高電壓技術(shù)論文.doc

南京工業(yè)大學(xué) 題目：電力系統(tǒng)的過電壓保護與絕緣配合 學(xué) 院： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 二 一二 年 六 月13電力系統(tǒng)的過電壓保護與絕緣配合引言 21、特高壓電網(wǎng)的絕緣與絕緣配合綜述32、系統(tǒng)最高工作電壓范圍及中性點接地方式33、運行時作用于絕緣上的過電壓及保護43.1雷電過電壓及電力系統(tǒng)的保護 43.2暫時過電壓53.3操作過電壓63.4過電壓的限制與防護74、過電壓下的絕緣配合84.1絕緣配合的基本要求84.2絕緣配合的方法84.3過電壓下的絕緣配合94.3.1工頻運行電壓及暫時過電壓下的絕緣配合 94.3.2操作過電壓下的絕緣配合 94.3.3雷電過電壓下的絕緣配合105、參考文獻 12引 言經(jīng)過近幾個星期的學(xué)習(xí)，我對高電壓技術(shù)這門課程有了一定的了解和認(rèn)識。高電壓技術(shù)是以試驗研究為基礎(chǔ)的面向應(yīng)用的技術(shù)，其主要研究在高電壓作用下各種絕緣介質(zhì)的性能和不同類型的放電現(xiàn)象，高電壓設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，高電壓試驗和測量的設(shè)備及方法，電力系統(tǒng)的過電壓、高電壓或大電流產(chǎn)生的強電場、強磁場或電磁波對環(huán)境的影響和防護措施，以及高電壓、大電流的應(yīng)用等。 隨著大功率遠距離輸電要求的提高，輸電電壓已由高壓（HV）提高到超過220KV的超高壓（EHV），目前世界上最高的交直流輸電電壓等級已經(jīng)達到更高。我國作為一個在裝機容量和年發(fā)電量居世界第二位的電力大國，在高電壓方面有更多的應(yīng)用。我們學(xué)習(xí)好這門技術(shù)對以后國家的發(fā)展有更大貢獻。首先，我們談到高電壓，就必然想到絕緣問題，這也是高電壓技術(shù)要重要解決的問題只一。通常我們所了解的“絕緣”，就是輸電線路外包的那一層絕緣橡膠，電器設(shè)備的絕緣外殼，如此之類的。其實這只是絕緣的一小部分，它包括的東西還很多。直到我學(xué)完了高電壓技術(shù)，我才知道我的理解有多么的片面。電力系統(tǒng)的絕緣包括發(fā)電廠、變電所電力設(shè)備的絕緣以及輸電線路的絕緣。它們在運行中將承受正常工作時的工作電壓,以及各種原因引起的過電壓:操作過電壓、諧振過電壓、大氣過電壓等。電氣設(shè)備的作用、電壓等級等因素將決定設(shè)備的絕緣與這些電壓的關(guān)系,或者說將決定絕緣水平主要依據(jù)哪種電壓確定,即絕緣配合的問題。電力系統(tǒng)絕緣配合包括輸電線路的絕緣配合和變電所的絕緣配合。所謂絕緣配合,就是綜合考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓,保護裝置特性及設(shè)備的絕緣特性,確定設(shè)備的水平,從而使設(shè)備的絕緣故障率降低到技術(shù)、經(jīng)濟上都可以接受的水平。一方面,在正常工作時系統(tǒng)將承受工頻電壓,設(shè)備絕緣水平要保證設(shè)備在工頻電壓作用下正常工作;而過電壓幅值一般都超過工頻電壓,這就要求設(shè)備絕緣應(yīng)能在保護設(shè)備配合下保證設(shè)備安全。所以,設(shè)備絕緣水平以哪種電壓為依據(jù)設(shè)計就是一個需要綜合考慮多方面因素的課題。另一方面,絕緣水平與投資是成正比的。絕緣水平越高,投資越大。降低絕緣水平也就降低了設(shè)備的造價。為了節(jié)約投資,如何在較低的絕緣水平上保證設(shè)備在工頻電壓及各種過電壓作用下的安全,就成為系統(tǒng)經(jīng)濟技術(shù)對比的重要內(nèi)容之一。正確處理電網(wǎng)中各個電氣設(shè)備的絕緣水平和運行中設(shè)備絕緣上可能出現(xiàn)的各種電壓（過電壓）之間的關(guān)系，是絕緣配合所要解決的問題，是關(guān)系到電網(wǎng)建設(shè)以及安全、經(jīng)濟運行的重要問題。本文就該問題所涉及的基本內(nèi)容作簡要的闡述。 