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第10章 电力系统绝缘配合

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11. 第十章 电力系统的绝缘配合

11. 第十章 电力系统的绝缘配合
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。
•短时工频试验 检验设备在工频运行电压和暂时过电压下的绝缘性能。 •长时间工频试验 绝缘的老化和外绝缘的污秽对工频运行电压及过电压下的性能有影响时， 需作长时间工频试验。 •操作冲击试验 操作过电压的作用。
•有较大的裕度 由于过电压幅值及绝缘强度都是随机变量，很难找到一个严格的规则去估计 它们的上限和下限。因此，用这一原则确定绝缘水平常有较大的裕度。
•适用于具有自恢复能力的绝缘和无自恢复能力的绝缘 惯用法对有自恢复能力的绝缘（如气体绝缘）和无自恢复能力的绝缘（如固 体绝缘）都是适用的。
Xi’an Jiaotong University
(4)在绝缘配合中不考虑谐振过电压，因此在电网设计和运行中都应当避开谐 振过电压的产生。
(5)在污秽地区的电网，外绝缘的强度受污秽影响将大大降低。污闪事故发生 在恶劣气象条件正常工作电压下，因此，严重污秽地区电网外绝缘水平应主 要由系统最大运行电压决定。
(6)不需要考虑线路绝缘和发、变电站绝缘的配合问题。如降低线路绝缘使之 与变电站配合，则会使线路事故大增。
(7)在特高压电网中，由于限压措施的不断完善，过电压可降低到 1.6~1.8 p.u. 或更低，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。
Xi’an Jiaotong University
-7-
绝缘配合的方法 惯用法 统计法 简化统计法
适用范围：
由于对非自恢复绝缘进行绝缘放电概率的测定，费用很高，目前难于使用统 计法，主要仍用惯用法。但是，现在国内外都正在致力于研究采用统计模拟 的方法解决非自恢复绝缘的配合问题。对于降低绝缘水平经济效益不是非常显 著的220kV及以下电压等级设备的绝缘，通常仍采用惯用法。在采用惯用法进 行绝缘配合时，无法定量预估绝缘的故障率，只是在确定绝缘水平时留有一定 的安全裕度，即所谓配合系数(或安全裕度系数)。对于330kV及以上设备的自 恢复绝缘，可以采用统计法进行绝缘配合，因此也可以用统计法对各项可靠性 指标进行预估。

第10章电力系统绝缘配合

第10章电力系统绝缘配合

1、绝缘子串中绝缘子片数的确定
线路绝缘子串应满足三方面的要求：
a. 在工作电压下不发生污闪； b. 雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）； c. 具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路 耐雷水平。
a. 按工作电压要求
线路的闪络率与该线路的爬电比距 密切相关， 根据线路所在地区的污秽等级来选定 值，就能保证 必要的运行可靠性。 nKe L0 (cm / kV ) Um
U50%( s) K2Us K2 K0U
U s —计算用最大操作过电压
K 2 —空气间隙操作配合系数，对范围Ⅰ取1.03，对范
围Ⅱ取1.1。
（3）雷电过电压要求的净间距 通常取 si 的50％雷电冲击电压 U50%(i) 等于绝缘子串的50％ 雷电冲击闪络电压 UCFO 的85％，即
U50%(i ) 0.85 UCFO
10.1.3 内部过电压 •有效接地系统内部过电压比非有效接地 系统低20%~30%。
10.2 绝缘配合的原则和方法
绝缘配合
根据电气设备在系统中可能承受的各种电压,并考 虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定电 气设备的绝缘水平，以便把作用于电气设备上的各 种电压（正常工作电压及过电压）所引起的绝缘损 坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。
（3）导线对架空地线：按雷击于档距中央避雷线上时 不至于引起导、地线间气隙击穿这一条件来选定。
（4）导线对杆塔及横担：这将是下面要探讨的重点内 容。
风偏角的影响 就塔头空气间隙上可能出现的电压幅值来看，一般是 雷电过电压最高、操作过电压次之、工频工作电压最低。 而三种情况下可能出现的风偏角 则刚好相反 由于工作电压长期作用在导线 上，其可能引起的风偏角最大 雷电过电压持续时间最短，可 能出现的风偏角最小 操作过电压持续时间较短，可 能出现风偏角介于以上两者之间

