高電壓技術(shù)第八章講課課件

高電壓技術(shù)第八章高電壓技術(shù)第八章1第一節(jié)絕緣配合基本概念

絕緣配合的根本任務(wù)和核心問題電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子電力系統(tǒng)絕緣配合的發(fā)展過程第一節(jié)絕緣配合基本概念絕緣配合的根本任務(wù)和核心問題電2電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)供電的目的。就絕緣配合算經(jīng)濟(jì)帳時(shí)，應(yīng)該全面考慮投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和事故損失等三個(gè)方面，以求優(yōu)化總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾3電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：1、架空線路與變電所之間的絕緣配合2、同桿架設(shè)的雙回線路之間的絕緣配合3、電氣設(shè)備內(nèi)絕緣與外絕緣之間的絕緣配合4、各種外絕緣之間的絕緣配合5、各種保護(hù)裝置之間的絕緣配合6、被保護(hù)絕緣與保護(hù)裝置之間的絕緣配合電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：1、架空線路與變電所之間的絕緣配合4電力系統(tǒng)絕緣配合大致可分為以下三個(gè)階段：（一）多級(jí)配合（1940以前）采用多級(jí)配合的原則是：價(jià)格越昂貴、修復(fù)越困難、損壞后果越嚴(yán)重的絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣水平應(yīng)越高。采用多級(jí)配合是由于當(dāng)時(shí)所用的避雷器保護(hù)性能不夠穩(wěn)定和完善，因而不能把它的保護(hù)特性作為絕緣配合的基礎(chǔ)。但是采用多級(jí)配合必然會(huì)把設(shè)備內(nèi)絕緣水平抬得很高，這是特別不利的。電力系統(tǒng)絕緣配合大致可分為以下三個(gè)階段：（一）多級(jí)配合（195（二）兩級(jí)配合（慣用法）從二十世紀(jì)40年代后期開始，越來越多的國家逐漸摒棄多級(jí)配合的概念而轉(zhuǎn)為采用兩級(jí)配合的原則，即以閥式避雷器的保護(hù)特性作為絕緣配合的基礎(chǔ)，將它的保護(hù)水平乘上一個(gè)綜合考慮各種影響因素和必要裕度的系數(shù)，就能確定絕緣應(yīng)有的耐壓水平。（三）絕緣配合統(tǒng)計(jì)法“統(tǒng)計(jì)法”：規(guī)定出某一可以接受的絕緣故障率，容許冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)及方法來處理絕緣配合問題，以獲得優(yōu)化的總經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（二）兩級(jí)配合（慣用法）（三）絕緣配合統(tǒng)計(jì)法6小結(jié)電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)供電的目的。絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。以兩級(jí)配合為基本原則的慣用法至今仍在廣泛應(yīng)用。隨著輸電電壓的提高，絕緣配合統(tǒng)計(jì)法的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。小結(jié)電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這7為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就需要進(jìn)行雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。1、對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍，它的目的和作用是代替雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)、等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。但是采用多級(jí)配合必然會(huì)把設(shè)備內(nèi)絕緣水平抬得很高，這是特別不利的。雷電過電壓持續(xù)時(shí)間最短，而且強(qiáng)風(fēng)與雷擊點(diǎn)同在一處出現(xiàn)的概率極小，因此通常取其計(jì)算風(fēng)速等于10～15m/s故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。根據(jù)定義可知過電壓幅值的分布范圍應(yīng)為（為最大工作相電壓幅值），因而絕緣故障率為要得出非自恢復(fù)絕緣擊穿電壓的概率分布是非常困難的，因?yàn)橐患辉嚻分荒芴峁┮粋€(gè)數(shù)據(jù)，代價(jià)太大。就絕緣配合算經(jīng)濟(jì)帳時(shí)，應(yīng)該全面考慮投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和事故損失等三個(gè)方面，以求優(yōu)化總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在簡化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，這樣，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來表示，分別稱為“統(tǒng)計(jì)過電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。在實(shí)際工程中采用上述統(tǒng)計(jì)法來進(jìn)行絕緣配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的。電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：雷電過電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的作用一般不大，這是由于線路的耐雷性能取決于各種防雷措施的綜合效果，影響因素很多。（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。第二節(jié)中性點(diǎn)接地方式對(duì)絕緣水平的影響從最大長期工作電壓、雷電過電壓和內(nèi)部過電壓三個(gè)方面來分析中性點(diǎn)接地方式對(duì)絕緣水平的影響為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就8電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及面很廣的綜合性技術(shù)課題，它對(duì)電力系統(tǒng)的供電可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)、通信干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定等方面都有很大的影響。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分為非有效接地和有效接地兩大類。在這兩類接地方式不同的電網(wǎng)中，過電壓水平和絕緣水平都有很大的差別。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及面很廣的綜合性技術(shù)課題，它對(duì)91、最大長期工作電壓在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并不需要立即跳閘，而可以繼續(xù)帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，這時(shí)健全相上的工作電壓升高到線電壓，再考慮最大工作電壓可比額定電壓高10％～15％，可見其最大長期工作電壓為（1.1～1.15）。在有效接地系統(tǒng)中，最大長期工作電壓僅為（1.1～1.15）1、最大長期工作電壓在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并102、雷電過電壓實(shí)際作用到絕緣上的雷電過電壓幅值取決于閥式避雷器的保護(hù)水平。由于閥式避雷器的滅弧電壓是按最大長期工作電壓選定的，因而有效接地系統(tǒng)中所用避雷器的滅弧電壓約比同一電壓等級(jí)、中性點(diǎn)為非有效接地系統(tǒng)中的避雷器低20％左右。3、內(nèi)部過電壓在有效接地系統(tǒng)中，內(nèi)部過電壓是在相電壓的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，而在非有效接地系統(tǒng)中，則有可能在線電壓的基礎(chǔ)上發(fā)生和發(fā)展，因而前者要比后者低20％～30％左右。2、雷電過電壓3、內(nèi)部過電壓11結(jié)論：中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的絕緣水平可比非有效接地系統(tǒng)低20％左右。但降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益大小與系統(tǒng)的電壓等級(jí)有很大的關(guān)系：在110kV及以上的系統(tǒng)中，絕緣費(fèi)用在總建設(shè)費(fèi)用中所占比重較大，因而采用有效接地方式以降低系統(tǒng)絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上好處很大。在66kV及以下的系統(tǒng)中，絕緣費(fèi)用所占比重不大，降低絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上的好處不明顯，因而供電可靠性上升為首要考慮因素，所以一般均采用中性點(diǎn)非有效接地方式。結(jié)論：中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的絕緣水平可比非有效接地系統(tǒng)低20％12但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增加，且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，給消弧線圈的調(diào)諧帶來困難，并易引發(fā)多相短路。故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增13小結(jié)在110kV及以上的系統(tǒng)中，采用有效接地方式以降低系統(tǒng)絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上好處很大；在66kV及以下的系統(tǒng)中，供電可靠性上升為首要考慮因素，一般均采用中性點(diǎn)非有效接地方式。隨著6～35kV配電網(wǎng)的迅速發(fā)展，以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)。小結(jié)在110kV及以上的系統(tǒng)中，采用有效接地方式以降低系14第三節(jié)絕緣配合慣用法雷電過電壓下的絕緣配合操作過電壓下的絕緣配合工頻絕緣水平的確定長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)第三節(jié)絕緣配合慣用法雷電過電壓下的絕緣配合15到目前為止，慣用法仍是采用得最廣泛的絕緣配合方法，除了在330kV及以上的超高壓線路絕緣的設(shè)計(jì)中采用統(tǒng)計(jì)法以外，其他情況下主要采用的仍均為慣用法。根據(jù)兩級(jí)配合的原則，確定電氣設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)是避雷器的保護(hù)水平，它就是避雷器上可能出現(xiàn)的最大電壓，如果再考慮設(shè)備安裝點(diǎn)與避雷器間的電氣距離所引起的電壓差值、絕緣老化所引起的電氣強(qiáng)度下降、避雷器保護(hù)性能在運(yùn)行中逐漸劣化、沖擊電壓下?lián)舸╇妷旱姆稚⑿?、必要的安全裕度等因素而在保護(hù)水平上再乘以一個(gè)配合系數(shù)，即可得出應(yīng)有的絕緣水平。到目前為止，慣用法仍是采用得最廣泛的絕緣配合方法，除了在3316由于220kV（其最大工作電壓為252kV）及以下電壓等級(jí)和220kV以上電壓等級(jí)電力系統(tǒng)在過電壓保護(hù)措施、絕緣耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目、最大工作電壓倍數(shù)、絕緣裕度取值等方面都存在差異，所以在作絕緣配合時(shí)，可分為以下兩個(gè)電壓范圍（以系統(tǒng)的最大工作電壓來表示）：范圍Ⅰ：范圍Ⅱ：由于220kV（其最大工作電壓為252kV）17（一）雷電過電壓下的絕緣配合電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊絕緣水平（BIL）來表示：為閥式避雷器在雷電過電壓下的保護(hù)水平，為雷電過電壓下的配合系數(shù)。我國使用的經(jīng)驗(yàn)公式：

