《改第4章-绝缘配合讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《改第4章-绝缘配合讲解（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 高电压绝缘技术 第四章绝缘配合 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 过电压的分类 工频电压升高 暂时过电压 内部过电压 谐振过电压 操作过电压 电力系统过电压 直接雷过电压 雷电过电压 感应雷过电压 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 第第9 9章章 电力系统的绝缘配合电力系统的绝缘配合 第一节第一节 绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念 第二节第二节 绝缘配合的方法绝缘配合的方法 第三节第三节 输变电设备绝缘水平的确定输变电设备绝缘水平的确定 第四节第四节 架空输电线路绝缘水平的确定架空输电线路绝缘水平的确定 山东省特高压输变电技术
2、与气体放电重点实验室 第第一节一节 绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念 一、绝缘配合的概念一、绝缘配合的概念 核心问题：确定电气设备的绝缘水平核心问题：确定电气设备的绝缘水平 二、电力系统中绝缘配合方面的一些典型二、电力系统中绝缘配合方面的一些典型 例子例子 （1 1）同杆架设的双回路线路之间的绝缘配合）同杆架设的双回路线路之间的绝缘配合 （2 2）各种保护装置之间的绝缘配合）各种保护装置之间的绝缘配合 （3 3）各种外绝缘之间的绝缘配合）各种外绝缘之间的绝缘配合 （4 4）被保护绝缘与保护装置之间的绝缘配合）被保护绝缘与保护装置之间的绝缘配合 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 三
3、、各种电压等级电网中对电气设备的绝缘三、各种电压等级电网中对电气设备的绝缘 水平水平 选取起主要作用的过电压选取起主要作用的过电压 （1 1）对于）对于220kV220kV及以下的电网，电网中电气设备的绝缘水平主及以下的电网，电网中电气设备的绝缘水平主 要由大气过电压决定。要由大气过电压决定。 （2 2）对于）对于330kV330kV及以上的超高压电网，电网中电气设备的绝缘及以上的超高压电网，电网中电气设备的绝缘 水平主要由操作过电压决定。水平主要由操作过电压决定。 （3 3）对于）对于1000kV1000kV及以上的特高压电网，由于限压措施的不断完及以上的特高压电网，由于限压措施的不断完 善
4、，过电压可以降低到善，过电压可以降低到1.61.8p.u.1.61.8p.u.或更低，电网中电气设备的绝或更低，电网中电气设备的绝 缘水平可能由工频过电压和长时间工作电压决定。缘水平可能由工频过电压和长时间工作电压决定。 （4 4）对于处在严重污秽地区的电网，其外绝缘经常会在正常工）对于处在严重污秽地区的电网，其外绝缘经常会在正常工 作电压的作用下发生污闪事故，因此，严重污秽地区电网的外作电压的作用下发生污闪事故，因此，严重污秽地区电网的外 绝缘水平主要由系统的最大运行相电压决定。绝缘水平主要由系统的最大运行相电压决定。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 第第二节二节 绝缘配合的方法
5、绝缘配合的方法 一、绝缘配合的方法一、绝缘配合的方法 1 1、惯用法、惯用法 按照作用于绝缘上的最大过电压和设备的最小绝缘按照作用于绝缘上的最大过电压和设备的最小绝缘 强度进行的绝缘配合。强度进行的绝缘配合。 设备绝缘应耐受的电压水平：设备绝缘应耐受的电压水平： 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 利用已知的过电压概率分布函数和绝缘强度的概率分布函数，得出绝缘放电 电压的概率分布曲线，并根据过电压的概率分布和绝缘放电电压的概率分布 得出绝缘损坏的故障概率： f(U)：过电压概率密度函数 P(U)：绝缘的放电概率函数 前提：事先充分掌握作为随机变量的各种过电压和各种绝缘前提：事先充分掌握
6、作为随机变量的各种过电压和各种绝缘 电气强度的统计特性。电气强度的统计特性。 适用范围：超高压电网的外绝缘设计中使用。适用范围：超高压电网的外绝缘设计中使用。 2 2、统计法、统计法 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 阴影部分面积Ra：绝缘故障率 减小故障率的措施：P(U)向右移 结果：故障率减小但是成本增加 适用范围：330kV及以上的超高压自恢复绝缘 f(U)：过电压概率密度函数 P(U)：绝缘的放电概率函数 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 3 3、简化统计法、简化统计法 采用采用“ “统计过电压统计过电压U U S S ” ”和和“ “统计耐受电压统计耐受电压U U
7、W W” ”分别替代惯用法中 分别替代惯用法中 的最大过电压的最大过电压U Ug gmax max和绝缘最低耐受电压 和绝缘最低耐受电压U U j j 。 出现超过出现超过UsUs的过电压概率为的过电压概率为2%2%；绝缘在；绝缘在UwUw作用下的放电概率作用下的放电概率 为为10%10%，即耐受概率为，即耐受概率为90%90%。在正态分布下，可知：。在正态分布下，可知： 统计安全系数：统计安全系数： 故障概率Ra Ra与Ks的关系曲线 即可按照可接受的故障率，求得Ks，结合Us， 即可适当确定设备的绝缘水平 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 第第三节三节 输变电设备绝缘水平的确定输
8、变电设备绝缘水平的确定 一、输变电设备绝缘水平确定的方法一、输变电设备绝缘水平确定的方法 1 1、输变电设备绝缘水平确定的主要步骤、输变电设备绝缘水平确定的主要步骤 （1 1）确定避雷器的保护水平）确定避雷器的保护水平 ； （2 2）由避雷器的保护水平确定电气设备的绝缘水平）由避雷器的保护水平确定电气设备的绝缘水平 ； （3 3）由电气设备的绝缘水平确定其耐压试验的试验电压值）由电气设备的绝缘水平确定其耐压试验的试验电压值 ； （4 4）在某些情况下还需要做长时间工频高压试验，以了解在）在某些情况下还需要做长时间工频高压试验，以了解在 长期工频电压作用下内绝缘的老化和外绝缘的染污对设长期工频电
