变电站电气设备的绝缘配合

变电站绝缘配合探讨摘要：文章阐述变电站绝缘配合的目的、原则以及绝缘配合的方法，重点研究了变电站的绝缘配合、气候因素和地理环境对变电站设备外绝缘的影响，并得出相应的结论。

关键词：绝缘配合；暂时过电压；操作过电压；雷电过电压一般情况下，变电站设备除了长期受到工频电压的作用外，在某些特殊条件下，还会受到操作过电压、暂时过电压和雷电过电压等过电压的短时作用，这就要求要对设备进行绝缘配合，否则这些过电压会破坏设备的绝缘，严重时会威胁人身及设备的安全。

1 变电站绝缘配合的目的和原则1.1 变电站绝缘配合的目的变电站绝缘配合就是根据变电站设备可能出现的各种极端电压以及保护装置的特性，来确定变电站设备的绝缘水平；或者在现有的变电站设备绝缘水平基础上，选择能够将作用于设备上的各种电压所引起的设备损坏和影响连续运行的概率降低到在经济和技术上能接受的水平的保护装置。

1.2 变电站绝缘配合的原则①不同的变电站，若处于不同的电网，采用了不同的保护设备，可以有不同的绝缘水平。

②变电站在设计绝缘时，需满足工频电压、暂时过电压、操作过电压及雷电过电压作用下的绝缘强度。

在各种过电压的波形作用下，配电装置中的自恢复和非自恢复绝缘的绝缘强度，均要高于被保护设备的保护水平，同时要考虑其他各种因素，留有一定的裕度，不同绝缘间的相互配合不列入考虑范围。

③对于雷电引起的过电压，绝缘配合以避雷器雷电保护水平作为基础，对于非自恢复绝缘还说，一般采用惯用法；对自恢复绝缘来说，通常的做法是将绝缘强度作为随机变量进行绝缘配合。

④对于操作引起的过电压，220 kV及以下变电站，其绝缘配合是以最大操作过电压的理论计算值为基础，绝缘子串和空气间隙的绝缘强度为随机变量来进行配合的。

对于330～500 kV变电站，其绝缘配合以上述雷电引起的过电压的绝缘配合来进行。

⑤对于电气设备，一般要求其能承受一定幅值及时间的工频过电压和谐振过电压，同时在过电压的情况下，其外绝缘爬电距离应满足该环境下污秽条件的爬电比距要求。

110kV变电站空气间隙及电气设备绝缘配合【摘要】随着我国经济水平的不断提高，各地区的用电负荷增长较快，电力供应对人民生活、国民经济等各方面影响巨大，供电可靠性要求更高，但受雷雨天气、环境污染等因素影响，严重影响电网安全稳定运行，因此对其输电线路进行差异化设计改造，线路参数进行合理改善刻不容缓。

本文以江西赣州某地区为例就110kV变电站空气间隙及电气设备绝缘配合进行了分析与研究。

【关键词】110kV变电站；空气间隙；绝缘配合对110KV变电站中过电压时的空气间隙及绝缘子片数进行计算与分析，是为了110KV变电站中的电气设备在工频过电压、操作过电压及雷电过电压情况下正常运行，保证整个输电运行的安全性与稳定性。

地区基本情况概述本文研究分析中所选择区域中110kV变电站主要分布江西赣州地区，该地区位于南岭、诸广及南岭三大山脉的交接处，其地势四周高，中间低，地形地貌主要以山地丘陵为主。

本文主要研究了海拔以及污秽对110kV变电站中电气设备绝缘的影响，并对所需要的绝缘参数及水平进行了精确的计算，结合该地区的地质状况，研究出了不同海拔及污秽程度下的110kV变电站中电气设备所需要的绝缘子片的数量及不同电压状况下所需要的空气间隙大小。

对该地区110kV 变电站中的空气间隙及电气设备绝缘进行全面的数据计算及分析，从而得出要确保110kV变电站的正常运行，保持其稳定性，就要选择符合该地区特点的绝缘水平及空气间隙。