在電氣設(shè)備與避雷器相距很近時(shí)取1.25，相距較遠(yuǎn)時(shí)取1.4。（一）雷電過電壓下的絕緣配合電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平18在按內(nèi)部過電壓作絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過電壓，因?yàn)樵谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和選擇運(yùn)行方式時(shí)均應(yīng)設(shè)法避免諧振過電壓的出現(xiàn)；此外，也不單獨(dú)考慮工頻電壓升高，而把它的影響包括在最大長期工作電壓內(nèi)，這樣一來，就歸結(jié)為操作過電壓下的絕緣配合了。（二）操作過電壓下的絕緣配合在按內(nèi)部過電壓作絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過電壓，因?yàn)樵谙到y(tǒng)19具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。1、架空線路與變電所之間的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕緣配合，主要內(nèi)容為：線路絕緣子串的選擇、確定線路上各空氣間隙的極間距離——空氣間距。故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增加，且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，給消弧線圈的調(diào)諧帶來困難，并易引發(fā)多相短路。具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。利用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合時(shí)，安全裕度不再是一個(gè)帶有隨意性的量值，而是一個(gè)與絕緣故障率相聯(lián)系的變數(shù)。（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替?！獙?duì)范圍Ⅰ，它等于；4、各種外絕緣之間的絕緣配合分兩種情況來討論：對(duì)于范圍Ⅰ這一類變電所中的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平（SIL）可按下式求得

式中為操作過電壓下的配合系數(shù)。對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：

式中操作過電壓下的配合系數(shù)

具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率20

（三）工頻絕緣水平的確定為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就需要進(jìn)行雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。它們對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試技術(shù)提出了很高的要求。對(duì)于330kV及以上的超高壓電氣設(shè)備來說，這樣的試驗(yàn)是完全必需的，但對(duì)于220kV及以下的高壓電氣設(shè)備來說，應(yīng)該設(shè)法用比較簡單的高壓試驗(yàn)去等效地檢驗(yàn)絕緣耐受雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓的能力。對(duì)高壓電氣設(shè)備普遍施行的工頻耐壓試驗(yàn)實(shí)際上就包含著這方面的要求和作用。（三）工頻絕緣水平的確定為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上21短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍，它的目的和作用是代替雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)、等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍22凡是合格通過工頻耐壓試驗(yàn)的設(shè)備絕緣在雷電和操作過電壓作用下均能可靠地運(yùn)行。為了更加可靠和直觀，國際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定：1、對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備（1）絕緣在工頻工作電壓、暫時(shí)過電壓和操作過電壓下的性能用短時(shí)（1min）工頻耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)；（2）絕緣在雷電過電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)。2、對(duì)于300kV及以上的電氣設(shè)備（1）絕緣在操作過電壓下的性能用操作沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)；（2）絕緣在雷電過電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)。凡是合格通過工頻耐壓試驗(yàn)的設(shè)備絕緣在雷電和操作過電壓作用下均23（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種電壓等級(jí)電氣設(shè)備以耐壓值表示的絕緣水平作出如表10-1所示的規(guī)定。由于試驗(yàn)?zāi)康牟煌L時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)時(shí)所加的試驗(yàn)電壓值和加壓時(shí)間均與短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)不同。（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在24高電壓技術(shù)第八章講課課件25小結(jié)電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊絕緣水平（BIL）來表示：。對(duì)于范圍Ⅰ這一類變電所中的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平（SIL）可按下式求得；對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：。小結(jié)電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊26短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)可等效地檢驗(yàn)絕緣在雷電沖擊和操作沖擊這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)可等效地檢驗(yàn)絕緣在雷電沖擊和操作沖擊這兩類過27第四節(jié)架空輸電線路的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕緣配合，主要內(nèi)容為：線路絕緣子串的選擇、確定線路上各空氣間隙的極間距離——空氣間距。第四節(jié)架空輸電線路的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕28一、絕緣子串的選擇線路絕緣子串應(yīng)滿足三方面的要求：在工作電壓下不發(fā)生污閃；在操作過電壓下不發(fā)生濕閃；具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。通常按下列順序進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào)；2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；3、按操作過電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù)；4、按上面1、2所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線路的耐雷水平與雷擊跳閘率是否符合規(guī)定要求。一、絕緣子串的選擇線路絕緣子串應(yīng)滿足三方面的要求：通常按下29（一）按工作電壓要求線路的閃絡(luò)率與該線路的爬電比距密切相關(guān)，根據(jù)線路所在地區(qū)的污穢等級(jí)來選定值，就能保證必要的運(yùn)行可靠性。設(shè)每片絕緣子的幾何爬電距離為（cm），即可按爬電比距的定義得n為絕緣子片數(shù)，為系統(tǒng)最高工作電壓有效值，為絕緣子爬電距離有效系數(shù)。為了避免污閃事故，所需的絕緣子片數(shù)應(yīng)為（一）按工作電壓要求線路的閃絡(luò)率與該線路的爬電比距密切30（二）按操作過電壓要求絕緣子串在操作過電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)生濕閃。在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替。電網(wǎng)中操作過電壓幅值的計(jì)算值＝，其中為操作過電壓倍數(shù)。設(shè)此時(shí)應(yīng)有的絕緣子片數(shù)為，則由片組成的絕緣子串的工頻濕閃電壓幅值為1.1為綜合考慮各種影響因素和必要裕度的一個(gè)綜合修正系數(shù)（二）按操作過電壓要求絕緣子串在操作過電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)31只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以利用式求得應(yīng)有的值。再考慮需增加的零值絕緣子片數(shù)后，最后得出的操作過電壓所要求的片數(shù)為我國規(guī)定預(yù)留的零值絕緣子片數(shù)見表10-2只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以32如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的50％放電電壓與片數(shù)的關(guān)系，也可以用下面的方法來求出此時(shí)應(yīng)有的片數(shù)和。該絕緣子串應(yīng)具有下式所示的50％操作沖擊放電電壓