高电压技术-电力系统的绝缘配合PPT课件

高电压技术-电力系统的绝缘配合PPT课件
高电压技术（第二版）
张一尘主编
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1
第十一章
电力系统的绝缘配合
精选PPT课件
2
一、绝缘配合、绝缘水平和试验电压
• 问题的提出
绝缘与过电压是高电压技术中的两大主要内容。随 着电力系统电压等级的进一步提高，一方面输变电设 备绝缘部分的投资占总设备投资的比重越来越大；另 一方面，由于系统电压等级的提高，输送容量的增大， 一旦出现故障，损失巨大。因此，在超高压系统中， 绝缘配合的问题尤为重要！
空气间隙所承受的电压由高到低依次为： 雷电过电压——操作过电压——工作电压
但作用时间则恰恰相反！
精选PPT课件
18
三种电压作用下空气间隙的计算方法如下：
（1）按工作电压确定风偏后的间隙SP,其对应的工频放电电压为
UP k1Uph
k1 安全系数
220kv中性点有效接地系统：1.6
330kv～500kv线路：1.7 非有效接地电网：2.5
对输电线路，要求达到一定的耐雷水平！
②330KV及以上的超高压系统中，虽然内过电压成为主要矛盾，但通过 内过电压保护措施已限制到一定水平，所以仍由大气过电压来决定，须采 用专门限制内部过电压措施，将操作过电压限制到允许值。对超高 压电气设备规定了操作波试验电压。
由于限制过电压措施和要求不同，绝缘配合的做法不同。通常有 以下两种做法： ▲主要采用复合型磁吹型避雷器和过电压限制器限制操作过电压， ∴按避雷器的操作过电压保护精性选P能PT确课件定设备的绝缘水平。（俄罗斯）7
——操作冲击电压值 操作冲击耐压试验电压值
电气设备的各种耐压试验电压都是以避雷器在雷电冲击电压和 操作冲击电压下的残压为基础来决定的。
GB311.1-1997对各电压等级电气设备的试验电压作出了规定。

电力系统绝缘配合—绝缘配合任务及原则(高电压技术课件)

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 绝缘配合任务及原则
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

高电压技术第十章

高电压技术第十章
• 在确定避雷器保护水平后，考虑绝缘配 合的原则，然后取一定的安全裕度系数， 即可确定设备的冲击绝缘水平。
二、变电站电气设备绝缘水平的确定
(一)雷电过电压下的绝缘配合
电气设备在雷电过电压下的绝缘水平 通常用它们的基本冲击绝缘水平(BIL)来 表示，全波基本冲击绝缘水平(BIL)与避 雷器雷电冲击保护水平(BIL)之间取一定 的配合系数.
确定绝缘子串处于垂直状态时对杆塔 应有的水平距离
L0S0lsin0
LSSSlsinS LLSLlsinL
Lma L0,x LS,[LL]
式中 l——绝缘子串长度
L 导线与杆塔之间的水平距离
本章小结
1. 绝缘配合就是按系统中出现的各种
电压和保护装置的特性来确定设备的 绝缘水平。设备的绝缘水平是指设备 绝缘所能耐受的试验电压值。进行绝 缘配合时，应全面考虑设备造价、维 修费用以及故障损失三个方面，使三 者总和最小。
4. 惯用法是首先确定电气设备绝缘上
可能出现的各类过电压的最高值，然 后根据经验乘以一个考虑各种因素的 影响和和一定裕度的配合系数，从而 决定绝缘应能耐受的电压水平。绝缘 的最低耐电强度应大于过电压的最高 值。
5. 统计法是首先确定各种过电压和绝
缘耐电强度的统计特性（概率密度、 分布函数等），然后用计算的方法求 出绝缘放电的概率和线路的跳闸率， 根据技术经济比较，在绝缘成本与故 障率间进行协调，合理地确定绝缘水 平。
6. 简化统计法假定过电压及绝缘放
电概率的统计分布均服从正态分布， 且已知其标准偏差，对某类过电压在 统计冲击耐受电压和条件冲击过电压 之间选取一个统计配合系数，使所确 定的绝缘故障率从系统的运行可靠性 和费用两方面来看是可以接受的。
102短时工频耐受电压的确定雷电过电压下避雷器的残压雷电冲击耐受电压bil等效工频耐受电压比较短时工频耐受电压操作冲击耐受电压sil最大操作过电压等效工频耐受电压分别为雷电和操作冲击配合数分别为雷电和操作冲击电压换算成等效工频电压的冲击系通常可取148可取13135由图可见工频试验电压值实际上是由设备的和共同决定的它在某种程度上也代表了绝缘对雷电操作过电压总的耐受水平绝缘配合的统计法是根据过电压幅值和绝缘耐压强度都是随机变量的实际情况在已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性后用计算方法求出绝缘闪络的概率和线路跳闸率在技术经济比较的基础上正确地确定绝缘水平为过电压概率密度函数为绝缘放电概率分布函数假定为过电压在附近范围内出现的概率为在过电压作用下绝缘放电的概率