9、压作用下内绝缘的老化和外绝缘的染污对设 备绝缘性能的影响。备绝缘性能的影响。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 2 2、避雷器保护水平的确定、避雷器保护水平的确定 （1 1）雷电冲击保护水平）雷电冲击保护水平U Up( p( l l ) ) ZnOZnO避雷器的雷电冲击保护水平避雷器的雷电冲击保护水平U Up( p(l l) )为下列两者中的较大值： 为下列两者中的较大值： 标准放电电流的波形（标准放电电流的波形（8/20s8/20s）和标称放电电流幅值（）和标称放电电流幅值（5kA5kA、 10kA10kA或或20kA20kA）下的雷电冲击残压）下的雷电冲击残压URUR； 陡波冲击
10、电流下的残压（电流波前时间为陡波冲击电流下的残压（电流波前时间为1s1s，峰值与标称雷，峰值与标称雷 电冲击电流相同）除以电冲击电流相同）除以1.151.15。 （2 2）操作冲击保护水平）操作冲击保护水平U Up(s p(s) ) 氧化锌避雷器的操作冲击保护水平氧化锌避雷器的操作冲击保护水平U Up(s p(s) )就是电流波形为 就是电流波形为 30100/60200s30100/60200s和电流峰值为和电流峰值为0.5kA0.5kA（一般避雷器）、（一般避雷器）、1kA1kA（ 330kV330kV避雷器）、避雷器）、2kA2kA（500kV500kV避雷器）下的操作冲击残压避雷器）下
11、的操作冲击残压 U U R R（s s）。 。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 3 3、电压等级的划分、电压等级的划分 两个电压范围：两个电压范围： 高压范围高压范围 ：3kV3kVU U n n 220kV 220kV 超高压范围超高压范围： U Un n 330kV330kV 4 4、避雷器的保护方式、避雷器的保护方式 （1 1）避雷器只用来保护大气过电压而不保护内部过电压。）避雷器只用来保护大气过电压而不保护内部过电压。 （2 2）避雷器主要用来保护大气过电压，但也用作内过电压的）避雷器主要用来保护大气过电压，但也用作内过电压的 后备保护。后备保护。 山东省特高压输变电技术与
12、气体放电重点实验室 5 5、电气设备绝缘水平的确定、电气设备绝缘水平的确定 （1 1）雷电过电压下的绝缘配合）雷电过电压下的绝缘配合 基本冲击绝缘水平：基本冲击绝缘水平： （2 2）操作过电压下的绝缘配合）操作过电压下的绝缘配合 电网电压处于高压范围电网电压处于高压范围 电网电压处于高压范围电网电压处于高压范围 (330500)kV电气设备的绝缘水平由两个参数表示 全波基本冲击绝缘水平(BIL)，额定雷电冲击耐受电压 操作基本冲击绝缘水平(BSL)，额定操作冲击耐受电压 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 6 6、电气设备的雷电冲击耐压试验和操作冲击耐压试验、电气设备的雷电冲击耐压试验
13、和操作冲击耐压试验 （1 1）220kV220kV及以下的高压电气设备及以下的高压电气设备 采用1min工频耐压试验来等效检验绝缘耐受雷电冲击电压和操作冲击电压的能力 。它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。 （2 2）330kV330kV及以上的高压电气设备及以上的高压电气设备 须进行雷电冲击耐压试验和操作冲击耐压试验。须进行雷电冲击耐压试验和操作冲击耐压试验。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电和操作过电压作凡是合格通过工频耐压试验的设备绝
14、缘在雷电和操作过电压作 用下均能可靠地运行（用下均能可靠地运行（220kV220kV及以下）。为了更加可靠和直观，国际及以下）。为了更加可靠和直观，国际 电工委员会（电工委员会（IECIEC）规定：规定： 1 1、对于、对于300kV300kV以下的电气设备以下的电气设备 （1 1）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用 短时（短时（1min1min）工频耐压试验来检验；工频耐压试验来检验； （2 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。）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。 2 2、对于、对于30
15、0kV300kV及以上的电气设备及以上的电气设备 （1 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；）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 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。）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 7 7、长时间工频高压试验及其作用、长时间工频高压试验及其作用 考虑到在运行电压和工频过电压作用下内绝缘的老化和外绝考虑到在运行电压和工频过电压作用下内绝缘的老化和外绝 缘的污秽性能（如绝缘子的抗污闪性能等），对某些设备还规缘的污秽性能（如绝缘子的抗污闪性能等），对某些设备还规
16、 定要进行长时间的工频高压试验。定要进行长时间的工频高压试验。 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 第第四节四节 架空输电线路绝缘水平的确定架空输电线路绝缘水平的确定 一、绝缘子串中绝缘子片数的确定一、绝缘子串中绝缘子片数的确定 1 1、按工作电压所要求的爬电比距决定所需绝缘子片数、按工作电压所要求的爬电比距决定所需绝缘子片数n n 爬电比距：爬电比距： 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 山东省特高压输变电技术与气体放电重点实验室 2 2、以绝缘子串的正极性操作冲击电压波的、以绝缘子串的正极性操作冲击电压波的5050冲击放电冲击放电 电压进行校验电压进行校验 绝缘子串的正极性操作冲击电压波的绝缘子串的正极性操作冲击电压波的5050冲击放电电压应满足：冲击放电电压应满足： U U s s 对范围对范围（U