—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；對(duì)范圍Ⅱ，它應(yīng)為合空線、單相重合閘、三相重合閘這三種操作過電壓中的最大者。

—絕緣子串操作過電壓配合系數(shù)，對(duì)范圍Ⅰ取1.17，對(duì)范圍Ⅱ取1.25。如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的50％放電電壓33（三）按雷電過電壓要求按上面所得的和中較大的片數(shù)，校驗(yàn)線路的耐雷水平和雷擊跳閘率是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。雷電過電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的作用一般不大，這是由于線路的耐雷性能取決于各種防雷措施的綜合效果，影響因素很多。即使驗(yàn)算的結(jié)果表明不能滿足線路耐雷性能方面的要求，一般也不再增加絕緣子片數(shù)，而是采用諸如降低桿塔接地電阻等其他措施來解決。（三）按雷電過電壓要求按上面所得的和中較大的片34二、空氣間距的選擇輸電線路的絕緣水平不僅取決于絕緣子的片數(shù)，同時(shí)也取決于線路上各種空氣間隙的極間距離—空氣間距，而且后者對(duì)線路建設(shè)費(fèi)用的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前者。二、空氣間距的選擇輸電線路的絕緣水平不僅取決于絕緣子的片數(shù)，35輸電線路上的空氣間隙包括：（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。（2）導(dǎo)線之間：應(yīng)考慮相間過電壓的作用、相鄰導(dǎo)線在大風(fēng)中因不同步擺動(dòng)或舞動(dòng)而相互靠近等問題。導(dǎo)線與塔身之間的距離也決定著導(dǎo)線之間的空氣間距。（3）導(dǎo)、地線之間：按雷擊于檔距中央避雷線上時(shí)不至于引起導(dǎo)、地線間氣隙擊穿這一條件來選定。輸電線路上的空氣間隙包括：（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距36（4）導(dǎo)線與桿塔之間，這將是下面要探討的重點(diǎn)內(nèi)容。為了使絕緣子串和空氣間隙的絕緣能力都得到充分的發(fā)揮，顯然應(yīng)使氣隙的擊穿電壓與絕緣子串的閃絡(luò)電壓大致相等。但在具體實(shí)施時(shí)，會(huì)遇到風(fēng)力使絕緣子串發(fā)生偏斜等不利因素。（4）導(dǎo)線與桿塔之間，這將是下面要探討的重點(diǎn)內(nèi)容。為了使絕緣37就塔頭空氣間隙上可能出現(xiàn)的電壓幅值來看，一般是雷電過電壓最高、操作過電壓次之、工頻工作電壓最低；但從電壓作用時(shí)間來看，情況正好相反。由于工作電壓長期作用在導(dǎo)線上，所以在計(jì)算它的風(fēng)偏角時(shí)，應(yīng)取該線路所在地區(qū)的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速。操作過電壓持續(xù)時(shí)間較短，通常在計(jì)算其風(fēng)偏角時(shí)，取計(jì)算風(fēng)速等于雷電過電壓持續(xù)時(shí)間最短，而且強(qiáng)風(fēng)與雷擊點(diǎn)同在一處出現(xiàn)的概率極小，因此通常取其計(jì)算風(fēng)速等于10～15m/s就塔頭空氣間隙上可能出現(xiàn)的電壓幅值來看，一般是雷電過電壓最高38三種情況下的凈空氣間距的確定方法如下：1、工作電壓所要求的凈間距的工頻擊穿電壓幅值為綜合考慮工頻電壓升高、氣象條件、必要的安全裕度等因素的空氣間隙工頻配合系數(shù)。三種情況下的凈空氣間距的確定方法如下：1、工作電壓所要求的凈39從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步形成“統(tǒng)計(jì)法”，IEC于70年代初期對(duì)此作出正式推薦，目前已在一些國家采用于超高壓外絕緣的設(shè)計(jì)中。在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并不需要立即跳閘，而可以繼續(xù)帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，這時(shí)健全相上的工作電壓升高到線電壓，再考慮最大工作電壓可比額定電壓高10％～15％，可見其最大長期工作電壓為（1.—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；在這兩類接地方式不同的電網(wǎng)中，過電壓水平和絕緣水平都有很大的差別。由于工作電壓長期作用在導(dǎo)線上，所以在計(jì)算它的風(fēng)偏角時(shí)，應(yīng)取該線路所在地區(qū)的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速。當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。第一節(jié)絕緣配合基本概念采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)凈間距值進(jìn)行校正；只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以利用式求得應(yīng)有的值。對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：。在實(shí)際工程中采用IEC推薦的“簡化統(tǒng)計(jì)法”，簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。2、操作過電壓要求的凈間距要求的正極性操作沖擊波下的50％擊穿電壓

—計(jì)算用最大操作過電壓

—空氣間隙操作配合系數(shù)，對(duì)范圍Ⅰ取1.03，對(duì)范圍Ⅱ取1.1。從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步40在缺乏空氣間隙50％操作沖擊擊穿電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，亦可采取先估算出等值的工頻擊穿電壓，然后求取應(yīng)有的空氣間距的辦法。由于長氣隙在不利的操作沖擊波形下的擊穿電壓顯著低于其工頻擊穿電壓，其折算系數(shù)，如再計(jì)入分散性較大等不利因素，可取，即在缺乏空氣間隙50％操作沖擊擊穿電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，亦可采取先413、雷電過電壓所要求的凈間距通常取的50％雷電沖擊電壓等于絕緣子串的50％雷電沖擊閃絡(luò)電壓的85％，即其目的是減少絕緣子串的沿面閃絡(luò)，減少釉面受損的可能性。3、雷電過電壓所要求的凈間距通常取的50％雷電沖擊電壓42求得以上的凈間距后，即可確定絕緣子串處于垂直狀態(tài)時(shí)對(duì)桿塔應(yīng)有的水平距離最后，選三者中最大的一個(gè)，就得出了導(dǎo)線與桿塔之間得水平距離L，即