电力系统绝缘配合—绝缘配合的方法(高电压技术课件)

电力系统绝缘配合—绝缘配合的方法(高电压技术课件)
U phm
三、统计法的特点与应用
统计法的特点 •对 统 计 规 律 的 认 识 有 待 资 料 累 积 和 完 善 ， 试 验 工 作 量 大 。 •当 降 低 绝 缘 水 平 具 有 显 著 的 经 济 效 益 时 ， 统 计 法 才 特 别 有 价 值 。 •应 用 •非 自 恢 复 绝 缘 配 合 仍 采 用 惯 用 法 。 •主 要 用 于 3 3 0 k V 及 以 上 系 统 中 自 恢 复 绝 缘 的 配 合 ， 主 要 是 输 变 电 设 备 的 外 绝 缘
9.2.2 绝缘配合的方法
9.2.2.3绝缘配合的简化统计法
一、简化统计法的概述
统计法存在的问题： 一些随机因素的概率分布有 时未知，非自恢复绝缘放电 概率测量成本太大，虽然合 理，不实用。
简化统计法：
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，并已知其标准 偏差。在此基础上可以计算绝 缘的故障率。
配合 系数取值具有一定的随意性和故障未知性 。
统计法：
02
在已知过电压幅值和绝缘放电电压的概率分布后，用 计算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，正确的确定绝缘水平。
统计法的优点：
03 不仅定量地给出设计的安全程度，并能按照使每年
设备折旧费、运行费及事故损失费最小的原则进行 优化设计
二、简化统计法
假设过电压与绝缘放电概率均符合正态分布，并已知它们的标准偏差，这样就可以用与某一参考概 率相对应的点来表示它们的分布曲线。
分别称为统计过电压US和统计绝缘耐压UW。
KS
UW US
KS：统计安全因数
电工委员会绝缘配合标准推荐采用概率为2%的过电压值为“统计过电压US”，推荐放电概率为10%、即 耐受概率为90%的耐受电压值为绝缘的统计耐受电压UW”。 绝缘故障率与这两个值有关，通过计算可以得出故障率R；再根据经济技术比较，确定能接受的R值，选择 相应的绝缘水平。

电力系统绝缘配合

高电压技术 河北科技师范学院电气教研室
电力系统绝缘配合大致可分为以下三个阶段：
（一）多级配合（1940以前）
采用多级配合的原则是：价格越昂贵、修复越困难、 损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应越高。
采用多级配合是由于当时所用的避雷器保护性能不 够稳定和完善，因而不能把它的保护特性作为绝缘 配合的基础。
根据两级配合的原则，确定电气设备绝缘水平的基 础是避雷器的保护水平，它就是避雷器上可能出现 的最大电压，如果再考虑设备安装点与避雷器间的 电气距离所引起的电压差值、绝缘老化所引起的电 气强度下降、避雷器保护性能在运行中逐渐劣化、 冲击电压下击穿电压的分散性、必要的安全裕度等 因素而在保护水平上再乘以一个配合系数，即可得 出应有的绝缘水平。
高电压技术
河北科技师范学院电气教研室
小 结
在110kV及以上的系统中，采用有效接地方式以降低 系统绝缘水平在经济上好处很大；在66kV及以下的系 统中，供电可靠性上升为首要考虑因素，一般均采用 中性点非有效接地方式。 随着6～35kV配电网的迅速发展，以电缆网络为主的 6～10kV大城市或大型企业配电网有一部分改用了中 性点经低值或中值电阻接地的方式，它们属于有效接 地系统。 （本节完）
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结论：中性点有效接地系统的绝缘水平可比非有效接 地系统低20％左右。
但降低绝缘水平的经济效益大小与系统的电压等级有 很大的关系： 在110kV及以上的系统中，绝缘费用在总建设费用 中所占比重较大，因而采用有效接地方式以降低系统 绝缘水平在经济上好处很大。 在66kV及以下的系统中，绝缘费用所占比重不大， 降低绝缘水平在经济上的好处不明显，因而供电可靠 性上升为首要考虑因素，所以一般均采用中性点非有 效接地方式。