1、特高壓電網(wǎng)與絕緣配合的綜述二十多年來、美國、原蘇聯(lián)、日本、加拿大、意大利及巴西等國，先后在特高壓輸電技術(shù)方面的研究工作已經(jīng)取得重大進展，一些國家已從論證特高壓基本特性的研究階段，進入特高壓電力設(shè)備的研制、特高壓輸電的工業(yè)性試驗和實際建設(shè)與運行階段。原蘇聯(lián)已建成1200KM的1150KV特高壓輸電線路。有些國家都已計劃在2000左右建成10001500KV的特高壓電網(wǎng)，目前特高壓輸電已經(jīng)在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)廣泛發(fā)展趨勢。 國際上研究特高壓電網(wǎng)過電壓，工頻暫時過電壓在1.21.4 pu范圍內(nèi)；斷路器并聯(lián)電阻在300750歐姆范圍內(nèi)；操作過電壓在1.61.8 pu范圍內(nèi)；雷電過電壓保護水平在1.72.1 pu 范圍內(nèi)；設(shè)備絕緣水平：操作在1.852.15 pu范圍內(nèi)，雷電在2.22.8 pu范圍內(nèi)。國際上特高壓(VHV)指1000kV及以上的電壓;800kV以上稱為特高壓直流(DHVDC)。我國特高壓輸電正在開發(fā)建設(shè)1000kV交流電壓和800kV直流電壓輸電工程和技術(shù)。我國晉東南南陽荊門1000kV示范工程已開工。我國目前絕大多數(shù)電網(wǎng)來說，高壓電網(wǎng)指的是110kV和220kV電網(wǎng)；超高壓電網(wǎng)指的是330kV，500kV和750kV電網(wǎng)。特高壓輸電指的是正在開發(fā)的1000 kV交流電壓和800kV直流電壓輸電工程和技術(shù)。特高壓電網(wǎng)指的是以1000kV輸電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，超高壓輸電網(wǎng)和高壓輸電網(wǎng)以及特高壓直流輸電高壓直流輸電和配電網(wǎng)構(gòu)成的分層、分區(qū)、結(jié)構(gòu)清晰的現(xiàn)代化大電網(wǎng)。特高壓電網(wǎng)的絕緣實踐表明:電網(wǎng)電氣停電事故主要原因是絕緣的閃落或擊穿,為了保證電網(wǎng)具備一個可以接受的合理性指標(biāo),科學(xué)合理的選擇絕緣水平至關(guān)重要。電網(wǎng)中電氣裝置的絕緣,在運行中會受到(a)工作電壓(b)暫時過電壓(c)操作過電壓(d)雷電過電壓作用。電網(wǎng)中電氣設(shè)備的絕緣,在上述電壓作用下要有相應(yīng)的絕緣強度,要科學(xué)合理的選擇電網(wǎng)中電氣裝置的絕緣水平。 2、系統(tǒng)最高工作電壓范圍及中性點接地方式交流電力系統(tǒng)的最高工作電壓分為兩個范圍： 范圍3.5kVUm252 kV 范圍Um252 kV這兩個電壓范圍最重要的區(qū)別是中性點接地方式。中性點接地方式是涉及電網(wǎng)過電壓水平、單相接地電流、通信干擾、人身安全、設(shè)備絕緣水平、系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性能以及繼電保護可靠性等諸多方面的綜合問題。由于中性點接地方式的不同，過電壓類型、過電壓保護方式和絕緣配合的原則將有很大區(qū)別。(1) 范圍電網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種形式：1) 310 kV不直接和發(fā)電機相連的電網(wǎng)以及35 kV、66 kV電網(wǎng)，當(dāng)單相接地故障電容電流不超過10 A時（某些情況可放寬），中性點采用不接地方式。當(dāng)超過此值并有需要在接地故障條件下運行時，應(yīng)采用消弧線圈接地方式，它可使單相接地電流大為減小，并使高幅值的過電壓出現(xiàn)的概率減小。2) 635 kV主要由電纜線路構(gòu)成的電網(wǎng)，電容電流大，運行方式多變，消弧線圈很難調(diào)整，發(fā)生單相接地故障的時間長，往往可能發(fā)展成兩相短路，可用中性點經(jīng)低電阻接地的方式。3) 6 kV和10 kV配電系統(tǒng)以及發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較小時，為防止諧振、間歇性電弧過電壓等對設(shè)備的損害，可采用高電阻接地方式。4) 110 kV和220 kV系統(tǒng)采用中性點有效接地方式。