能够隔离外界的噪音和干扰信号，提高系统的抗干扰能力。
在电子设备中，绝缘材料被用于线缆和连接器中，以防止外界干扰对信号的影响。
5. 隔离热量传导：绝缘材料能够减少热量的传导，起到隔热的作用。
在高温环境下，使用绝缘材料可以避免热量对周围环境或其他组件的影响。
绝缘在电力系统和电子设备中起着至关重要的作用。
正确选择和使用绝缘材料能够保证电流的正常传输，防止电击事故的发生，并提高设备的安全性和可靠性。
13 电力系统绝缘配合1
220kV以下的电网，电气设备的绝缘水平主要由大气过 电压决定。对于220kV以下，具有正常绝缘水平的电气设备， 应能承受内过电压的作用，一般不需要专门限制内过电压 的措施。 在超高压系统中，在现代防雷技术条件下，大气过电压 一般不如内过电压危险性大。同时，随着电压等级的提高， 操作过电压的幅值将随之增大，对设备和线路的绝缘要求 更高，绝缘的造价将以更大的比例增加。330kV以上的超高 压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用。处在污秽地区 的电网，外绝缘水平由系统最大运行电压决定。 在特高压电网中，电网的绝缘水平可能由工频过电压及 长时间过电压决定。 在绝缘配合中是不考虑谐振过电压的，因此，在电网设 计和运行中都应当避开谐振过电压的产生。 一般不考虑线路绝缘与变电站绝缘间的配合问题。
13.1.1 绝缘配合的原则 13.1.2 绝缘配合的方法
13.1.1 绝缘配合的原则
所谓绝缘配合，就是综合考虑电气设备 在电力系统中可能承受的各种电压（工作电 压及过电压）、保护装置的特性和设备绝缘 对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设 备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修 费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到 经济上和安全运行上总体效益最高的目的。
2绝缘配合的方法所谓绝缘配合就是综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压工作电压及过电压保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性合理地确定设备必要的绝缘水平以使设备的造价维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失达到经济上和安全运行上总体效益最高的目的
13 电力系统的绝缘配合
13.1 绝缘配合的基本概念与方法 13.2 输变电设备绝缘水平的确定 13.3 输电线路绝缘水平的确定
在实际工程中采用上述统计法来进行绝缘配合，是 相当繁复和困难的。为此 IEC推荐了一种“简化统计法”， 以利实际应用。
电力系统绝缘配合—绝缘配合的种类(高电压技术课件)
在没有获得现代避雷器的可靠保护之前，曾将内绝缘水平取得高于外绝缘水平，因为内绝缘的击穿后果远比外绝缘的闪络更加严重。
9.2.1 绝缘配合的种类9.2.1.4各种外绝缘之间的绝缘配合
概念：不少电力设备的外绝缘不止一种，这些外绝缘之间存在的绝缘配合问题
例如架空线路塔头空气间隙的击穿电压与绝缘子串的闪络电压的绝缘配合
有避雷器的保护，降低了变电设备的绝缘水平，经济效益显著。
电力发展早期为了限制侵入变电所的过电压，线路绝缘水平低于变电所内电气设备的绝缘水平
MOA或阀式避雷器的安装，可靠的限制入侵波的幅值，现代输电线绝缘水平高于变电所设备
9.2.1 绝缘配合的种类9.2.1.3电气设备内绝缘与外绝缘之间的绝缘配合
9.2.1 绝缘配合的种类9.2.1.2同杆架设的双回线路之间的绝缘配合
双回线是指同一杆塔上安装有不一定为相同电压与频率的两个回路的线路。
为了避免雷击线路引起两回线路同时跳闸停电的事故，双回路的绝缘水平采用不平衡方法，一边的绝缘子数量较多，而另外一边的较少。两回线路绝缘水平差距大小，为绝缘配合问题。
二、同杆架设的双回线路之间的绝缘配合
9.2.1 绝缘配合的种类9.2.1.1架空线路与变电所之间的绝缘配合
请替换文字内容
电力系统绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。
架空线路与变电所之间的绝缘配合
因为线路绝缘的后果没有变电设备绝缘故障严重，有一定合理性。
例如高压隔离开关的断开耐压水平必须设计得比支柱绝缘子的对地闪络电压更高一些，目的是保证人身安全。电力设来自不与空气接触的绝缘部分称为内绝缘。
内绝缘一般不受空气湿度与外界污秽程度等的影响，相对比较稳定。
电力系统的绝缘配合
2.统计法 统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐受强度都是随机 变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘放电电压
的概率分布后，用计算的方法求出绝缘放电的概率和 线路故障率，在技术经济比较的基础上，正确地确定 绝缘水平。这种方法不仅定量地给出设计的安全裕度， 并能按照使用设备费、每年的运行费以及每年的事故 损失费的总和为最小的原则，确定一个输电系统绝缘 配合的最佳方案。
电力系统的绝缘配合
电力系统运行的可靠性主要由停电次数及停电时间来 衡量。
绝缘的击穿是造成停电的主要原因之一。
电力系统运行的可靠性．在很大程度上决定于设备的 绝缘水平及工作状况。
为了提高系统的运行可靠性、合理地确定设备绝缘 水平，具有十分重大的意义。 电力系统中的绝缘包括发、变电站的电气设备的绝缘 和线路的绝缘。 电力系统的绝缘在运行中将承受： 正常运行时的工作电压、短时过电压、操作过电压及大 气过电压
设：fg (U ) : 过电压概率密度函数；
二者互不相关(独立)的
P(U ) : 绝缘放电概率分布函数；
f(U)dU：过电压在U0附近dU范围内出现的概率； P(U0) ：过电压U0作用下绝缘放电的概率； 由概率积分的计算公式得到出现这样高的过电压并使绝缘
放电的概率是：
dR P(U0 ) f g (U0 )du
8.1 绝缘配合的基本概念与方法
绝缘配合的原则 就是综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种 电压(工作电压及过电压)、保护装置的特性和设备绝缘 对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的 绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故 障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上总体 效益最高的目的。
对330kV及以上电压等级，在发电厂、变电站中决 定空气间隙的过电压是操作过电压。
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套管的分类 当导体穿过变压器等的箱体以及墙壁、地 板、屋顶等隔板时需要有通道，套管就是 使这些导体与隔板绝缘的一种支持装置。 套管可分类如下：
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极不均匀电场:在各种各样的极不均匀电场气隙中， “棒—棒”气隙具有完全的对称性，而“棒—板” 气隙具有最大的不对称性。其他的极不均匀电场气 隙的击穿情况均处于这两种极端情况的击穿特性之 间.