高压电技术10-1~10-2 绝缘配合


绝缘子片数：
n1

U m
K e L0
小结
基本冲击绝缘水平（BIL） 操作冲击绝缘水平 (SIL) 变压器的绝缘水平与避雷器的保护水平的配合 绝缘子串选择：在工作电压下不发生污闪；雨天时在操作过电压下
不发生闪络（湿闪）；具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的 线路耐雷水平和线路跳闸率。
绝缘子片数的选择
线路绝缘子串选择要求： 在工作电压下不发生污闪； 雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）； 具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水平和
线路跳闸率。
按工作电压要求 防止绝缘子串在工作电压下不发生污闪，应有足够的沿面爬电距离。
nKe L0
Um
n：绝缘子片数 L0：每片绝缘子的几何爬电距离（cm） Um：系统最高工作电压有效值（kV） Ke：绝缘子爬电距离有效系数。
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绝缘配合
根据设备在系统中可能承受的各种电压，考虑限压装置 的特性和设备的绝缘特性来确定必要的耐受强度，以便 把作用在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经济上和运行上能接受的水平。
核心问题：确定各种电气设备的绝缘水平。
绝缘配合的任务
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。
在绝缘配合中不考虑谐振过电压， 在电网设计和运行中应当避开谐振过电压的产生。
绝缘配合示例
架空线路和变电站之间的绝缘配合 同杆架设的双回线路之间的绝缘配合 电气设备内绝缘和外绝缘之间的绝缘配合 各种绝缘之间的绝缘配合（杆塔空气间隙和绝缘子串） 各种保护装置之间以及与被保护绝缘之间的绝缘配合

电力系统的绝缘配合

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。
8-1
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
8-2
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
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。
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

电力系统绝缘配合—绝缘配合的发展(高电压技术课件)