有些110 kV和220 kV系統(tǒng)為了減少單相接地電流，部分變壓器的中性點可以不接地，但要采取放電間隙等保護措施，也可以在部分變壓器中性點采用經(jīng)低阻抗接地的方式。(2) 范圍電網(wǎng)中性點接地:針對330 kV和500 kV系統(tǒng)必須采用有效接地方式，不允許變壓器的中性點不接地運行。3、運行時作用于絕緣上的過電壓及保護系統(tǒng)在運行中可能受到的電壓歸納起來有： 正常運行時的工頻電壓；雷電過電壓；暫時過電壓（包括工頻過電壓和諧振過電壓）；。操作過電壓 正常運行時的工頻電壓，是設(shè)備正常運行時，長期作用于設(shè)備絕緣上的工作電壓。工頻電壓的作用隨著電壓等級的提高顯得越來越重要。設(shè)備絕緣和無間隙金屬氧化物避雷器等保護裝置的長期運行性能以及絕緣的壽命取決于此。過電壓標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值是用設(shè)備最高運行相電壓表示的。工頻過電壓(kV，有效值)諧振過電壓和操作過電壓(kV，峰值)(1)雷電過電壓作用在輸電線路上的雷電過電壓是由于雷電直擊于導(dǎo)線、塔頂或避雷器線后，造成對導(dǎo)線的反擊而形成的過電壓。當(dāng)雷擊線路及其附近的地面時，由于電磁場的激烈變化而產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓對35 kV及以下線路的絕緣有一定威脅。由于變電所內(nèi)電氣設(shè)備上的雷電過電壓絕大多數(shù)是由輸電線路的侵入波引起的，所以雷直擊于設(shè)備的可能性極小。 a、架空線路的防雷保護架空線路防雷保護方式與線路的電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運行方式、雷電活動的強弱、地形地貌、土壤電阻率以及當(dāng)?shù)匾延芯€路的運行經(jīng)驗等因素有關(guān)。雷擊近處在線路上引起的感應(yīng)過電壓，最大值可達300400 kV，一般僅對35 kV及以下線路的絕緣有一定威脅。雷直擊導(dǎo)線形成的過電壓易導(dǎo)致線路絕緣閃絡(luò)，架設(shè)避雷線可有效減少雷直擊導(dǎo)線的概率。因雷擊架空線路的避雷線、塔頂而形成作用于線路絕緣上的反擊過電壓，與雷電參數(shù)、桿塔型式、高度和接地電阻等有關(guān)，盡可能降低桿塔接地電阻是降低反擊過電壓的重要措施之一。對各級電壓的架空線路，一般應(yīng)盡可能裝設(shè)自動重合閘，以減小停電的概率。各級電壓架空線路一般采取下列防雷保護方式：1) 330 kV和500 kV線路應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線，并采用較小的保護角。2) 220 kV線路宜全線架設(shè)雙避雷線，少雷區(qū)宜架設(shè)單避雷線。3) 110 kV線路一般全線架設(shè)避雷線，在山區(qū)和雷電活動特別強烈的地區(qū)宜架設(shè)雙避雷線。在少雷區(qū)可不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動重合閘。4) 66 kV線路，負(fù)荷重要且所經(jīng)地區(qū)平均雷暴日在30天以上的，宜全線架設(shè)避雷線。5) 35 kV及以下線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線。6) 除少雷區(qū)外，310 kV鋼筋混凝土桿配電線路，宜采用瓷橫擔(dān)，如用鐵橫擔(dān)，對供電可靠性要求高的線路宜采用高一電壓等級的絕緣子，并應(yīng)盡可能快地切除故障，以減少雷擊跳閘和斷線事故。 b、直擊雷保護對于發(fā)變電所內(nèi)的各種配電裝置包括母線和連接導(dǎo)線；火電廠的煙囪、冷卻塔、輸煤系統(tǒng)；油處理室、易燃材料倉庫；乙炔發(fā)生站、制氧站、露天氫氣罐等都應(yīng)采用避雷針或避雷線進行直擊雷保護。應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程的要求進行計算和設(shè)計，使被保護物體處于保護范圍內(nèi)，同時還要求當(dāng)雷擊避雷針或避雷線時，不應(yīng)對被保護物體發(fā)生反擊。 