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第十七章 电力系统的绝缘
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第二节、稍不均匀电场和极不均匀电场
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稍不均匀电场:与均匀电场相似， 与极不均匀电场有很大差别。稍不均匀 电场中不可能存在稳定的电晕放电，一 旦出现局部放电即导致整个气隙的击穿 。它的冲击系数也接近1，即它的冲击 击穿电压与工频击穿电压及直流击穿电 压基本上是相等的
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绝缘子、瓷套及套管按下述分类： （1）按形状分类； （2）按工作电压分类， （3）按材质分类。
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Hale Waihona Puke 单一式套管－树瓷脂套套管管
充油式套管
套管－
电容式套管－油胶纸纸电电容容式式套套管管
充填绝缘混合物套管
复合套管
充气 套管
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电场的不均匀程度对SF6 电气强度的影响远 比对空气的的大， SF6 的优异性能只有在电场比 较均匀的情况下才能得到充分的发挥。
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与传统敞开式配电装置相比，GIS具有下列突 出优点。
1、 大大节省占地面积和空间体积 。 2、运行安全可靠。 3、有利于环保，使运行人员不受电场和 磁场的影响。 4、安装工作量小、检修周期长。
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四、采用高气压
提高气压会大大减小电子的自由行程长度 ，削弱和抑制了电离过程，使气体的电气强度 得到提高。如果在采用高压的同时再以某些高 强度的气体（例如SF6 气体）来替代空气，能 获得更好的效果。
五、采用高电气强度气体 在众多气体中，有一些含卤族元素的强电负 性气体[例如六氟化硫（SF6）、氟里昂（CCl2F2） 等]的电气强度特别高可称为高电器强度气体。
对极不均匀电场长气隙来说，操作冲击电压下 的击穿具有如下特点：
（1）操作冲击电压的波形对气隙的电气强度有 很大的影响。
（2）在各种类型的作用电压中，以操作冲击电 压下的电气强度为最小。
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电极表面粗糙度Ra 对SF6 气体强度Eb的影响随 着工作气压的提高而增大。电极表面粗糙度大时表 面突起处的局部电场强度要比气隙的平均电场强度 的得多。电极表面还会有其他缺陷，电极表面积越 大这类缺陷出现的概率也就越大，SF6 的击穿场强 就越低，这一现象称为“面积效应”。
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式中
Ub——击穿电压峰值，kV ； d ——极间距离，cm ；
δ ——空气相对密度
第三节 提高气体介质电气强度的方法
提高气隙的击穿电压有两种途径：一是改善气隙中 的电场分布，使之尽量均匀；二是设法消弱或抑制 气体介质中的电离过程。具体方法有：
一、改进电极形状 电场分布越均匀，气隙的平均击穿场强也就
越大。改进电极形状（增大电极的曲率半径、消 除电极表面的毛刺、尖角等）减小气隙中的最大 电场强、改善电场分布、提高气隙的击穿电压。
上式符合巴申定律。由上式可知，随着极间距离 d的增大，击穿场强Eb 稍有下降。
相应的平均击穿场强:
Eb
Ub d
24.55
6.66
/ d (kV / cm)
随着极距离 d 的增大，击穿场强 Eb 稍有下降，在 d=1～10cm 的范围内，其击穿场强约为 30kv/cm 。
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三、采用屏障
在气隙中放置形状和位置合适、能阻碍带电粒 子运动和调整空间电荷分布的屏障，也是提高气体 介质电气强度的一种有效方法。
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悬式绝缘子
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第一节 均匀电场气隙的击穿特性
一、均匀电场气隙的击穿特性
均匀电场击穿所需的时间很短，它在直流、工 频和冲击电压作用下的击穿电压基本相同，击穿电 压分散性很小，伏秒特性很快就变平。
均匀电场空气间隙击穿电压特性可用下面的经验 公式来表示:
Ub 24.55d 6.66 d (kV)
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不对称的极不均匀电场（例如“棒—板” 气隙 ）在直流电压下的击穿具有明显的极性效应。“棒 —板” 气隙在负极性时的击穿电压大大高于正极性 时的击穿电压。
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（3）极不均匀电场长气隙的操作冲击击穿电压 具有显著的“饱和”特征。
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气体绝缘电气设备（GIS）
GIS 由断路器、隔离开关、接地刀闸、互感 器、避雷器、母线、连线和出线终端等部件组合 而成，全部封闭在充SF6 气体的金属外壳中。
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