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1、第二篇第二篇电力系统过电压及其防护电力系统过电压及其防护第七章第七章 电力系统的绝缘配合电力系统的绝缘配合2021/6/161主要内容主要内容7.1 7.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法7.2 7.2 输变电设备绝缘水平的确定输变电设备绝缘水平的确定输变电设备绝缘水平的确定输变电设备绝缘水平的确定 7.3 7.3 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 2021/6/1627.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法绝缘配合的根本任务：绝缘配合的根本任务：正确处理过电压和绝
2、缘这一对矛盾，以达到优质、安全、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。经济供电的目的。绝缘配合的定义：绝缘配合的定义：综综合合考考虑虑电电气气设设备备在在电电力力系系统统可可能能承承受受的的各各种种电电压压(工工作作电电压压和和过过电电压压)、保保护护装装置置的的特特性性和和设设备备绝绝缘缘对对各各种种电电压压的的耐耐受受特特性性，合合理理地地确确定定设设备备必必要要的的绝绝缘缘水水平平，以以使使设设备备的的造造价价、维维修修费费用用和和设设备备绝绝缘缘故故障障引引起起的的事事故故损损失失，这这三三方方面面综综合合费费用用最最小小，从从而而在在经经济济上上和和安安全
3、全运运行行上上达达到到总总体体效益最高的目的效益最高的目的。绝缘配合的核心问题：绝缘配合的核心问题： 绝缘配合的核心问题是确定电气设备的绝缘配合的核心问题是确定电气设备的绝缘水平绝缘水平。2021/6/1637.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法电气设备的绝缘水平：电气设备的绝缘水平：p设备绝缘能耐受的试验电压值设备绝缘能耐受的试验电压值( (耐受电压耐受电压) )，在此电，在此电压下，绝缘不发生闪络、击穿或其它损坏现象。压下，绝缘不发生闪络、击穿或其它损坏现象。p同一绝缘对于不同的作用电压有不同的绝缘水平。同一绝缘对于不同的作用电压有不同的绝缘水平。确定电气设备绝缘水平的试验类型确
4、定电气设备绝缘水平的试验类型短时短时(1(1分钟分钟) )工频耐压试验工频耐压试验长时间工频耐压试验长时间工频耐压试验操作冲击耐压试验操作冲击耐压试验雷电冲击耐压试验雷电冲击耐压试验2021/6/1647.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法电力系统绝缘配合典型例子电力系统绝缘配合典型例子同杆架设的双回路之间的绝缘配合同杆架设的双回路之间的绝缘配合各种保护装置的绝缘配合各种保护装置的绝缘配合各种外绝缘之间的绝缘配合各种外绝缘之间的绝缘配合被保护装置与保护装置被保护装置与保护装置在各种电压等级电网对绝缘水平选取起主要作用过电压在各种电压等级电网对绝缘水平选取起主要作用过电压220kV及以
5、下：大气过电压及以下：大气过电压330kV及以上超高压：操作过电压及以上超高压：操作过电压1000kV及以上特高压：工频过电压及以上特高压：工频过电压2021/6/1657.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法中性点接地方式对绝缘水平的影响中性点接地方式对绝缘水平的影响 电电力力系系统统绝绝缘缘配配合合的的本本质质是是合合理理处处理理作作用用电电压压和和绝绝缘缘强强度度的的关关系系，而而电电力力系系统统中中各各类类作作用用电电压压的的大大小小与与电电力力系系统统的的中中性性点点的的运行方式有关运行方式有关。电电力力系系统统中中性性点点接接地地方方式式分分为为非非有有效效接接地地和和有有
6、效效接接地地两两大大类类。在在这这两两类类接接地地方方式式不不同同的的电电网网中中，过过电电压压水水平平和和绝绝缘缘水水平平都都有有很大的差别很大的差别.1、最大长期工作电压、最大长期工作电压 在在非非有有效效接接地地系系统统中中，由由于于单单相相接接地地故故障障时时并并不不需需要要立立即即跳跳闸闸，而而可可以以继继续续带带故故障障运运行行一一段段时时间间，这这时时健健全全相相上上的的工工作作电电压压升升高高到到线线电电压压Un ，再再考考虑虑最最大大工工作作电电压压Un高高10%-15%，因因此此最最大长期工作电压为（大长期工作电压为（1.1-1.15) Un。2021/6/1667.1 绝
7、缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法2、雷电过电压、雷电过电压实实际际作作用用到到绝绝缘缘上上的的雷雷电电过过电电压压幅幅值值取取决决于于阀阀式式避避雷雷器器的的保保护护水水平平。由由于于阀阀式式避避雷雷器器的的灭灭弧弧电电压压是是按按最最大大长长期期工工作作电电压压选选定定的的，因因而而有有效效接接地地系系统统中中所所用用避避雷雷器器的的灭灭弧弧电电压压约约比比同同一一电电压压等级、中性点为非有效接地系统中的避雷器低等级、中性点为非有效接地系统中的避雷器低20左右。左右。3、内部过电压、内部过电压 在在有有效效接接地地系系统统中中，内内部部过过电电压压是是在在相相电电压压的的基基础础上上产