—絕緣子串長度求得以上的凈間距后，即可確定絕緣子串處于垂直狀態(tài)時(shí)對(duì)桿塔應(yīng)有43表10-4列出了各級(jí)電壓線路所需的凈間距值。當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)凈間距值進(jìn)行校正；對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。表10-4列出了各級(jí)電壓線路所需的凈間距值。當(dāng)海拔高度超過144小結(jié)通常按下列順序?qū)^緣子串進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào)；2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；3、按操作過電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù)；4、按上面1、2所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線路的耐雷水平與雷擊跳閘率是否符合規(guī)定要求。輸電線路上的空氣間隙包括：導(dǎo)線對(duì)地面，導(dǎo)線之間，導(dǎo)、地線之間，導(dǎo)線與桿塔之間。小結(jié)通常按下列順序?qū)^緣子串進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和45第五節(jié)絕緣配合統(tǒng)計(jì)法隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。要求絕緣在過電壓的作用下不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿是要付出代價(jià)的，因而要和絕緣故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失綜合起來考慮，方能得出合理的結(jié)論。以綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量，容許有一定的絕緣故障率反而較為合理。第五節(jié)絕緣配合統(tǒng)計(jì)法隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平46在慣用法中，以絕緣的電氣強(qiáng)度下限與過電壓的上限作配合，還要留出足夠大的安全裕度。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。這些做法從經(jīng)濟(jì)的視角去看，特別是對(duì)超、特高壓輸電系統(tǒng)來說，是不能容許的、不合理的。在慣用法中，以絕緣的電氣強(qiáng)度下限與過電壓的上限作配合，還要留47采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步形成“統(tǒng)計(jì)法”，IEC于70年代初期對(duì)此作出正式推薦，目前已在一些國家采用于超高壓外絕緣的設(shè)計(jì)中。采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓48設(shè)過電壓幅值的概率密度函數(shù)為，絕緣的擊穿（或閃絡(luò)）概率分布函數(shù)為，且與互不相關(guān)，如圖10-5所示。為過電壓在附近的范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率，而為在過電壓的作用下絕緣的擊穿概率。由于它們是相互獨(dú)立的，所以由概率積分的計(jì)算公式可寫出出現(xiàn)這樣高的過電壓并使絕緣發(fā)生擊穿的概率為上式中的稱為微分故障率，即圖10-5中有斜線陰影的那一小塊面積。設(shè)過電壓幅值的概率密度函數(shù)為，絕緣的擊穿（或閃49當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。2、對(duì)于300kV及以上的電氣設(shè)備在簡化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，這樣，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來表示，分別稱為“統(tǒng)計(jì)過電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。雷電過電壓持續(xù)時(shí)間最短，而且強(qiáng)風(fēng)與雷擊點(diǎn)同在一處出現(xiàn)的概率極小，因此通常取其計(jì)算風(fēng)速等于10～15m/s采用多級(jí)配合是由于當(dāng)時(shí)所用的避雷器保護(hù)性能不夠穩(wěn)定和完善，因而不能把它的保護(hù)特性作為絕緣配合的基礎(chǔ)。當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)凈間距值進(jìn)行校正；三種情況下的凈空氣間距的確定方法如下：簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。的工頻擊穿電壓幅值—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替?！敖y(tǒng)計(jì)法”：規(guī)定出某一可以接受的絕緣故障率，容許冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。以綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量，容許有一定的絕緣故障率反而較為合理。1、對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。在簡化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，這樣，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來表示，分別稱為“統(tǒng)計(jì)過電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。在工作電壓下不發(fā)生污閃；式中操作過電壓下的配合系數(shù)式中操作過電壓下的配合系數(shù)在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替。設(shè)過電壓幅值的概率密度函數(shù)為，絕緣的擊穿（或閃絡(luò)）概率分布函數(shù)為，且與互不相關(guān)，如圖10-5所示。但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增加，且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，給消弧線圈的調(diào)諧帶來困難，并易引發(fā)多相短路。我們?cè)诮y(tǒng)計(jì)電力系統(tǒng)中的過電壓時(shí)，一般只按絕對(duì)值的大小，而不分極性。簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。我國規(guī)定預(yù)留的零值絕緣子片數(shù)見表10-2線路的閃絡(luò)率與該線路的爬電比距密切相關(guān)，根據(jù)線路所在地區(qū)的污穢等級(jí)來選定值，就能保證必要的運(yùn)行可靠性。我們?cè)诮y(tǒng)計(jì)電力系統(tǒng)中的過電壓時(shí)，一般只按絕對(duì)值的大小，而不分極性。根據(jù)定義可知過電壓幅值的分布范圍應(yīng)為（為最大工作相電壓幅值），因而絕緣故障率為即圖10-5中的陰影部分總面積。它就是該絕緣在過電壓作用下被擊穿而引起故障的概率。當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的50利用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合時(shí)，安全裕度不再是一個(gè)帶有隨意性的量值，而是一個(gè)與絕緣故障率相聯(lián)系的變數(shù)。如果提高絕緣的電氣強(qiáng)度，圖10-5中的曲線向右移動(dòng)，陰影部分的面積縮小，絕緣故障率降低，但設(shè)備投資將增大?？梢姴捎媒y(tǒng)計(jì)法，我們就能按需要對(duì)某些因素作調(diào)整，例如根據(jù)優(yōu)化總經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，在絕緣費(fèi)用與事故損失之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，在滿足預(yù)定的絕緣故障率的前提下，選擇合理的絕緣水平。利用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合時(shí)，安全裕度不再是一個(gè)帶有隨意性的量值51在實(shí)際工程中采用上述統(tǒng)計(jì)法來進(jìn)行絕緣配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的。為此IEC推薦了一種“簡化統(tǒng)計(jì)法”，以利實(shí)際應(yīng)用。在簡化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，這樣，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來表示，分別稱為“統(tǒng)計(jì)過電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。它們之間也由一個(gè)稱為“統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)”的系數(shù)聯(lián)系著在實(shí)際工程中采用上述統(tǒng)計(jì)法來進(jìn)行絕緣配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的52在過電壓保持不變的情況下，如提高絕緣水平，其統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓和統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)均相應(yīng)增大、絕緣故障率減小。簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。把這種方法應(yīng)用到概率特性為已知的自恢復(fù)絕緣上，就能計(jì)算出在不同的統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)下的絕緣故障率R，這對(duì)于評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)行可靠性是重要的。在過電壓保持不變的情況下，如提高絕緣水平，其統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓和統(tǒng)53要得出非自恢復(fù)絕緣擊穿電壓的概率分布是非常困難的，因?yàn)橐患辉嚻分荒芴峁┮粋€(gè)數(shù)據(jù)，代價(jià)太大。所以，時(shí)至今日，在各種電壓等級(jí)的非自恢復(fù)絕緣的絕緣配合中均采用慣用法；對(duì)降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益不很顯著的220kV及以下的自恢復(fù)絕緣亦均采用慣用法；只有對(duì)330kV及以上的超高壓自恢復(fù)絕緣，才有采用簡化統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合的工程實(shí)例。要得出非自恢復(fù)絕緣擊穿電壓的概率分布是非常困難的，因?yàn)橐患?4小結(jié)采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。在實(shí)際工程中采用IEC推薦的“簡化統(tǒng)計(jì)法”，簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。各種電壓等級(jí)的非自恢復(fù)絕緣的絕緣配合中均采用慣用法。小結(jié)采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各55高電壓技術(shù)第八章高電壓技術(shù)第八章56第一節(jié)絕緣配合基本概念