一、110kV变电站中导线与构架间的空气间隙1.110kV变电站正常电压对空气间隙的要求110kV变电站电压对空气间隙大小的要求十分严格，需要经过计算出精确的空气间隙才能做进一步的判断，以下是在不受风偏情况下110kV变电站电压对空气间隙的要求，它需要运用该公式进行精确计算：该公式中K2代表的是变电站线路中工频电压对空气间隙系数的统计，其取值是确定值为1.20；如果将变电站中空气间隙的工频设置为50%，那么该变电站所放出的电压则为该地区110kV变电站进行绝缘放电压时应该校正该地区海拔高度，由于该区域特征应保持该区变电站所放电压大于154KV，根据以上计算可知该区域空间间隙最小为0.40m。

DL_T6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 6201997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》是中国电力行业的一项重要技术标准，旨在规范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计，确保电力系统的安全、稳定运行。

一、过电压的类型及危害1.1 过电压的定义过电压是指在电力系统中，电压瞬间升高超过正常运行电压的现象。

根据其产生的原因和特性，过电压可分为内部过电压和外部过电压两大类。

1.2 内部过电压内部过电压是由系统内部操作或故障引起的，主要包括操作过电压和暂时过电压。

1.2.1 操作过电压操作过电压是由于开关操作、故障切除等引起的电压瞬变。

常见的操作过电压有：开断空载线路过电压合闸空载线路过电压切除空载变压器过电压1.2.2 暂时过电压暂时过电压是由于系统不对称故障或谐振引起的持续时间较长的过电压。

常见的暂时过电压有：单相接地故障引起的过电压谐振过电压1.3 外部过电压外部过电压主要由雷电引起，包括直击雷过电压和感应雷过电压。

1.3.1 直击雷过电压直击雷过电压是雷电直接击中电力设备或线路时产生的过电压。

1.3.2 感应雷过电压感应雷过电压是雷电放电时在附近线路或设备上感应产生的过电压。

1.4 过电压的危害过电压会对电力系统的设备和绝缘造成严重危害，主要包括：绝缘击穿设备损坏系统停电人身安全威胁二、过电压保护措施为了防止过电压对电力系统造成危害，DL/T 6201997标准提出了多种过电压保护措施。

2.1 防雷保护2.1.1 避雷针和避雷线避雷针和避雷线是防止直击雷过电压的主要措施。

避雷针通过引雷作用，将雷电引导至地面，保护设备和线路免受直击雷的侵害。

避雷线则广泛应用于输电线路，形成屏蔽效应，减少雷电直接击中线路的概率。

2.1.2 避雷器避雷器是限制过电压幅值的重要设备，通过非线性电阻特性，将过电压泄放到大地，保护系统绝缘。

常见的避雷器有：氧化锌避雷器碳化硅避雷器2.2 操作过电压保护2.2.1 合闸电阻在高压开关设备中加装合闸电阻，可以有效降低合闸空载线路时的过电压幅值。

GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合前言本标准是非等效国际电工委员会IEC 71-1：1993《绝缘配合第1部分：定义、原理和原则》对GB 311.1-83《高压输变电设备的绝缘配合》进行修订的。

主要的修订内容有：1）标准中除设备的相对绝缘外，还增列了相间绝缘和纵绝缘；2）设备上的作用电压增加了“陡波前过电压”和“联合过电压”，前者主要是由GIS中隔离开关操作引起的，后者则分别作用于相间绝缘和纵绝缘。

相应的试验电压类型增加了“陡波前冲击试验”（在考虑中）和“联合电压试验”；3）据IEC 71-1给出了各类作用电压的典型波形（图1）；4）对10kV和35kV的设备的外绝缘干状态下短时工频耐受电压的数值分别提高到42kV和95kV，但这并不意味着对外绝缘的要求或绝缘水平提高，因为在此电压范围内，绝缘水平主要是由雷电冲击耐受电压决定的；5）据IEC 71-1增加3/9次冲击耐受电压试验程序（6.3.2）；6）对变压器类设备的截断冲击，提高了跌落时间，一般不大于0.7us，截波过零系数不大于0.3的要求，这样的规定和同类国际标准一致，技术上比较合理。