8、产生生和和发发展展的的，而而在在非非有有效效接接地地系系统统中中，则则有有可可能能在在线线电电压压的的基基础础上上发发生和发展，因而前者要比后者低生和发展，因而前者要比后者低2030左右。左右。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。左右。2021/6/1677.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法 在在110kV及及以以上上的的系系统统中中，采采用用有有效效接接地地方方式式以以降降低低系系统统绝绝缘缘水水平平在在经经济济上上好好处处很很大大；在在66kV及及以以下下的的系系统统中中，供供电电可可靠靠性性上上
9、升升为为首首要要考考虑虑因因素素，一一般均采用中性点非有效接地方式。般均采用中性点非有效接地方式。 随随着着1035kV配配电电网网的的迅迅速速发发展展，以以电电缆缆网网络络为为主主的的10kV大大城城市市或或大大型型企企业业配配电电网网有有一一部部分分改改用用了了中中性性点点经经低低值值或或中中值值电电阻阻接接地地的的方方式式，它它们们属属于于有效接地系统。有效接地系统。2021/6/1687.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法惯用法惯用法统计法统计法简化统计法简化统计法2021/6/1697.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法 在惯用法中，以在惯用法中，以绝缘绝缘的电气
10、强度的电气强度下限下限与与过电压过电压的上限的上限作配合，还要留出足够大的安全裕度。实作配合，还要留出足够大的安全裕度。实际上，过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，际上，过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，无法严格地求出他们的上、下限，而且根据经验无法严格地求出他们的上、下限，而且根据经验选定的安全裕度带有一定的随意性。这些做法从选定的安全裕度带有一定的随意性。这些做法从经济的视角去看，特别是对超、特高压输电系统经济的视角去看，特别是对超、特高压输电系统来说，是不能容许的、不合理的。来说，是不能容许的、不合理的。惯用法惯用法2021/6/16107.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法
11、从从20世世纪纪60年年代代起起，国国际际上上开开始始探探索索新新的的绝绝缘缘配配合合思思路路，并并逐逐步步形形成成“统统计计法法”，IEC于于70年年代代初初期期对对此此作作出出正正式式推推荐荐，目目前前已已在在一一些些国国家家采采用用于于超超高高压压外外绝绝缘的设计中。缘的设计中。采采用用统统计计法法作作绝绝缘缘配配合合的的前前提提是是充充分分掌掌握握作作为为随随机机变变量量的的各各种种过过电电压压和和各各种种绝绝缘缘电电气气强强度度的的统统计计特特性性（概概率密度、分布函数等）。率密度、分布函数等）。 利利用用统统计计法法进进行行绝绝缘缘配配合合时时，安安全全裕裕度度不不再再是是一一个个
12、带带有有随随意意性性的的量量值值，而而是是一一个个与与绝绝缘缘故故障障率率相相联联系系的的变变数。数。统计法统计法2021/6/16117.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法 在在实实际际工工程程中中采采用用上上述述统统计计法法来来进进行行绝绝缘缘配配合合，是是相相当当繁繁复复和和困困难难的的。为为此此IEC推推荐荐了了一一种种“简简化化统统计计法法”，以以利利实实际际应应用用。 在在简简化化统统计计法法中中，对对过过电电压压和和绝绝缘缘电电气气强强度度的的统统计计规规律律作作了了某某些些假假设设，这这样样，它它们们的的概概率率分分布布曲曲线线就就可可以以用用与与某某一一参参考考概概
13、率率相相对对应应的的点点来来表表示示，分分别别称称为为“统统计计过过电电压压Us”和和“统统计计绝绝缘缘耐耐压压Uw”。它它们们之之间间也也由由一一个个称称为为“统计安全因数统计安全因数Ks”的系数联系着。的系数联系着。简化统计法简化统计法2021/6/16127.1 绝缘配合的原则和方法绝缘配合的原则和方法 简简化化统统计计法法实实质质上上是是利利用用有有关关参参数数的的概概率率统统计计特特性性，但但沿沿用用惯惯用用法法计计算算程程序序的的一一种种混混合合型型绝绝缘缘配配合合方方法法。把把这这种种方方法法应应用用到到概概率率特特性性为为已已知知的的自自恢恢复复绝绝缘缘上上，就就能能计计算算出
14、出在在不不同同的的统统计计安安全全因因数数下下的的绝绝缘缘故故障障率率R，这这对对于于评评估估系系统统运运行行可可靠性是重要的。靠性是重要的。2021/6/16137.2 输变电设备绝缘水平的确定输变电设备绝缘水平的确定 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 工频绝缘水平的确定工频绝缘水平的确定2021/6/16147.3 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 绝缘子串的选择绝缘子串的选择 直 线 杆 塔 上 悬 垂 绝 缘 子 串 绝 缘 子 个 数35（3）、60（5）、110（7）、220（13）、330（19）、500（24）耐张串上多12个。 空气间距的选择空气间距的选择2021/6/1615 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