c、雷電侵入波保護除了直擊雷以外，由于雷擊輸電線路的導(dǎo)線或雷擊桿頂（避雷線）反擊導(dǎo)線形成雷電侵入波，使變電所內(nèi)設(shè)備的絕緣受到威脅。對于雷電侵入波保護應(yīng)防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)，做好進線段的保護，正確選擇避雷器的型式和參數(shù)；合理確定防雷保護接線方式、避雷器的臺數(shù)和裝設(shè)位置等。除了有關(guān)規(guī)程對侵入波保護有不少是具體要求外，對于電壓等級高、重要的變電所可以用電磁暫態(tài)計算程序進行分析計算，得出有針對性的侵入波保護方案。(2) 暫時過電壓（包括工頻過電壓和諧振過電壓） a、工頻過電壓系統(tǒng)中的工頻過電壓一般是由線路空載、接地故障和甩負(fù)荷等原因引起的。1) 范圍（Um252 kV）的工頻過電壓是一個很重要的參數(shù)。它是確定避雷器額定電壓的主要依據(jù)，因此它也就成為決定設(shè)備絕緣水平的基本參數(shù)之一。在設(shè)計時可結(jié)合實際條件加以預(yù)測，并對可能出現(xiàn)的過高的工頻過電壓加以限制和降低。一般主要采用在線路上安裝并聯(lián)電抗器來限制工頻過電壓。2) 110 kV及220 kV系統(tǒng)工頻過電壓一般不會超過1.3 p.u.；310 kV系統(tǒng)一般不超過p.u.；3566 kV系統(tǒng)一般不超過p.u.。應(yīng)該避免在110 kV及220 kV有效接地系統(tǒng)中偶然形成的不接地系統(tǒng)，從而產(chǎn)生較高的工頻過電壓。 b、諧振過電壓諧振過電壓包括線性諧振、非線性（鐵磁）諧振、參數(shù)諧振過電壓。一般因為操作原因或故障引起系統(tǒng)中電感和電容元件參數(shù)出現(xiàn)不利組合，形成各種不同的振蕩回路而產(chǎn)生持續(xù)時間較長的不同頻率的過電壓。(3)操作過電壓由于斷路器的正常操作和各類故障使系統(tǒng)的運行狀態(tài)發(fā)生突然變化，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部電感和電容元件之間電磁能量互相轉(zhuǎn)換。此過渡過程具有幅值高、存在高頻振蕩、強阻尼以及持續(xù)時間短（一般在0.1 s以內(nèi)）等特點。操作過電壓的起因通常是：線路合閘與重合閘；故障與切除故障；開斷容性電流和開斷較小的或中等的感性電流；負(fù)載突變；振蕩解列等。 a、電壓范圍的操作過電壓1) 電壓范圍的線路在合閘與重合閘時產(chǎn)生的操作過電壓，一般都不超過3.0p.u.，通常無需采取限制的措施。2) 空載線路的分閘過電壓，往往決定了110 kV和220 kV有效接地系統(tǒng)的操作過電壓水平。開斷空載線路時如果斷路器發(fā)生重?fù)舸?，將產(chǎn)生較高的操作過電壓，對110 kV和220 kV系統(tǒng)不超過3.0p.u.；當(dāng)開斷電纜線路時有可能超過3.0p.u.。因此采用不重?fù)舸┑臄嗦菲魇墙档头珠l過電壓的有效措施。3) 66 kV及以下系統(tǒng)中開斷空載線路，斷路器發(fā)生重?fù)舸r的過電壓一般不超過3.5p.u.。開斷前系統(tǒng)已有接地故障的，使用一般斷路器操作時過電壓可能超過4.0p.u.。4) 66 kV及以下系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧接地故障時，產(chǎn)生過電壓的高低隨接地方式不同而異，一般最大過電壓不超過下列數(shù)值：不接地 3.5p.u.消弧線圈接地 3.2p.u.電阻接地 2.5p.u. b、電壓范圍的操作過電壓1) 對電壓范圍的線路合閘、重合閘以及線路非對稱分閘、振蕩解列等類型操作過電壓應(yīng)該進行預(yù)測和研究。2) 隔離開關(guān)操作空載母線時，由于重?fù)舸┛赡墚a(chǎn)生幅值超過2.0p.u.，頻率為數(shù)百千赫至兆赫的高頻振蕩過電壓，這對范圍的電氣設(shè)備有一定威脅。(4)過電壓的限制與防護為了經(jīng)濟合理地設(shè)計輸電線路和電工設(shè)備絕緣，電力系統(tǒng)中一般采取專用設(shè)備和裝置以限制過電壓，簡稱為過電壓防護。 通常采用高壓并聯(lián)電抗器、靜止無功補償器限制工頻電壓升高的數(shù)值；用快速繼電保護減小工頻電壓升高及其持續(xù)時間；輸電線路采用良導(dǎo)體架空地線，在某些情況下也能降低接地故障引起的工頻電壓升高。 