本标准和IEC 71-1的主要内容和技术要求基本上是一致的，但也存在某些差异，包括：①IEC 71-1：1993为说明绝缘配合的过程引入了多个“耐受电压”的术语和配合程序图，这虽对理解绝缘配合过程有一定帮助，但过于烦琐，未于采用；②Um<72.5kV设备的外绝缘干状态短时工频耐受电压比IEC71-1中的规定值高；③范围II的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压的反极性工频电压的幅值为（0.7~1.0）Um，IEC 71-1中规定仅为0.7 Um，也偏高。

故本标准只能为非等效采用IEC 71-1。

本标准自实施之日起，代替GB 311.1-83。

本标准由中华人民共和国机械工业部提出。

本标准由全国高压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会归口。

本标准由西安高压电器研究所和武汉高压研究所负责起草。

GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合2007-08-28 19:41:26GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合(ttt001制作,网络首发全word版本)前言本标准是非等效国际电工委员会IEC 71-1：1993《绝缘配合 第1部分：定义、原理和原则》对GB 311.1-83《高压输变电设备的绝缘配合》进行修订的。

主要的修订内容有：1）标准中除设备的相对绝缘外，还增列了相间绝缘和纵绝缘；2）设备上的作用电压增加了“陡波前过电压”和“联合过电压”，前者主要是由GIS中隔离开关操作引起的，后者则分别作用于相间绝缘和纵绝缘。

相应的试验电压类型增加了“陡波前冲击试验”（在考虑中）和“联合电压试验”；3）据IEC 71-1给出了各类作用电压的典型波形（图1）；4）对10kV和35kV的设备的外绝缘干状态下短时工频耐受电压的数值分别提高到42kV和95kV，但这并不意味着对外绝缘的要求或绝缘水平提高，因为在此电压范围内，绝缘水平主要是由雷电冲击耐受电压决定的；5）据IEC 71-1增加3/9次冲击耐受电压试验程序（6.3.2）；6）对变压器类设备的截断冲击，提高了跌落时间，一般不大于0.7us，截波过零系数不大于0.3的要求，这样的规定和同类国际标准一致，技术上比较合理。

本标准和IEC 71-1的主要内容和技术要求基本上是一致的，但也存在某些差异，包括：①IEC 71-1：1993为说明绝缘配合的过程引入了多个“耐受电压”的术语和配合程序图，这虽对理解绝缘配合过程有一定帮助，但过于烦琐，未于采 用；②Um<72.5kV设备的外绝缘干状态短时工频耐受电压比IEC71-1中的规定值高；③范围II的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压的反极 性工频电压的幅值为（0.7~1.0） Um，IEC 71-1中规定仅为0.7 Um，也偏高。

故本标准只能为非等效采用IEC 71-1。

本标准自实施之日起，代替GB 311.1-83。

第一章 电力系统绝缘配合1、解释电气设备的绝缘配合和绝缘水平的定义答：电气设备的绝缘配合是指综合考虑系统中可能出现的各种作用过电压、保护装置特性及设备的绝缘特性，最终确定电气设备的绝缘水平。

电气设备的绝缘水平是指电气设备能承受的各种试验电压值，如短时工频试验电压，长时工频试验电压，雷电冲击试验电压及各种操作冲击电压2、电力系统绝缘配合的原则是什么？答：电力系统绝缘配合的原则是根据电气设备在系统应该承受的各种电压，并考虑过电压的限压措施和设备的绝缘性能后，确定电气设备的绝缘水平。

