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1、第第1010章章 电力系统绝缘配合电力系统绝缘配合绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法输变电设备以及输电线路的绝缘配合输变电设备以及输电线路的绝缘配合绝缘配合统计法绝缘配合统计法第第1 1节节 绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念绝缘配合的任务、原则和问题绝缘配合的任务、原则和问题绝缘配合中存在的问题举例绝缘配合中存在的问题举例绝缘配合的发展过程绝缘配合的发展过程一、绝缘配合的任务、原则和问题一、绝缘配合的任务、原则和问题根本任务根本任务：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到：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；优质、安全、经济供电的
2、目的；基本原则基本原则：综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种：综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理的确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、特性，合理的确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维护费用和设备绝缘故障引起的事故的损失，达到经济上维护费用和设备绝缘故障引起的事故的损失，达到经济上和安全运行上总体效益最高的目的。和安全运行上总体效益最高的目的。技术技术：作用电压、限压措施、设备绝缘耐受能力：作用电压、限压措施、设备绝缘耐受能力经济经济：投资费用、维护费用、事故损失费用：投
3、资费用、维护费用、事故损失费用核心问题核心问题：确定各种电气设备的绝缘水平（首要前提）。：确定各种电气设备的绝缘水平（首要前提）。绝缘水平绝缘水平：电气设备能承受的试验电压值。：电气设备能承受的试验电压值。试验电压试验电压：短时（短时（1min）工频试验）工频试验：检测设备在工频运行电压和暂：检测设备在工频运行电压和暂时过电压下的绝缘性能时过电压下的绝缘性能长时间（长时间（12h）工频放电）工频放电：检测内绝缘老化和外绝缘污：检测内绝缘老化和外绝缘污秽对工频运行电压及过电压下性能的影响秽对工频运行电压及过电压下性能的影响雷电冲击试验雷电冲击试验操作冲击试验操作冲击试验二、绝缘配合中存在问题举例
4、二、绝缘配合中存在问题举例1 1、架空线路和变电所之间的绝缘配合、架空线路和变电所之间的绝缘配合 现代输电线路的绝缘水平较变电设备绝缘水平高，主要现代输电线路的绝缘水平较变电设备绝缘水平高，主要有了避雷器的保护。降低变电设备的绝缘水平技术可行而且有了避雷器的保护。降低变电设备的绝缘水平技术可行而且效益显著。效益显著。2 2、同杆架设的双回线路之间的绝缘配合、同杆架设的双回线路之间的绝缘配合 双回线路的绝缘水平不平衡，一边的绝缘子数量较多，双回线路的绝缘水平不平衡，一边的绝缘子数量较多，另一边较少，两回线路绝缘水平的差距大小，为绝缘配合问另一边较少，两回线路绝缘水平的差距大小，为绝缘配合问题。题
5、。3 3、电气设备内绝缘和外绝缘之间的绝缘配合、电气设备内绝缘和外绝缘之间的绝缘配合 在没有获得现代避雷器的可靠保护之前，曾将绝缘水平在没有获得现代避雷器的可靠保护之前，曾将绝缘水平取得高于外绝缘水平，因为内绝缘击穿的后果远比外绝缘闪取得高于外绝缘水平，因为内绝缘击穿的后果远比外绝缘闪络更为严重。络更为严重。4 4、各种绝缘之间的绝缘配合、各种绝缘之间的绝缘配合 有部分设备的外绝缘不止一种，它们之间也有绝缘配合有部分设备的外绝缘不止一种，它们之间也有绝缘配合问题。问题。5 5、各种保护装置之间以及与被保护绝缘之间的绝缘配合、各种保护装置之间以及与被保护绝缘之间的绝缘配合 如变电所防雷接线中的阀
6、式避雷器与断路器外侧的管式如变电所防雷接线中的阀式避雷器与断路器外侧的管式避雷器放电特性之间的关系就是不同保护装置之间的绝缘配避雷器放电特性之间的关系就是不同保护装置之间的绝缘配合。合。三、绝缘配合的发展过程三、绝缘配合的发展过程1 1、多级配合阶段（、多级配合阶段（19401940以前）以前） 由于当时所用的避雷器保护性能及电气特性较差，不能由于当时所用的避雷器保护性能及电气特性较差，不能把它的特性作为绝缘配合的基础，因此采用多级配合的方法。把它的特性作为绝缘配合的基础，因此采用多级配合的方法。多级配合的原则多级配合的原则：价格越昂贵、修复越困难、损坏后果越严：价格越昂贵、修复越困难、损坏后
7、果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选的越高。重的绝缘结构，其绝缘水平应选的越高。2 2、两级配合（惯用法）阶段、两级配合（惯用法）阶段 各种绝缘都接受避雷器的保护，仅仅与避雷器进行绝各种绝缘都接受避雷器的保护，仅仅与避雷器进行绝缘配合，而不在各种绝缘之间寻求配合。缘配合，而不在各种绝缘之间寻求配合。 避雷器的保护特性成为绝缘配合的基础，只要将它的避雷器的保护特性成为绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上一个系数，就能确定该绝缘应有的耐压水平，保护水平乘上一个系数，就能确定该绝缘应有的耐压水平，该原则为现在仍广泛使用的绝缘配合原则。该原则为现在仍广泛使用的绝缘配合原则。3 3、绝缘配合统计法阶段、
8、绝缘配合统计法阶段 电力系统中的过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，电力系统中的过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，要求绝缘在过电压的作用下不发生任何的闪络或击穿，未要求绝缘在过电压的作用下不发生任何的闪络或击穿，未免过于保守和不合理，正确做法为规定出某一可以接受的免过于保守和不合理，正确做法为规定出某一可以接受的绝缘故障率，容许冒一定的风险。总之，用统计的观点及绝缘故障率，容许冒一定的风险。总之，用统计的观点及方法来处理绝缘配合问题，以求获得优化的总经济指标。方法来处理绝缘配合问题，以求获得优化的总经济指标。第第2节节 绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法雷电过电压下的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合