絕緣配合的根本任務(wù)和核心問題電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子電力系統(tǒng)絕緣配合的發(fā)展過程第一節(jié)絕緣配合基本概念絕緣配合的根本任務(wù)和核心問題電57電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)供電的目的。就絕緣配合算經(jīng)濟(jì)帳時(shí)，應(yīng)該全面考慮投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和事故損失等三個(gè)方面，以求優(yōu)化總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾58電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：1、架空線路與變電所之間的絕緣配合2、同桿架設(shè)的雙回線路之間的絕緣配合3、電氣設(shè)備內(nèi)絕緣與外絕緣之間的絕緣配合4、各種外絕緣之間的絕緣配合5、各種保護(hù)裝置之間的絕緣配合6、被保護(hù)絕緣與保護(hù)裝置之間的絕緣配合電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：1、架空線路與變電所之間的絕緣配合59電力系統(tǒng)絕緣配合大致可分為以下三個(gè)階段：（一）多級(jí)配合（1940以前）采用多級(jí)配合的原則是：價(jià)格越昂貴、修復(fù)越困難、損壞后果越嚴(yán)重的絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣水平應(yīng)越高。采用多級(jí)配合是由于當(dāng)時(shí)所用的避雷器保護(hù)性能不夠穩(wěn)定和完善，因而不能把它的保護(hù)特性作為絕緣配合的基礎(chǔ)。但是采用多級(jí)配合必然會(huì)把設(shè)備內(nèi)絕緣水平抬得很高，這是特別不利的。電力系統(tǒng)絕緣配合大致可分為以下三個(gè)階段：（一）多級(jí)配合（1960（二）兩級(jí)配合（慣用法）從二十世紀(jì)40年代后期開始，越來越多的國家逐漸摒棄多級(jí)配合的概念而轉(zhuǎn)為采用兩級(jí)配合的原則，即以閥式避雷器的保護(hù)特性作為絕緣配合的基礎(chǔ)，將它的保護(hù)水平乘上一個(gè)綜合考慮各種影響因素和必要裕度的系數(shù)，就能確定絕緣應(yīng)有的耐壓水平。（三）絕緣配合統(tǒng)計(jì)法“統(tǒng)計(jì)法”：規(guī)定出某一可以接受的絕緣故障率，容許冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)及方法來處理絕緣配合問題，以獲得優(yōu)化的總經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（二）兩級(jí)配合（慣用法）（三）絕緣配合統(tǒng)計(jì)法61小結(jié)電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)供電的目的。絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。以兩級(jí)配合為基本原則的慣用法至今仍在廣泛應(yīng)用。隨著輸電電壓的提高，絕緣配合統(tǒng)計(jì)法的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。小結(jié)電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過電壓和絕緣這62為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就需要進(jìn)行雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。1、對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍，它的目的和作用是代替雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)、等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。但是采用多級(jí)配合必然會(huì)把設(shè)備內(nèi)絕緣水平抬得很高，這是特別不利的。雷電過電壓持續(xù)時(shí)間最短，而且強(qiáng)風(fēng)與雷擊點(diǎn)同在一處出現(xiàn)的概率極小，因此通常取其計(jì)算風(fēng)速等于10～15m/s故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。根據(jù)定義可知過電壓幅值的分布范圍應(yīng)為（為最大工作相電壓幅值），因而絕緣故障率為要得出非自恢復(fù)絕緣擊穿電壓的概率分布是非常困難的，因?yàn)橐患辉嚻分荒芴峁┮粋€(gè)數(shù)據(jù)，代價(jià)太大。就絕緣配合算經(jīng)濟(jì)帳時(shí)，應(yīng)該全面考慮投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和事故損失等三個(gè)方面，以求優(yōu)化總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在簡化統(tǒng)計(jì)法中，對(duì)過電壓和絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律作了某些假設(shè)，這樣，它們的概率分布曲線就可以用與某一參考概率相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來表示，分別稱為“統(tǒng)計(jì)過電壓”和“統(tǒng)計(jì)絕緣耐壓”。在實(shí)際工程中采用上述統(tǒng)計(jì)法來進(jìn)行絕緣配合，是相當(dāng)繁復(fù)和困難的。電力系統(tǒng)中絕緣配合的例子：雷電過電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的作用一般不大，這是由于線路的耐雷性能取決于各種防雷措施的綜合效果，影響因素很多。（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。第二節(jié)中性點(diǎn)接地方式對(duì)絕緣水平的影響從最大長期工作電壓、雷電過電壓和內(nèi)部過電壓三個(gè)方面來分析中性點(diǎn)接地方式對(duì)絕緣水平的影響為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就63電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及面很廣的綜合性技術(shù)課題，它對(duì)電力系統(tǒng)的供電可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)、通信干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定等方面都有很大的影響。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分為非有效接地和有效接地兩大類。在這兩類接地方式不同的電網(wǎng)中，過電壓水平和絕緣水平都有很大的差別。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及面很廣的綜合性技術(shù)課題，它對(duì)641、最大長期工作電壓在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并不需要立即跳閘，而可以繼續(xù)帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，這時(shí)健全相上的工作電壓升高到線電壓，再考慮最大工作電壓可比額定電壓高10％～15％，可見其最大長期工作電壓為（1.1～1.15）。在有效接地系統(tǒng)中，最大長期工作電壓僅為（1.1～1.15）1、最大長期工作電壓在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并652、雷電過電壓實(shí)際作用到絕緣上的雷電過電壓幅值取決于閥式避雷器的保護(hù)水平。由于閥式避雷器的滅弧電壓是按最大長期工作電壓選定的，因而有效接地系統(tǒng)中所用避雷器的滅弧電壓約比同一電壓等級(jí)、中性點(diǎn)為非有效接地系統(tǒng)中的避雷器低20％左右。3、內(nèi)部過電壓在有效接地系統(tǒng)中，內(nèi)部過電壓是在相電壓的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，而在非有效接地系統(tǒng)中，則有可能在線電壓的基礎(chǔ)上發(fā)生和發(fā)展，因而前者要比后者低20％～30％左右。2、雷電過電壓3、內(nèi)部過電壓66結(jié)論：中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的絕緣水平可比非有效接地系統(tǒng)低20％左右。但降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益大小與系統(tǒng)的電壓等級(jí)有很大的關(guān)系：在110kV及以上的系統(tǒng)中，絕緣費(fèi)用在總建設(shè)費(fèi)用中所占比重較大，因而采用有效接地方式以降低系統(tǒng)絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上好處很大。在66kV及以下的系統(tǒng)中，絕緣費(fèi)用所占比重不大，降低絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上的好處不明顯，因而供電可靠性上升為首要考慮因素，所以一般均采用中性點(diǎn)非有效接地方式。結(jié)論：中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的絕緣水平可比非有效接地系統(tǒng)低20％67但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增加，且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，給消弧線圈的調(diào)諧帶來困難，并易引發(fā)多相短路。故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增68小結(jié)在110kV及以上的系統(tǒng)中，采用有效接地方式以降低系統(tǒng)絕緣水平在經(jīng)濟(jì)上好處很大；在66kV及以下的系統(tǒng)中，供電可靠性上升為首要考慮因素，一般均采用中性點(diǎn)非有效接地方式。隨著6～35kV配電網(wǎng)的迅速發(fā)展，以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)。小結(jié)在110kV及以上的系統(tǒng)中，采用有效接地方式以降低系69第三節(jié)絕緣配合慣用法雷電過電壓下的絕緣配合操作過電壓下的絕緣配合工頻絕緣水平的確定長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)第三節(jié)絕緣配合慣用法雷電過電壓下的絕緣配合70到目前為止，慣用法仍是采用得最廣泛的絕緣配合方法，除了在330kV及以上的超高壓線路絕緣的設(shè)計(jì)中采用統(tǒng)計(jì)法以外，其他情況下主要采用的仍均為慣用法。根據(jù)兩級(jí)配合的原則，確定電氣設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)是避雷器的保護(hù)水平，它就是避雷器上可能出現(xiàn)的最大電壓，如果再考慮設(shè)備安裝點(diǎn)與避雷器間的電氣距離所引起的電壓差值、絕緣老化所引起的電氣強(qiáng)度下降、避雷器保護(hù)性能在運(yùn)行中逐漸劣化、沖擊電壓下?lián)舸╇妷旱姆稚⑿?、必要的安全裕度等因素而在保護(hù)水平上再乘以一個(gè)配合系數(shù)，即可得出應(yīng)有的絕緣水平。到目前為止，慣用法仍是采用得最廣泛的絕緣配合方法，除了在3371由于220kV（其最大工作電壓為252kV）及以下電壓等級(jí)和220kV以上電壓等級(jí)電力系統(tǒng)在過電壓保護(hù)措施、絕緣耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目、最大工作電壓倍數(shù)、絕緣裕度取值等方面都存在差異，所以在作絕緣配合時(shí)，可分為以下兩個(gè)電壓范圍（以系統(tǒng)的最大工作電壓來表示）：范圍Ⅰ：范圍Ⅱ：由于220kV（其最大工作電壓為252kV）72（一）雷電過電壓下的絕緣配合電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊絕緣水平（BIL）來表示：為閥式避雷器在雷電過電壓下的保護(hù)水平，為雷電過電壓下的配合系數(shù)。我國使用的經(jīng)驗(yàn)公式：