3、输电线路绝缘子串中绝缘子片数是如何确定的？答：根据机械负荷确定绝缘子的型式后绝缘子片数的确定应满足：在工作电压下不发生雾闪；在操作电压下不发生湿闪；具有一定的雷电冲击耐受强度，保证一定的耐雷水平。

具体做法：按工作电压下所需的泄露距离初步确定绝缘子串的片数，然后按照操作过电压和耐雷水平进行验算和调整。

4、变电站内电气设备的绝缘水平是否应该与输电线路的绝缘水平相配合？为什么？答：输电线路绝缘与变电站中电气设备之间不存在绝缘水平相配合问题。

通常，线路绝缘水平远高于变电站内电气设备的绝缘水平，以保证线路的安全运行。

从输电线路传入变电站的过电压由变电站母线上的避雷器限制，而电气设备的绝缘水平是以避雷器的保护水平为基础确定的。

第二章 内部过电压1、有哪几种形式的工频过电压？答：主要有空载长线路的电感-电容效应引起的工频过电压，单相接地致使健全相电压升高引起的工频过电压以及发电机突然甩负荷引起的工频过电压等。

2、电源的等值电抗对空长线路的电容效应有什么影响？答：电源的等值电抗X S 可以加剧电容效应，相当于把线路拉长。

电源容量愈小，电源的等值电抗X S 愈大，空载线路末端电压升高也愈大。

3、线路末端加装并联电抗器对空长线路的电容效应有什么影响？答：在超高压电网中，常用并联电抗器限制工频过电压，并联电抗器接于线路末端，使末端电压下降。

高压变电站的绝缘配合研究近年来，随着电力需求的不断增长，高压变电站作为电力系统中的重要组成部分，承担着重要的输变电任务。

而在高压变电站的运行过程中，绝缘配合的质量与安全对整个电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

本文将从绝缘材料的选择、绝缘效果的评估、绝缘配合测试等方面进行阐述，探讨高压变电站的绝缘配合研究。

一、绝缘材料的选择在高压变电站中，绝缘材料的选择对绝缘配合的质量具有决定性作用。

目前常用的绝缘材料主要有油纸绝缘、空气绝缘和固体绝缘。

油纸绝缘具有良好的绝缘性能与散热性能，但由于其存在环保问题，逐渐被其他绝缘材料所替代。

空气绝缘成本较低，但在极端气候条件下绝缘能力会受到一定影响。

而固体绝缘，如硅橡胶和聚氨酯等，具有绝缘能力强、体积小、重量轻等优点，成为目前高压变电站中主要采用的绝缘材料。

然而，不同的绝缘材料适用于不同的环境条件和工作要求。

因此，在选择绝缘材料时，需要综合考虑电场分布、介质强度、电气性能、机械强度、耐热性能以及环保性等因素。

只有选择适合的绝缘材料，才能确保高压变电站的绝缘配合达到最佳效果。

二、绝缘效果的评估绝缘效果是绝缘配合研究的关键环节，其能力直接决定变电站的安全性和可靠性。

为了对绝缘效果进行评估，需要采用测试仪器和设备，常用的有绝缘电阻仪、局部放电仪和高电压试验设备。

绝缘电阻仪用于检测绝缘材料的绝缘电阻，通过测量不同电压下的绝缘电阻值，可以判断绝缘材料的质量。

局部放电仪则能够检测到绝缘材料内已存在的微弱放电信号，进而判断绝缘材料是否存在缺陷。

高电压试验设备则能够对绝缘材料进行高压耐受性测试，通过施加超过额定电压的电场，检测绝缘材料是否能够正常工作。

通过对绝缘效果的评估，可以发现绝缘配合中存在的问题并及时进行修复，提高高压变电站的运行安全性和可靠性。

三、绝缘配合测试绝缘配合测试是对高压变电站中绝缘材料与设备之间的配合情况进行评估，以确保绝缘材料与设备之间的配合良好。

常用的绝缘配合测试方法有绝缘电阻测量和局部放电测量。