电力系统的绝缘配合演示文稿
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放电的概率是：
dR P(U0 ) f g (U0 )du
8-1
dR称为微分故障率。
通常只按过电压的绝对值进行统
计(正、负极性约各占一半)，
且高于最大运行相电压幅值
U≥Upn时才作为过电压，
图 绝缘故障率的估算
所以将上式在Upn到∞(或到某一 值为止)积分可得故障率R，即
R0 U pn P(U0 ) f (U0 )dU
8-4 8-5 由于在式(8-2)中u在-∞~0范围内用f(u)=0，以及u在0~Uphm范围 内f(u)≈0, 可得绝缘故障率为
8-6
通过变量置换进行积分运算，可以得到：
8-7
Uao及Uai分别为过电压的均值及绝缘的50％放电电压。 同理，若略去负极性下的故障率，得绝缘在操作过电压下故障率
的估算值： 8-8
(US ,UW , 0 , i ) (Uao ,Uai ) R; (US ,UW ) ; R~
8.2 中性点接地方式的影响
1.有效接地(包括直接接地及经小阻抗接地) 2.非有效接地(包括经消弧线圈接地)。
➢ 接地方式的选择是个重要的综合性问题，直接影响到设备绝 缘水平的确定、系统的运行可靠性、保护设备的工作条件以 及对通信线路的干扰等。
✓ 第三，为了兼顾设备造价、运行费用和停电损失等的综合经 济效益．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。
✓ 第四，对于输电线路的绝缘水平，一般不需要考虑与变电所 的绝缘配合。通常是以保证一定的耐雷水平为前提，基本上 由工作电压和操作过电压决定。但是，在污秽地区或操作过 电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平则主要由最 大工作电压决定。
➢绝缘配合的最终目的就是确定电气设备的绝缘水平， 所谓电气设备的绝缘水平是指该电气设备能承受的试 验电压值。
对应于设备绝缘可能承受的各种作用电压，在进行绝 缘试验时，有以下几种试验类型： ①短时(一分钟)工频试验； ②长时间工频试验： ③操作冲击试验； ④雷电冲击试验。
➢ 要做到符合绝缘配合总的原则，必须计及不同电压等级、系统 结构等诸因素的影响，具体情况，灵活处理。
8-2
一般，绝缘在负极性操作冲击下的耐压强度较高，若忽略负极
性下的故障率，则绝缘在操作过电压下故障率的估计值为
1
R0 2 U pn P(U0 ) f (U0 )dU
8-3
绝缘强度↑ ，P(U)Hale Waihona Puke Baidu，R↓，投资成本↑。
3. 简化统计法
在简化统计法中，对过电压和绝缘特性两条概率曲线的形状作 出一些通常认为合理的假定，即假定它们均服从正态分布，而 且己知它们的标准偏差分别为σ0及σi；则过电压的概率密度函 数f(u)及绝缘放电的概率函数P(u)：
在不同电压等级的系统中，正常运行条件下的工频电压不会 超过系统的最高工作电压，这是绝缘配合的基本参数。然而， 其他几种作用电压在绝缘配合中的作用则因系统电压等级的不 同而不同，因此在高压及越高压系统中绝缘配合的具体原则不 同，绝缘试验类型的选择亦有差别。
✓ 首先，对不同电压等级系统，配合原则是不同的。
工频耐压值，代表了绝缘对雷电、操作过电压的总的耐受 水平。 对于超高压电气设备(330-500kV)，考虑到操作波对绝缘 作用的特殊性，还需规定操作、雷电冲击试验电压。
8.2.2 绝缘配合的方法
1.惯用法 按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概
念进行绝缘配合的。即首先确定设备上可能出现的 最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑 各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘 应耐受的电压水平。
✓ 第五，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。
通常，除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做 1min工频耐压试验。 1)试验的方便；2) 在某种程度上雷电冲击对绝缘的作 用可用工频电压来等价。 电气设备的工频试验电压是按如下程序来确定的：
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
对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330kV及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的外绝缘水平应主要由系统最大运行电 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 间工作电压决定。
✓ 第二，在技术上要力求做到作用电压与绝缘强度的全伏秒特 性配合。为此要求具有一定伏秒特性和伏安特性的避雷器能 将过电压限制在设备绝缘耐受强度以下，这个要求是通过避 雷器与设备绝缘强度的全伏秒特件配合来实现的。在绝缘配 合中不考虑谐振过电压。
电力系统的绝缘配合演示文稿
（优选）电力系统的绝缘配合.