1
由于冲击闪络和击穿电压的分散性，为了使上一级伏秒特性的下限高于下一级伏秒特性，并保持一定的裕度, 采用多级配合的方法会把设备的内绝缘水平抬得很高。
9.1.3绝缘配合的发展 9.1.3.2两级配合
1940年后，避雷器保护特性和质量稳定性不断改善
9.1.3绝缘配合的对于超高压、特高压远距离输电，降低绝缘水平的经济效益日益重要
容许冒一定的风险（闪络、击穿概率），有效地减小绝缘裕度，获得优化的经济指标。
应用
发展
适用于具有自恢复能力的绝缘和无自恢复能力的绝缘
9.1.3绝缘配合的发展 9.1.3.1多级配合
当时所用的避雷器保护性能不够稳定和完善，因而不能把它的保护特性作为绝缘配合的基础。
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，其绝缘水平应越高。
1940年以前
变电所绝缘高于线路，设备内绝缘高于外绝缘
TODAY
时间
原则
由来
应用
图例 以50%伏秒特性表示的变电所绝缘的多级配合
变电所中的绝缘水平分为四级，(1)避雷器；（2）并联在套管上的放电间隙；（3）套管；（4）内绝缘
图 在套管上跨接放电间隙
2
由于避雷器的保护性能不够稳定和完善，因而把被保护绝缘的绝缘水平再分成若干档次，以减轻绝缘故障后果、减少施工损失。
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，以补偿在估计最大过电压和最低耐压强度时的误差，从而决定绝缘应耐受的电压水平。
两级配合的方法
两级配合的特点
以两级配合为基本原则的惯用法至今仍在广泛应用。除了在330kV及以上的超高压线路绝缘的设计中采用统计法以外，其他情况下主要采用的仍为惯用法。
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SIL = K sU p ( s )
式中操作过电压下的配合系数
K s = 1.15 ~ 1.25
3、工频绝缘水平的确定
为了检验电气设备绝缘是否达到了以上所确定的BIL 和SIL，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。 对于330kV及以上的超高压电气设备来说，必需做雷 电冲击和操作冲击试验 对于220kV及以下的高压电气设备来说，应设法用比 较简单的工频高压试验去等效地检验绝缘耐受雷电冲击 电压和操作冲击电压的能力。
短时工频耐压试验所采用的试验电压值往往要比 额定相电压高出数倍，它的目的和作用是代替雷电冲 击和操作冲击耐压试验、等效地检验绝缘在这两类过 电压下的电气强度。
β1
雷电冲击系数,取1.48 操作冲击系数，66kV及以下1.3，110kV及以上取1.35
β2
4、长时间工频高压试验
当内绝缘的老化和外绝缘的污染对绝缘在 工频工作电压和过电压下的性能有影响时，尚 需作长时间工频高压试验。 由于试验目的不同，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。
电气设备绝缘配合的惯用法 确定电气设备绝缘水平的基础是避雷器的保护水平。 避雷器的保护水平是以避雷器残压为基础确定。
10.3 变电站电气设备绝缘水平的确定
避雷器对设备的保护可有以下两种方式: （1）避雷器只用作雷电过电压的保护,而不用来保护 内部过电压； 220kV 220kV及以下系统都采用此种方式,内部过电压对 , 正常绝缘无危险； （2）避雷器主要于雷电过电压的保护,但也用作内部 过电压的后备保护； 超高压系统中采用，依靠断路器将内部过电压限 制在一定水平。避雷器在内过电压下一般不动作， 只有很大时才动作。
2、操作过电压下的绝缘配合
在系统设计和选择运行方式时均应设法避免谐振过电 压的出现，在按内部过电压作绝缘配合时，通常不考虑 谐振过电压 一般不单独考虑工频电压升高，而把它的影响包括在 最大长期工作电压（比额定电压高10%-15%） 内部过电压的配合归结为操作过电压下的绝缘配合。
分两种情况来讨论： 对于范围Ⅰ这一类变电所中的电气设备来说，其操作冲 击绝缘水平（SIL）为 SIL = K S K 0U ϕ 式中KS为操作过电压下的配合系数，K0:操作过电压计 算倍数 对于范围Ⅱ
为了避免污闪事故，所需的绝缘子片数应为
n1 ≥
λU
K
e
m
L
0
b. 按操作过电压要求 用工频湿闪电压近似代替操作湿闪电压,对于最常用的 ＸＰ－７０型绝缘子,其工频湿闪电压为
U
W
= 60 n + 14
电网中计算出的操作过电压为
U W = 1 . 1 K 0U ϕ
1.1为考虑各种影响因素和裕度的修正系数。 根据以上两式,可求出所需的绝缘子串片数,加上零 值绝缘子片数后,即为操作过电压下所要求的绝缘子 片数.
风偏角的影响 就塔头空气间隙上可能出现的电压幅值来看，一般是 雷电过电压最高、操作过电压次之、工频工作电压最低。 而三种情况下可能出现的风偏角 则刚好相反 由于工作电压长期作用在导线 上，其可能引起的风偏角最大 雷电过电压持续时间最短，可 能出现的风偏角最小 操作过电压持续时间较短，可 能出现风偏角介于以上两者之间
a. 按工作电压要求 线路的闪络率与该线路的爬电比距 λ 密切相关， 根据线路所在地区的污秽等级来选定 λ 值，就能保证 必要的运行可靠性。 nK e L 0 λ = ( cm / kV ) U m n： 绝缘子片数 L0：每片绝缘子的几何爬电距离，cm Ke：为绝缘子爬电距离有效系数。 Um：系统最高工频电压有效值
U 50%(i ) = 0.85U CFO
其目的是减少绝缘子串的沿面闪络，减少釉面 受损的可能性。
下表为各级电压线路的最小空气间隙。当海 拔高度超过1000m时，应按有关规定对净间距值进 行校正；
导线与杆塔之间距离的确定 求得以上净间距后,结合风偏角,可 求各种过电压下所对应的最小距 离
L0 = S 0 + L sin θ 0