在電氣設(shè)備與避雷器相距很近時(shí)取1.25，相距較遠(yuǎn)時(shí)取1.4。（一）雷電過電壓下的絕緣配合電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平73在按內(nèi)部過電壓作絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過電壓，因?yàn)樵谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和選擇運(yùn)行方式時(shí)均應(yīng)設(shè)法避免諧振過電壓的出現(xiàn)；此外，也不單獨(dú)考慮工頻電壓升高，而把它的影響包括在最大長期工作電壓內(nèi)，這樣一來，就歸結(jié)為操作過電壓下的絕緣配合了。（二）操作過電壓下的絕緣配合在按內(nèi)部過電壓作絕緣配合時(shí)，通常不考慮諧振過電壓，因?yàn)樵谙到y(tǒng)74具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。1、架空線路與變電所之間的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕緣配合，主要內(nèi)容為：線路絕緣子串的選擇、確定線路上各空氣間隙的極間距離——空氣間距。故近年來有些以電纜網(wǎng)絡(luò)為主的6～10kV大城市或大型企業(yè)配電網(wǎng)不再象過去那樣一律采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，有一部分改用了中性點(diǎn)經(jīng)低值或中值電阻接地的方式，它們屬于有效接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)立即跳閘。（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。但是，6～35kV配電網(wǎng)往往發(fā)展很快，采用電纜的比重也不斷增加，且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，給消弧線圈的調(diào)諧帶來困難，并易引發(fā)多相短路。具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。利用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合時(shí)，安全裕度不再是一個(gè)帶有隨意性的量值，而是一個(gè)與絕緣故障率相聯(lián)系的變數(shù)。（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)絕緣配合的核心問題是確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平，它是絕緣設(shè)計(jì)的首要前提，往往以各種耐壓試驗(yàn)所用的試驗(yàn)電壓值來表示。在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替。—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；4、各種外絕緣之間的絕緣配合分兩種情況來討論：對(duì)于范圍Ⅰ這一類變電所中的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平（SIL）可按下式求得

式中為操作過電壓下的配合系數(shù)。對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：

式中操作過電壓下的配合系數(shù)