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。
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。
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
因此只要已知Uao及Uai即可根据式(8-8)很快算得故障率R。 国际电工委员会绝缘配合标准推荐采用出现概率为2％的过电
压值为“统计过电压”US，推荐闪络概率为10％、即耐受 概率为90％的电压为绝缘的“统计耐受电压”Uw，在这个 基础上可以得到不同的统计安全系数γ下绝缘的闪络概率。
UW
US
因为在正态分布下
dR P(U0 ) f g (U0 )du
8-1
dR称为微分故障率。
通常只按过电压的绝对值进行统
计(正、负极性约各占一半)，
且高于最大运行相电压幅值
U≥Upn时才作为过电压，
图 绝缘故障率的估算
所以将上式在Upn到∞(或到某一 值为止)积分可得故障率R，即
R0 U pn P(U0 ) f (U0 )dU
8-4 8-5 由于在式(8-2)中u在-∞~0范围内用f(u)=0，以及u在0~Uphm范围 内f(u)≈0, 可得绝缘故障率为
8-6
通过变量置换进行积分运算，可以得到：
8-7
Uao及Uai分别为过电压的均值及绝缘的50％放电电压。 同理，若略去负极性下的故障率，得绝缘在操作过电压下故障率
的估算值： 8-8
(US ,UW , 0 , i ) (Uao ,Uai ) R; (US ,UW ) ; R~
8.2 中性点接地方式的影响
1.有效接地(包括直接接地及经小阻抗接地) 2.非有效接地(包括经消弧线圈接地)。
➢ 接地方式的选择是个重要的综合性问题，直接影响到设备绝 缘水平的确定、系统的运行可靠性、保护设备的工作条件以 及对通信线路的干扰等。
✓ 第三，为了兼顾设备造价、运行费用和停电损失等的综合经 济效益．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。
✓ 第四，对于输电线路的绝缘水平，一般不需要考虑与变电所 的绝缘配合。通常是以保证一定的耐雷水平为前提，基本上 由工作电压和操作过电压决定。但是，在污秽地区或操作过 电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平则主要由最 大工作电压决定。
➢绝缘配合的最终目的就是确定电气设备的绝缘水平， 所谓电气设备的绝缘水平是指该电气设备能承受的试 验电压值。
对应于设备绝缘可能承受的各种作用电压，在进行绝 缘试验时，有以下几种试验类型： ①短时(一分钟)工频试验； ②长时间工频试验： ③操作冲击试验； ④雷电冲击试验。
➢ 要做到符合绝缘配合总的原则，必须计及不同电压等级、系统 结构等诸因素的影响，具体情况，灵活处理。
8-2
一般，绝缘在负极性操作冲击下的耐压强度较高，若忽略负极
性下的故障率，则绝缘在操作过电压下故障率的估计值为
1
R0 2 U pn P(U0 ) f (U0 )dU
8-3
绝缘强度↑ ，P(U)Hale Waihona Puke Baidu，R↓，投资成本↑。
3. 简化统计法
在简化统计法中，对过电压和绝缘特性两条概率曲线的形状作 出一些通常认为合理的假定，即假定它们均服从正态分布，而 且己知它们的标准偏差分别为σ0及σi；则过电压的概率密度函 数f(u)及绝缘放电的概率函数P(u)：
在不同电压等级的系统中，正常运行条件下的工频电压不会 超过系统的最高工作电压，这是绝缘配合的基本参数。然而， 其他几种作用电压在绝缘配合中的作用则因系统电压等级的不 同而不同，因此在高压及越高压系统中绝缘配合的具体原则不 同，绝缘试验类型的选择亦有差别。
✓ 首先，对不同电压等级系统，配合原则是不同的。
工频耐压值，代表了绝缘对雷电、操作过电压的总的耐受 水平。 对于超高压电气设备(330-500kV)，考虑到操作波对绝缘 作用的特殊性，还需规定操作、雷电冲击试验电压。
8.2.2 绝缘配合的方法
1.惯用法 按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概
念进行绝缘配合的。即首先确定设备上可能出现的 最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑 各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘 应耐受的电压水平。
✓ 第五，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。
通常，除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做 1min工频耐压试验。 1)试验的方便；2) 在某种程度上雷电冲击对绝缘的作 用可用工频电压来等价。 电气设备的工频试验电压是按如下程序来确定的：
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
对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330kV及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的外绝缘水平应主要由系统最大运行电 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 间工作电压决定。
✓ 第二，在技术上要力求做到作用电压与绝缘强度的全伏秒特 性配合。为此要求具有一定伏秒特性和伏安特性的避雷器能 将过电压限制在设备绝缘耐受强度以下，这个要求是通过避 雷器与设备绝缘强度的全伏秒特件配合来实现的。在绝缘配 合中不考虑谐振过电压。
电力系统的绝缘配合演示文稿
（优选）电力系统的绝缘配合.
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。
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。
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
因此只要已知Uao及Uai即可根据式(8-8)很快算得故障率R。 国际电工委员会绝缘配合标准推荐采用出现概率为2％的过电
压值为“统计过电压”US，推荐闪络概率为10％、即耐受 概率为90％的电压为绝缘的“统计耐受电压”Uw，在这个 基础上可以得到不同的统计安全系数γ下绝缘的闪络概率。
UW
US
因为在正态分布下