输电线路绝缘问答

变电所电气设备的绝缘配合

摘要：按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的绝缘水平称为绝缘配合。绝缘水平是电气设备的试验电压值。

关键字：绝缘配合、工频电压 操作过电压 雷电过电压

0、引言：

随着电网的快速发展，电气设备的绝缘配合所涉及的内容是制造部门、设计部门、电力企业极为重视的问题，只有选用合理的绝缘配合设计方案和电气设备试验电压，并全面考虑设备造价、维护费和故障损失三方面的具体情况，才能最终达到合理、安全、经济、高质量发、供电的目地。

我们可以从以下方面充分了解变电所电气设备的绝缘配合

1、系统运行中出现在设备绝缘上的电压：

1.1、正常运行时的工频电压

1.2、暂时过电压（工频过电压、谐振过电压）

1.3、操作过电压

1.4、雷电过电压

1.5、系统最高电压3.5KV≤ Um≤252K

2、中性点接地方式对绝缘水平的影响：

电网中性点的接地方式对绝缘承受的电压有较大的影响。中性点

接地系统，相对地的绝缘所承受的最大工作电压为相电压，其选用的避雷器灭弧电压（额定电压）较低，其冲击放电电压和残压也较低，而中性点非接直接接地系统中允许单相接地故障运行0.5h或2h，它的最大工作电压为线电压。其选用的避雷器灭弧电压（额定电压）较高，其冲击放电电压和残压也较高，因此，中性点接地系统中，变电站电气设备的雷电过电压比非直接接地系统要低约20%。

操作过电压是在相电压的基础上产生的，另外因三相间的互相联系可能是在超过相电压甚至在线电压基础上产生的，所以中性点接地系统的操作过电压比中性点非直接接地系统约低20%~30%。

3、变电所电气设备与工频电压的绝缘配合：

3.1、工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离应符合相

应环境污秽分级条件下的爬电比距要求：如表一：

3.2、断路器同极断口间灭弧室瓷套的爬电比距不应小于对地爬电比距要求值的1.15倍 (252KV以下)。

3.3、变压器内绝缘在工频电压作用下正常运行，变压器的耐压值为1.5倍系统最高相电压。

3.4、变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压。

4、变电所电气设备与操作过电压的绝缘配合：

根据DL/T620-1997及《电力设备过电压保护设计技术规程》中

给出计算用最大操作过电压倍数见表二：

注：

(2)、计算倍数是以电网最高运行相电压峰值为基准电压。

(3)、对于220KV及以下电网相间过电压采用相对地过电压的1.3~1.4倍。

在计算最大操作过电压的计算结果后，根据电气设备内、外绝缘的操作冲击耐受电压，合理选用电气设备的绝缘配合。对于220KV及以下变电所一般只涉及到变电所绝缘子串、空气间隙的操作过电压要求的绝缘水平。

5、变电所电气设备与雷电过电压的绝缘配合：

最大雷电过电压是按避雷器通过标称放电电流时的残压来决定。

5.1、变压器内、外绝缘的全波额定雷电冲击耐压与变电所避雷器标称放电电流下的残压间的配合系数为1.4。

5.2、并联电抗器、高压电器、电流互感器、单独试验的套管、

母线支持绝缘子及电缆和其附件等的全波额定雷电冲击耐压与避雷器标称放电电流下的残压间的配合系数取1.4。

5.3、变压器、并联电抗器及电流互感器截波额定雷电冲击耐压

取相应设备全波额定雷电冲击耐压的1.1倍。

5.4、断路器同极断口间内绝缘以及断路器、隔离开关同极断口间外绝缘的全波雷电冲击耐压U1d应满足：

----断路器、隔离开关全波额定雷电冲击耐压，KV。

U1

N

6、电气设备随其所在系统接地方式的不同，暂时过电压的判别及所选用的保护用避雷器形式、特性的差异、有着不同的耐受电压要求，现在的设备厂家已在产口样本上详细的列出了电气设备的耐受电压值（雷电冲击耐受电压、短时工频耐受电压），以供设计、运行部门简便、快捷的选用。

7、结束语：

改革开放以来，电网的快速发展，电网的整体结构也在不段变化，由于电网中性点的接地方式的不同对绝缘承受的电压也有较大的影响，所以在变电所的改造扩建过程中也应将电气设备的绝缘配合考虑在内，适时进行调整和改造，使的电力企业安全、稳步的发展。

绝缘配合

放电概率的统计分布均服从正态分布。国际电工委员会 (IEC)及中国国家绝缘配合标准，推荐采用出现的概率为2％的过电压作为统计(最大)过电压Us，再取闪络概率为10％的电压作为绝缘的统计耐受电压UW，在不同的统计安全系数γ＝UW/Us的情况下,计算出绝缘的故障率R(见图)。根据技术经济比较,在成本与故障率间协调,定出可以接受的故障率R,再根据相应的统计安全系数γ及电网的统计过电压Us,确定绝缘水平。

简化统计法与惯用法同样简单易行，并有现成曲线可查（图b）。虽然故障率的数值不一定很准确,但便于在工程上作方案比较,因而应用很广泛。

电力系统中用以确定输电线路和电工设备绝缘水平的原则、方法和规定。研究绝缘配合的目的在于综合考虑电工设施可能承受的作用电压（工作电压及过电压），过电压防护装置的效用，以及设备的绝缘材料和绝缘结构对各种作用电压的耐受特性等因素，并且考虑经济上的合理性以确定输电线路和电工设备的绝缘水平。

电工设备经常在电力系统工作电压下运行，还会受到各种过电压作用。电工设备绝缘对各种作用电压都具有一定限度的耐受能力。当绝缘性能被破坏时，会造成设备损坏甚至系统停电事故。为了避免上述损失，必须保证电工设备具有规定的绝缘强度，这就是绝缘水平。确定绝缘水平要求在技术上处理好作用电压、限制过电压的措施、绝缘耐受能力三者之间相互配合的关系，还要求在经济上协调投资费用、维护费用和事故损失费用等之间的关系，以达到较好的综合经济效益。

作用电压

作用在电工设备上的电压是指正常运行条件下的工作电压和各种过电压。

电力系统在正常运行时，各点的工频电压是不同的。输电线路送端设备上的电压要高于受端设备上的电压。因此，对于每一额定电压等级的电力系统，还需要规定一个系统最高运行电压。最高运行电压需根据能源分布、输电距离、电网结构、系统的潮流分布、稳定特性、无功功率补偿、经济运行，以及设备绝缘设计等综合的因素来确定。中国对于220千伏及以下电力系统,最高工作电压规定为比额定电压高15％；对于330～500千伏超高压电力系统，最高工作电压高出额定电压10％。

过电压包括暂时过电压、操作过电压、雷电过电压等。由于其成因不同，都具有一定特点。从绝缘性能的角度看，除注意过电压幅值