U 50%( s ) = K 2U s = K 2 K 0Uϕ
U s —计算用最大操作过电压
K 2 —空气间隙操作配合系数，对范围Ⅰ取1.03，对范
围Ⅱ取1.1。
（3）雷电过电压要求的净间距 通常取 si 的50％雷电冲击电压 U50%(i) 等于绝缘子串的50％ 雷电冲击闪络电压 U CFO 的85％，即
1、雷电过电压下的绝缘配合
电气设备在雷电过电压下的绝缘水平通常用它们的 基本冲击绝缘水平（BIL）来表示：
BIL = K 1U p ( i )
K 为阀式避雷器在雷电过电压下的保护水平， 1 为 雷电过电压下的配合系数。
U p(i)
我国使用的经验公式： BIL = (1.25 ~ 1.4)U r Ur为标称雷电流下的避雷器残压 在电气设备与避雷器相距很近时取1.25，相距较远 时取1.4。
电气设备绝缘水平的确定 考虑到设备在运行时要承受运行电压、工频过电 压、雷电过电压及操作过电压的作用，对电气设备绝 缘规定了以下试验电压: 短时工频试验电压（1min）； 雷电冲击试验电压； 操作冲击试验电压； 对外绝缘规定了干湿状态下的工频放电电压； 考虑到在长期工作电压和工频过电压作用下内绝 缘的老化和外绝缘的抗污秽性能，规定了设备的长时 间工频试验电压。
c. 按大气过电压进行验算 一般情况下，大气过电压对确定绝缘子串的片 数影响是不大的，因为耐雷水平不完全取决于绝缘 子片数，而主要取决于各项防雷措施的综合效果， 因此它仅作验算条件。即使耐雷水平达不到规程的 下限值，也不一定必须增加绝缘子的片数，因为还 可以采用降低杆塔接地电阻等措施来提高线路的耐 雷水平。
各种电压下所要求的净间距 （1）工作电压要求的净间距
s0 的工频击穿电压幅值
U 50 ~ = K 1U ϕ
K1 为综合考虑工频电压升高、气象条件、必要的安全
裕度等因素的空气间隙工频配合系数。
66kV及以下的线路取1.2；110-220kV取1.35；范围II 取1.4
（2）操作过电压要求的净间距 要求 ss 的正极性操作冲击波下的50％击穿电压
表10.5 各级电压线路悬垂串应有的绝缘子片数 线路额定 电压/kV 电压 n1 n2 实际采用 值n 35 2 3 3 66 4 5 5 110 7 7 7 220 13 12 13 330 19 17 19 500 28 22 28
2、导线对杆塔的空气间距的确定 （1）导线对大地：在选择其空气间距时主要考虑地面 车辆和行人等的安全通过、地面电场强度及静电感应 等问题。 （2）导线对导线：应考虑相间过电压的作用、相邻导 线在大风中因不同步摆动或舞动而相互靠近等问题。 （3）导线对架空地线：按雷击于档距中央避雷线上时 不至于引起导、地线间气隙击穿这一条件来选定。 （4）导线对杆塔及横担：这将是下面要探讨的重点内 容。
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11.3 架空输电线路绝缘水平的确定
架空输电线路绝缘配合的主要内容为 绝缘子串中绝缘子片数的确定 导线对杆塔的空气间距的确定
1、绝缘子串中绝缘子片数的确定
线路绝缘子串应满足三方面的要求： a. 在工作电压下不发生污闪； b. 雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）； c. 具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路 耐雷水平。
第10章 电力系统绝缘配合
10.1 响 10.2 10.3 10.4 系统中性点接地方式及其对绝缘的影 绝缘配合的原则和方法 变电站电气设备绝缘水平的确定 架空输电线路绝缘水平的确定
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10.1 系统中性点接地方式及其 对绝缘的影响
不接地 •系统 中性 点接 地方 式 非有效接地 经消弧线圈接地
有效接地
直接接地
10.1.1 最大长期工作电压
•非有效接地系统：最大长期工作电压为 非有效接地系统： 非有效接地系统
(1.1 ~ 1.15)Ue
• 有效接地系统：最大长期工作电压为 有效接地系统：
(1.1 ~ 1.15)Ue / 3
10.1.2 雷电过电压 • 阀型避雷器的灭弧电压按最大长期工作 电压选定。 电压选定。 • 有效接地系统：灭弧电压低，火花间隙 有效接地系统：灭弧电压低， 和阀片数较少， 和阀片数较少，冲击放电电压和残压也 比较低，结构尺寸小。 比较低，结构尺寸小。 10.1.3 内部过电压 •有效接地系统内部过电压比非有效接地 有效接地系统内部过电压比非有效接地 系统低20%~30%。 系统低 。
220kV(最大工作电压为252kV)及以下等级和 220kV以上电压等级在过电压保护措施、绝缘耐压 试验、最大工作电压倍数、绝缘裕度等方面都存在 差异，可分为以下两部分： 范围I： 范围II:
3.5kV ≤ um ≤ 252kV
u m > 252 kV
10.3.1 雷电过电压下的绝缘配合 10.3.2 操作过电压下的绝缘配合 10.3.3 工频绝缘水平的确定 10.3.4 长时间工频高压试验
Ls = S s + L sin θ s Li = Si + L sin θ i
导线与杆塔之间的水平距 离由下式决定
L = max[ 原则和方法
绝缘配合 根据电气设备在系统中可能承受的各种电压,并考 虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定电 气设备的绝缘水平，以便把作用于电气设备上的各 种电压（正常工作电压及过电压）所引起的绝缘损 坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。 其核心问题为确定设备的绝缘水平。 绝缘水平 设备可以承受(不发生闪络、击穿或其他损坏）的 试验电压标准。