在超高壓電力系統(tǒng)中，空載線路合閘與重合閘時可以產(chǎn)生比較高的過電壓，而且出現(xiàn)頻繁，對電力系統(tǒng)的絕緣水平一般起決定性的作用。改善斷路器的性能，采用合閘并聯(lián)電阻，縮小三相閉合的不同期等都有很好效果；通流容量較大的金屬氧化物避雷器，也可用來作為防護操作過電壓的裝置。 變電所內(nèi)設(shè)備的雷電過電壓由避雷器進行防護。設(shè)備上的過電壓與避雷器的性能、線路來波情況、變電所的接線布置等有關(guān)。電力系統(tǒng)絕緣配合是包括了對過電壓防護措施提出要求而綜合制定的。4、過電壓下的絕緣配合作用在電工設(shè)備上的電壓是指正常運行條件下的工作電壓和各種過電壓，后者包括暫時過電壓、操作過電壓、雷電過電壓等。為了經(jīng)濟合理地設(shè)計輸電線路和電工設(shè)備絕緣，電力系統(tǒng)中一般采取專用設(shè)備和裝置以限制過電壓。 絕緣水平是電工設(shè)備能夠耐受的試驗電壓值： 短時工頻耐受電壓值。 雷電沖擊耐受電壓值。 操作沖擊耐受電壓值。 長時間工頻試驗電壓值。 這些試驗電壓的波形、數(shù)值、施加方法、時間、次數(shù)等，各國都有國家標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定。（1）、絕緣配合的基本要求絕緣配合的基本要求就是結(jié)合各個系統(tǒng)的具體情況，采取恰當(dāng)?shù)南拗七^電壓的措施，確定各種設(shè)備的絕緣水平，使各種電氣設(shè)備保持合理的承受能力。在進行絕緣配合時，要全面的考慮設(shè)備造價、維護費用以及故障損失等因素，力求取得較高的經(jīng)濟效益和安全運行水平。不同的系統(tǒng)，不同的發(fā)展階段，因結(jié)構(gòu)和限壓措施的不同，可以有不同的絕緣水平。（2）、絕緣配合的方法(a)慣用法 按作用在設(shè)備絕緣上的“最大過電壓”和設(shè)備的“最小絕緣強度”的概念進行絕緣配合的習(xí)慣方法。首先需確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓和設(shè)備絕緣最低的耐受強度，然后根據(jù)運行經(jīng)驗，選擇一個配合系數(shù)作為這兩種電壓的比值，以補償在估計最大過電壓和絕緣最低耐受強度時的誤差及增加一定的安全逾度，最后確定設(shè)備絕緣應(yīng)能耐受的電壓水平。慣用法簡單明了，但無法估計絕緣故障的概率以及此概率與配合系數(shù)之間的關(guān)系，故這種方法對絕緣的要求偏嚴(yán)。由于對非自恢復(fù)絕緣放電概率測定的費用太高，因此只能使用慣用法。目前,對220千伏及以下的電工設(shè)備，通常仍采用慣用法。例如，電力變壓器都用避雷器保護。避雷器限制雷電過電壓的能力常用避雷器保護水平表示。變壓器耐受雷電沖擊的絕緣水平 (BIL)需高出避雷器的保護水平，兩者的比值稱為配合系數(shù)。中國一般采用的配合系數(shù)值是1.4。對于500千伏變壓器，國際電工委員會(IEC)規(guī)定，配合系數(shù)需等于或大于 (b)統(tǒng)計法根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡(luò)電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，合理地確定絕緣水平。統(tǒng)計法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。 從過電壓幅值與絕緣抗電強度都是隨機變量的事實出發(fā)，根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡(luò)電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，在技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，合理地確定絕緣水平。 這種方法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可以按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。