具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率75

（三）工頻絕緣水平的確定為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上所確定的BIL和SIL，就需要進(jìn)行雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。它們對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試技術(shù)提出了很高的要求。對(duì)于330kV及以上的超高壓電氣設(shè)備來說，這樣的試驗(yàn)是完全必需的，但對(duì)于220kV及以下的高壓電氣設(shè)備來說，應(yīng)該設(shè)法用比較簡單的高壓試驗(yàn)去等效地檢驗(yàn)絕緣耐受雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓的能力。對(duì)高壓電氣設(shè)備普遍施行的工頻耐壓試驗(yàn)實(shí)際上就包含著這方面的要求和作用。（三）工頻絕緣水平的確定為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣是否達(dá)到了以上76短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍，它的目的和作用是代替雷電沖擊和操作沖擊耐壓試驗(yàn)、等效地檢驗(yàn)絕緣在這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值往往要比額定相電壓高出數(shù)倍77凡是合格通過工頻耐壓試驗(yàn)的設(shè)備絕緣在雷電和操作過電壓作用下均能可靠地運(yùn)行。為了更加可靠和直觀，國際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定：1、對(duì)于300kV以下的電氣設(shè)備（1）絕緣在工頻工作電壓、暫時(shí)過電壓和操作過電壓下的性能用短時(shí)（1min）工頻耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)；（2）絕緣在雷電過電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)。2、對(duì)于300kV及以上的電氣設(shè)備（1）絕緣在操作過電壓下的性能用操作沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)；（2）絕緣在雷電過電壓下的性能用雷電沖擊耐壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)。凡是合格通過工頻耐壓試驗(yàn)的設(shè)備絕緣在雷電和操作過電壓作用下均78（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種電壓等級(jí)電氣設(shè)備以耐壓值表示的絕緣水平作出如表10-1所示的規(guī)定。由于試驗(yàn)?zāi)康牟煌?，長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)時(shí)所加的試驗(yàn)電壓值和加壓時(shí)間均與短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)不同。（四）長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在79高電壓技術(shù)第八章講課課件80小結(jié)電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊絕緣水平（BIL）來表示：。對(duì)于范圍Ⅰ這一類變電所中的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平（SIL）可按下式求得；對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：。小結(jié)電氣設(shè)備在雷電過電壓下的絕緣水平通常用它們的基本沖擊81短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)可等效地檢驗(yàn)絕緣在雷電沖擊和操作沖擊這兩類過電壓下的電氣強(qiáng)度。當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)可等效地檢驗(yàn)絕緣在雷電沖擊和操作沖擊這兩類過82第四節(jié)架空輸電線路的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕緣配合，主要內(nèi)容為：線路絕緣子串的選擇、確定線路上各空氣間隙的極間距離——空氣間距。第四節(jié)架空輸電線路的絕緣配合本節(jié)以慣用法作架空輸電線路的絕83一、絕緣子串的選擇線路絕緣子串應(yīng)滿足三方面的要求：在工作電壓下不發(fā)生污閃；在操作過電壓下不發(fā)生濕閃；具有足夠的雷電沖擊絕緣水平，能保證線路的耐雷水平與雷擊跳閘率滿足規(guī)定要求。通常按下列順序進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào)；2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；3、按操作過電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù)；4、按上面1、2所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線路的耐雷水平與雷擊跳閘率是否符合規(guī)定要求。一、絕緣子串的選擇線路絕緣子串應(yīng)滿足三方面的要求：通常按下84（一）按工作電壓要求線路的閃絡(luò)率與該線路的爬電比距密切相關(guān)，根據(jù)線路所在地區(qū)的污穢等級(jí)來選定值，就能保證必要的運(yùn)行可靠性。設(shè)每片絕緣子的幾何爬電距離為（cm），即可按爬電比距的定義得n為絕緣子片數(shù)，為系統(tǒng)最高工作電壓有效值，為絕緣子爬電距離有效系數(shù)。為了避免污閃事故，所需的絕緣子片數(shù)應(yīng)為（一）按工作電壓要求線路的閃絡(luò)率與該線路的爬電比距密切85（二）按操作過電壓要求絕緣子串在操作過電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)生濕閃。在沒有完整的絕緣子串在操作波下的濕閃電壓數(shù)據(jù)的情況下，只能近似地用絕緣子串的工頻濕閃電壓來代替。電網(wǎng)中操作過電壓幅值的計(jì)算值＝，其中為操作過電壓倍數(shù)。設(shè)此時(shí)應(yīng)有的絕緣子片數(shù)為，則由片組成的絕緣子串的工頻濕閃電壓幅值為1.1為綜合考慮各種影響因素和必要裕度的一個(gè)綜合修正系數(shù)（二）按操作過電壓要求絕緣子串在操作過電壓的作用下，也不應(yīng)發(fā)86只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以利用式求得應(yīng)有的值。再考慮需增加的零值絕緣子片數(shù)后，最后得出的操作過電壓所要求的片數(shù)為我國規(guī)定預(yù)留的零值絕緣子片數(shù)見表10-2只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以87如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的50％放電電壓與片數(shù)的關(guān)系，也可以用下面的方法來求出此時(shí)應(yīng)有的片數(shù)和。該絕緣子串應(yīng)具有下式所示的50％操作沖擊放電電壓

—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；對(duì)范圍Ⅱ，它應(yīng)為合空線、單相重合閘、三相重合閘這三種操作過電壓中的最大者。