9、操作过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合工频绝缘水平的确定工频绝缘水平的确定长时间工频高压实验长时间工频高压实验 绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法即由两级配合原则出发，避雷器的保护即由两级配合原则出发，避雷器的保护水平就是确定电气设备绝缘水平的基础，其值就是避雷器上水平就是确定电气设备绝缘水平的基础，其值就是避雷器上可能出现的最大电压。可能出现的最大电压。 绝缘配合时，将电压分为两个电压等级：绝缘配合时，将电压分为两个电压等级：范围范围：3.5kVUm252kV范围范围：Um252kV一、雷电过电压下的绝缘配合一、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（BIL）：表示电气设
10、备在雷电：表示电气设备在雷电过电压下的绝缘水平。过电压下的绝缘水平。BIL=KLUp(L)Up(L)：阀式避雷器在过电压下的保护水平，即：阀式避雷器在过电压下的保护水平，即URKL：雷电过电压下的配合系数，：雷电过电压下的配合系数，若电气设备与避，若电气设备与避雷器相距很远，雷器相距很远，KL为为，若较近，若较近KL为为；1.4)UR二、操作过电压下的绝缘配合（二、操作过电压下的绝缘配合（SIL）1.避雷器不动作（避雷器不动作（FD）SIL=KsK0UphKs：操作过电压下的配合系数：操作过电压下的配合系数K0：操作过电压计算倍数（电压范围：操作过电压计算倍数（电压范围由查表获得，电由查表获得
11、，电压范围压范围中中330kV为，为，500kV为或）为或）Uph：相电压：相电压2.避雷器动作（避雷器动作（MOA、FCD）SIL=KsUP(s)UP(s）Uph(s）：MOA等于规定的操作冲击电流下的残压；等于规定的操作冲击电流下的残压；FCD等于以下两个电压的较大者，一是等于以下两个电压的较大者，一是250/2500us标准操作冲击电压下的放电电压，二是规定的操作冲击标准操作冲击电压下的放电电压，二是规定的操作冲击电流下的残压值。电流下的残压值。三、工频绝缘水平的确定三、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为了检验电气设备绝缘是否达到了以上所确定的BIL和和SI
12、L，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。它们对试验设备和测试技术提出了很高的要求。对于它们对试验设备和测试技术提出了很高的要求。对于330kV及以上的超高压电气设备来说，这样的试验是及以上的超高压电气设备来说，这样的试验是完全必需的，但对于完全必需的，但对于220kV及以下的高压电气设备来及以下的高压电气设备来说，应该设法用比较简单的高压试验去等效地检验绝说，应该设法用比较简单的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。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短时工频耐压试验所采用的试验电
13、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。电压下的电气强度。 凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电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用下均能可靠地运行。和操作过电压作用下均能可靠地运行。 凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电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用下均能可靠地运行。为了更加可和操作过电压作用下均能可靠地运行。为了更加可靠和直观，国际电工委员会（靠和直观，国际电工委员
14、会（IEC）规定：）规定：1、对于、对于300kV以下以下的电气设备的电气设备 （1）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下）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（的性能用短时（1min）工频耐压试验来检验；）工频耐压试验来检验； （2）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。检验。2、对于、对于300kV及以上及以上的电气设备的电气设备 （1）绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来）绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来检验；检验； （2）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来）绝缘在雷电过电
15、压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。检验。四、长时间工频高压试验四、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。作长时间工频高压试验。 我国国家标准对各种电压等级电气设备以耐我国国家标准对各种电压等级电气设备以耐压值表示的绝缘水平作出了规定。压值表示的绝缘水平作出了规定。 由于试验目的不同，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。耐压试
16、验不同。第第3 3节节 输变电设备以及输电线路输变电设备以及输电线路的绝缘配合的绝缘配合输变电设备的绝缘配合输变电设备的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合架空输电线路的绝缘配合架空输电线路的绝缘配合绝缘子串中绝缘子片数的确定绝缘子串中绝缘子片数的确定空气间距的选择空气间距的选择一、输变电设备的绝缘配合一、输变电设备的绝缘配合实质实质：变压器的绝缘水平与避雷器的保护水平的配合就代：变压器的绝缘水平与避雷器的保护水平的配合就代表了输变电设备的绝缘配合。表了输变电设备的绝缘配合。1、雷电过电压下的绝缘配合、雷电过电压下的绝缘配合1.4)UR当电气设备与避雷器紧靠时，取当电气设备与避雷器紧靠时，取当电气设备与避雷器有一定距离时，取当电气设备与避雷器有一定距离时，取2、操作过电压下的绝缘配合、操作过电压下的绝缘配合SIL=KsUP(s)P(s）3 3500kV500kV输变电设备的基准绝缘水平输变电设备的基准绝缘水平二、架空输电线路的绝缘配合二、架空输电线路的绝缘配合1 1、绝缘子片数的选择、绝缘子片数的选择线路绝缘子串应满足三方面的