目前研究得比較多的是以過電壓幅值的概率分布為基礎(chǔ)的統(tǒng)計法。 (c)簡化統(tǒng)計法為了便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。國際電工委員會（IEC）及中國國家絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)，推薦采用出現(xiàn)的概率為 2%的過電壓作為統(tǒng)計（最大）過電壓Uw，再取閃絡(luò)概率為10%的電壓作為絕緣的統(tǒng)計耐受電壓Uw，在不同的統(tǒng)計安全系數(shù) =Uw/Us的情況下，計算出絕緣的故障率 R。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較，在成本與故障率間協(xié)調(diào)，定出可以接受的R 值 ，再根據(jù)相應(yīng)的及Us，確定絕緣水平。為了在實際應(yīng)用中便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。國際電工委員會 (IEC)及中國國家絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)，推薦采用出現(xiàn)的概率為2%的過電壓作為統(tǒng)計(最大)過電壓Us，再取閃絡(luò)概率為10%的電壓作為絕緣的統(tǒng)計耐受電壓UW，在不同的統(tǒng)計安全系數(shù)=UW/Us的情況下,計算出絕緣的故障率R(見圖)。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較,在成本與故障率間協(xié)調(diào),定出可以接受的故障率R,再根據(jù)相應(yīng)的統(tǒng)計安全系數(shù)及電網(wǎng)的統(tǒng)計過電壓Us,確定絕緣水平。 簡化統(tǒng)計法與慣用法同樣簡單易行，并有現(xiàn)成曲線可查。雖然故障率的數(shù)值不一定很準(zhǔn)確,但便于在工程上作方案比較,因而應(yīng)用很廣泛。(3)、過電壓下的絕緣配合a、工頻運行電壓及暫時過電壓下的絕緣配合1) 工頻運行電壓下，電氣設(shè)備的外絕緣爬電距離應(yīng)滿足相應(yīng)環(huán)境條件下的污穢等級對爬電比距的要求。2) 變電所的電氣設(shè)備應(yīng)能承受一定幅值和時間的工頻過電壓和諧振過電壓。b、操作過電壓下的絕緣配合1) 對范圍的架空線路確定操作沖擊的絕緣水平時，可采用將過電壓幅值和絕緣強度作為隨機變量的統(tǒng)計法，并且僅考慮空載線路合閘、單相重合閘和成功的三相重合閘過電壓。2) 對范圍的變電所電氣設(shè)備的操作沖擊絕緣水平以及絕緣子串、空氣間隙的操作沖擊絕緣強度，是以避雷器的相應(yīng)保護水平為基礎(chǔ)進行配合的。對非自恢復(fù)絕緣用慣用法，對自恢復(fù)絕緣則僅將絕緣強度作為隨機變量。3) 范圍的架空線路和變電所絕緣子串、空氣間隙的操作過電壓要求的絕緣水平，以計算用最大操作過電壓為基礎(chǔ)進行絕緣配合。將絕緣強度作為隨機變量處理。范圍各電壓等級相對地計算用最大操作過電壓標(biāo)幺值可選為：35 kV及以下低電阻接地系統(tǒng)：3.2p.u.66 kV及以下（除低電阻接地系統(tǒng)外）：4.0p.u.110 kV及220 kV：3.0p.u.3220 kV電力系統(tǒng)，相間操作過電壓宜取相對地過電壓的1.31.4倍。 c、雷電過電壓下的絕緣配合變電所中的電氣設(shè)備、絕緣子串和空氣間隙的雷電沖擊強度，以避雷器的雷電保護水平為基礎(chǔ)進行配合。配合時，對非自恢復(fù)絕緣采用慣用法，對自恢復(fù)絕緣僅將絕緣強度作為隨機變量。用于操作、雷電過電壓絕緣配合的波形1) 操作沖擊電壓波，至最大值時間25 s，波尾2500 s。2) 雷電沖擊電壓波，至波頭1.2 s，波尾50 s。 高壓輸變電設(shè)備額定絕緣水平范圍和范圍的絕緣水平分別見表1和表2。 表1 電壓范圍（3.5 kVUM252 kV）的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平kV 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓設(shè)備最高