—絕緣子串操作過電壓配合系數(shù)，對(duì)范圍Ⅰ取1.17，對(duì)范圍Ⅱ取1.25。如果已掌握該絕緣子串在正極性操作沖擊波下的50％放電電壓88（三）按雷電過電壓要求按上面所得的和中較大的片數(shù)，校驗(yàn)線路的耐雷水平和雷擊跳閘率是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。雷電過電壓方面的要求在絕緣子片數(shù)選擇中的作用一般不大，這是由于線路的耐雷性能取決于各種防雷措施的綜合效果，影響因素很多。即使驗(yàn)算的結(jié)果表明不能滿足線路耐雷性能方面的要求，一般也不再增加絕緣子片數(shù)，而是采用諸如降低桿塔接地電阻等其他措施來解決。（三）按雷電過電壓要求按上面所得的和中較大的片89二、空氣間距的選擇輸電線路的絕緣水平不僅取決于絕緣子的片數(shù)，同時(shí)也取決于線路上各種空氣間隙的極間距離—空氣間距，而且后者對(duì)線路建設(shè)費(fèi)用的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前者。二、空氣間距的選擇輸電線路的絕緣水平不僅取決于絕緣子的片數(shù)，90輸電線路上的空氣間隙包括：（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距時(shí)主要考慮地面車輛和行人等的安全通過、地面電場(chǎng)強(qiáng)度及靜電感應(yīng)等問題。（2）導(dǎo)線之間：應(yīng)考慮相間過電壓的作用、相鄰導(dǎo)線在大風(fēng)中因不同步擺動(dòng)或舞動(dòng)而相互靠近等問題。導(dǎo)線與塔身之間的距離也決定著導(dǎo)線之間的空氣間距。（3）導(dǎo)、地線之間：按雷擊于檔距中央避雷線上時(shí)不至于引起導(dǎo)、地線間氣隙擊穿這一條件來選定。輸電線路上的空氣間隙包括：（1）導(dǎo)線對(duì)地面：在選擇其空氣間距91（4）導(dǎo)線與桿塔之間，這將是下面要探討的重點(diǎn)內(nèi)容。為了使絕緣子串和空氣間隙的絕緣能力都得到充分的發(fā)揮，顯然應(yīng)使氣隙的擊穿電壓與絕緣子串的閃絡(luò)電壓大致相等。但在具體實(shí)施時(shí)，會(huì)遇到風(fēng)力使絕緣子串發(fā)生偏斜等不利因素。（4）導(dǎo)線與桿塔之間，這將是下面要探討的重點(diǎn)內(nèi)容。為了使絕緣92就塔頭空氣間隙上可能出現(xiàn)的電壓幅值來看，一般是雷電過電壓最高、操作過電壓次之、工頻工作電壓最低；但從電壓作用時(shí)間來看，情況正好相反。由于工作電壓長期作用在導(dǎo)線上，所以在計(jì)算它的風(fēng)偏角時(shí)，應(yīng)取該線路所在地區(qū)的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速。操作過電壓持續(xù)時(shí)間較短，通常在計(jì)算其風(fēng)偏角時(shí)，取計(jì)算風(fēng)速等于雷電過電壓持續(xù)時(shí)間最短，而且強(qiáng)風(fēng)與雷擊點(diǎn)同在一處出現(xiàn)的概率極小，因此通常取其計(jì)算風(fēng)速等于10～15m/s就塔頭空氣間隙上可能出現(xiàn)的電壓幅值來看，一般是雷電過電壓最高93三種情況下的凈空氣間距的確定方法如下：1、工作電壓所要求的凈間距的工頻擊穿電壓幅值為綜合考慮工頻電壓升高、氣象條件、必要的安全裕度等因素的空氣間隙工頻配合系數(shù)。三種情況下的凈空氣間距的確定方法如下：1、工作電壓所要求的凈94從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步形成“統(tǒng)計(jì)法”，IEC于70年代初期對(duì)此作出正式推薦，目前已在一些國家采用于超高壓外絕緣的設(shè)計(jì)中。在非有效接地系統(tǒng)中，由于單相接地故障時(shí)并不需要立即跳閘，而可以繼續(xù)帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，這時(shí)健全相上的工作電壓升高到線電壓，再考慮最大工作電壓可比額定電壓高10％～15％，可見其最大長期工作電壓為（1.—對(duì)范圍Ⅰ，它等于；隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；在這兩類接地方式不同的電網(wǎng)中，過電壓水平和絕緣水平都有很大的差別。由于工作電壓長期作用在導(dǎo)線上，所以在計(jì)算它的風(fēng)偏角時(shí)，應(yīng)取該線路所在地區(qū)的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速。當(dāng)內(nèi)絕緣的老化和外絕緣的污染對(duì)絕緣在工頻工作電壓和過電壓下的性能有影響時(shí)，尚需作長時(shí)間工頻高壓試驗(yàn)。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。第一節(jié)絕緣配合基本概念采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)凈間距值進(jìn)行校正；只要知道各種類型絕緣子串的工頻濕閃電壓與其片數(shù)的關(guān)系，就可以利用式求得應(yīng)有的值。對(duì)于范圍Ⅱ（EHV）這一類變電所的電氣設(shè)備來說，其操作沖擊絕緣水平按下式計(jì)算：。在實(shí)際工程中采用IEC推薦的“簡化統(tǒng)計(jì)法”，簡化統(tǒng)計(jì)法實(shí)質(zhì)上是利用有關(guān)參數(shù)的概率統(tǒng)計(jì)特性，但沿用慣用法計(jì)算程序的一種混合型絕緣配合方法。2、操作過電壓要求的凈間距要求的正極性操作沖擊波下的50％擊穿電壓

—計(jì)算用最大操作過電壓

—空氣間隙操作配合系數(shù)，對(duì)范圍Ⅰ取1.03，對(duì)范圍Ⅱ取1.1。從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步95在缺乏空氣間隙50％操作沖擊擊穿電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，亦可采取先估算出等值的工頻擊穿電壓，然后求取應(yīng)有的空氣間距的辦法。由于長氣隙在不利的操作沖擊波形下的擊穿電壓顯著低于其工頻擊穿電壓，其折算系數(shù)，如再計(jì)入分散性較大等不利因素，可取，即在缺乏空氣間隙50％操作沖擊擊穿電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，亦可采取先963、雷電過電壓所要求的凈間距通常取的50％雷電沖擊電壓等于絕緣子串的50％雷電沖擊閃絡(luò)電壓的85％，即其目的是減少絕緣子串的沿面閃絡(luò)，減少釉面受損的可能性。3、雷電過電壓所要求的凈間距通常取的50％雷電沖擊電壓97求得以上的凈間距后，即可確定絕緣子串處于垂直狀態(tài)時(shí)對(duì)桿塔應(yīng)有的水平距離最后，選三者中最大的一個(gè)，就得出了導(dǎo)線與桿塔之間得水平距離L，即

—絕緣子串長度求得以上的凈間距后，即可確定絕緣子串處于垂直狀態(tài)時(shí)對(duì)桿塔應(yīng)有98表10-4列出了各級(jí)電壓線路所需的凈間距值。當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)凈間距值進(jìn)行校正；對(duì)于發(fā)電廠變電所，各個(gè)s值應(yīng)再增加10％的裕度，以策安全。表10-4列出了各級(jí)電壓線路所需的凈間距值。當(dāng)海拔高度超過199小結(jié)通常按下列順序?qū)^緣子串進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和環(huán)境條件選定所用懸式絕緣子的型號(hào)；2、按工作電壓所要求的泄漏距離選擇串中片數(shù)；3、按操作過電壓的要求計(jì)算應(yīng)有的片數(shù)；4、按上面1、2所得片數(shù)中的較大者，校驗(yàn)該線路的耐雷水平與雷擊跳閘率是否符合規(guī)定要求。輸電線路上的空氣間隙包括：導(dǎo)線對(duì)地面，導(dǎo)線之間，導(dǎo)、地線之間，導(dǎo)線與桿塔之間。小結(jié)通常按下列順序?qū)^緣子串進(jìn)行選擇：1、根據(jù)機(jī)械負(fù)荷和100第五節(jié)絕緣配合統(tǒng)計(jì)法隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。要求絕緣在過電壓的作用下不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿是要付出代價(jià)的，因而要和絕緣故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失綜合起來考慮，方能得出合理的結(jié)論。以綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量，容許有一定的絕緣故障率反而較為合理。第五節(jié)絕緣配合統(tǒng)計(jì)法隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，降低絕緣水平101在慣用法中，以絕緣的電氣強(qiáng)度下限與過電壓的上限作配合，還要留出足夠大的安全裕度。實(shí)際上，過電壓和絕緣的電氣強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，無法嚴(yán)格地求出他們的上、下限，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的安全裕度帶有一定的隨意性。這些做法從經(jīng)濟(jì)的視角去看，特別是對(duì)超、特高壓輸電系統(tǒng)來說，是不能容許的、不合理的。在慣用法中，以絕緣的電氣強(qiáng)度下限與過電壓的上限作配合，還要留102采用統(tǒng)計(jì)法作絕緣配合的前提是充分掌握作為隨機(jī)變量的各種過電壓和各種絕緣電氣強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性（概率密度、分布函數(shù)等）。從20世紀(jì)60年代起，國際上開始探索新的絕緣配合思路，并逐步形成“統(tǒng)計(jì)法”，IEC于70年代初期對(duì)此作出正式推薦，目前已在一些國家采用