交流输电线路绝缘子串片数选择

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1、中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文交流输电线路绝缘子串片数的选择吴光亚，蔡炜，张锐武汉高压研究所（武汉430074）摘要：讨论了高压交流掐电线路绝缘于串片数选择的原则。提出了由爬电比距确定绝缘子串片数时．一定要考虑爬申距离有效系数，或由污耐压来确定绝缘子串片数。关键词：输电线路绝缘子串污秽片数交流1引言在输电电压不断提高，过电压水平不断下降及过电压保护设备日趋完善的今天，工频电压下绝缘性能是确定绝缘水平的控制因素。输电线路绝缘设计应考虑因风暴引起极端风偏角及在污秽物和高湿度条件下相互作用的情况。在工业区或沿诲、农村，线路的外

2、绝缘会因种类不同的污染降低，解决办法是增加绝缘子串片数或选择防污特性优良的绝缘子。不同国家在确定绝缘子串片数时所采用的方法不完全相同，需要分析绝缘子污秽设计存在的问题。2确定绝缘子串片数不同方法2.1国际电工委员会IEC报告IEC出版物60815推荐采用爬电比距进行污秽绝缘设计。该报告对交流系统用长棒型和牵引线路绝缘子、盘形悬式绝缘子、针式支柱和刚式支柱绝缘子、线路柱式绝缘子、空心绝缘子和套管等的污秽水平和爬电比距之间的关系进行规定，如表1示。表1中括号内为较小值、较大值分别采用系数1.1和1.15来换算。表1污秽水平和爬电比距之间的关系污秽水

3、平最小公称爬电比距（爬电距离/最高线电压）（cm/kV）Ⅰ—轻1.6(1.76～1.84)Ⅱ—中等2.0(2.2～2.3)Ⅲ—重2.5(2.75～2.88)Ⅳ—很重3.1(3.41～3.57)2.2前苏联对污秽绝缘设计考虑人工污秽耐受电压值及爬电比距有效系数。在不同污秽等级下的110～500kV交流输电线路，规定其50%人工污秽耐受电压值U50不应低于表2中所给定值，其最低有效爬电距离应满足表3的要求。确定绝缘子串片数的方法是通过长串试验求取50%人工污秽耐受电压单片折算值，标准偏差σ取8%，污耐受电压U耐应进行系数（1-4σ）来校正，即U耐=

4、（1-4σ）U50，污秽设计目标电压值确定为最高运行相电压UФmax，绝缘子片数N即UФmax与U耐之比。655中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文表2额定电压与50%人工污秽耐受电压之间的关系额定电压50%人工污秽耐受电压值110110150150220220330315500410表3额定电压下最低有效爬电比距在额定线电压下最小爬电比距（cm/kV）污秽110～330～电导等级500kV750kV（μs）Ⅰ1.41.43Ⅱ1.61.55Ⅲ1.91.87Ⅳ2.252.2510Ⅴ2.62.620Ⅵ3.13.130Ⅶ3.73.7

5、502.3美国规定输电系统污秽按等值附盐密度可分成4级。一般在轻污秽等级下运行。污秽设计与前苏联基本相同，不同的是，标准偏差σ取10%，U耐=（1-3σ）U50%得到。污秽绝缘设计强调应对不同型式和不同串型绝缘子进行真型试验来确定U50。表4是美国345～500kV线路污秽绝缘设计推荐值。表4美国345～500kV线路推荐设计值污秽实际等效串长等级附盐密度326kV550kV轻微0.02～0.025T-15①T-25①轻度0.04～0.05T-20①V-32①中等0.07～0.1T-30①V-40①重0.2～0.4V-23①V-32②V-28①

6、V-42②备注:①为标准型绝缘子,高度H×盘径D×爬电距离L=146×254×305(mm)②为防雾型绝缘子H×D×L=146×254×435(mm)2.4日本方法直接按不同等值附盐密度下不同型式和不同串型绝缘子的最大污耐受电压试验值U耐来选择绝缘子片数，同美国一样不使用爬电比距概念。污秽设计目标电压值的确定与所有国家不一样，即对275kV及以下输电线路，按1.15最高运行相电压来考虑；对275kV以上输电线路，考虑到一线接地短路时健全相电压的升高，按1.2～1.3倍最高运行相电压来选择，少数线路取1.6倍来考虑。表5是500kV输电线路推荐所

7、需的绝缘子片数。2.5中国情况1）SD119标准规定按有效爬电比距的概念进行污秽设计确定绝缘子串片数N，N由下式确定：656中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文表5500kV输电线路所需的绝缘子片数(日本)污秽等级ⅠⅡⅢⅣⅤ250mm悬式绝缘子(下表面)0.030.0630.1250.250.5146×250×280给定等值280mm悬式绝缘子(下表面)0.0240.0500.1000.200.4附盐密度2170×280×370(mg/cm)320mm耐污绝缘子(下表面)0.020.0110.0810.160.33195×32

8、0×460250mm悬式绝缘子3339455358所需绝缘子片数280mm悬式绝缘子2832374349320mm耐污绝缘子/24273136注:：耐