电力系统污秽与覆冰绝缘_11.ppt

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1、第11章复杂环境地区外绝缘选择原则与方法《电力系统污秽与覆冰绝缘》内容提要0概述高海拔地区污秽绝缘子串长选择方法概述(一)对于输电线路而言，绝缘子串长的确定是塔头尺寸确定及杆塔结构设计的基础。根据耐污闪能力进行绝缘子的绝缘尺寸设计及选型是高海拔地区输电线路设计的核心问题。针对电网外绝缘特性，定义污秽、覆冰、高海拔、酸雨(雾)等单一、组合或综合存在下的地区为复杂环境地区。输电线路绝缘子的选择要综合考虑其电气特性、机械特性、耐老化能力、运行维护特性及经济性。本章只考虑绝缘子的电气特性。高海拔地区输变电设备外绝缘水平的确定，必须分别考虑操作过电压、雷电过电压和污秽条件下工作

2、电压的影响，即能耐受系统的操作过电压、雷击引起的雷电过电压以及能保证在潮湿脏污条件下绝缘子仍能可靠运行，或者应使绝缘子污耐受电压高于系统的最高运行电压。一般来说，雷电过电压与工作电压没有直接关系，对于外绝缘设计而言，雷电过电压不起决定作用，考虑到绝缘子片数对输电线路耐雷水平的影响不如杆塔接地电阻以及避雷线保护角等其它因素显著，同时考虑到可以利用自动重合闸等措施提高供电可靠性，因此在线路设计决定绝缘子串长时，仅以雷电过电压进行复核。操作过电压的大小与系统的额定电压大致成正比，在超高压、特高压领域由于断路器性能的提高、并联合闸电阻以及其它多种限制措施的采用，操作过电压的倍

3、数可以限制在一个较低的水平，操作过电压倍数大大降低，系统的额定电压越高，操作过电压的倍数越低。即操作过电压也不是决定绝缘子尺寸的关键因素。如在实际超高压输电线路上，由操作过电压引起的事故很少，例如，美国的765kV输电线路运行30年余年的经验表明，迄今未发生一起由操作过电压引起的外绝缘闪络事故。因此，超、特高压输电线路绝缘子和变电站及升压站设备外绝缘的绝缘水平主要取决于运行电压下的污秽耐受水平。我国电力系统的长期运行经验和设计经验表明，污耐受水平是绝缘子选择的最重要的因素，尤其是在中等以上污秽地区更是如此。绝缘子选择的一般方法是：按绝缘子的污耐受特性选取绝缘尺寸，然后

4、校核该绝缘耐受操作过电压以及耐受雷电过电压的能力。我国500kV超高压输电线路的运行经验也证明了这个设计原则的正确性。根据绝缘子的污耐受特性确定输电线路绝缘子串长有两种方法：应用该方法首先要根据输电线路穿越地区的污源状况、湿污条件、盐密测量值以及运行经验来确定不同地区的污区级别，再根据国家标准GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》来决定该污区所对应的爬电比距，根据爬电比距和所选定的绝缘子的爬电距离就可计算出所需绝缘子的串长。方法一：根据污区级别，由爬电比距来决定绝缘子串长优点：简单易行，直观明了，可操作性强，在工程设计

5、中被广泛应用，且经过很多工程实际的考验，是一种被工程设计接受的方法。缺点：没有和绝缘子的污闪电压建立直接的联系。爬电比距虽然和绝缘子的污耐受电压能力有关系，但由于受绝缘子形状等因素的影响，关系并不明确，而且GB/T16434-1996只考虑了盐密对绝缘子污闪电压的影响，没有考虑灰密对污闪电压的影响。绝缘子的形状系数很难确定，理论上应该考虑，但实际上并没有考虑。因此该方法是一个粗糙的经验性方法。这种方法是和实际绝缘子的污耐受能力直接联系在一起的，因此这是一种较为理想的绝缘子串长的确定方法。然而该方法需做大量的试验，且人工污秽试验结果和自然污秽绝缘子污闪电压的等价性问题，

6、还需做大量的工作来验证，实际使用起来还需要大量的研究工作，在我国的实际工程设计中很少采用，而在美国、日本等发达国家已获得实际应用，我国应积极开展此方法的基础研究工作，争取尽快在工程中采用。方法二：根据试验获得的实际绝缘子在不同污秽程度下的耐污闪电压，使选定的绝缘子串的污耐受电压大于该线路的最大运行电压，并且应有一定的安全裕度。上述两种方法均是根据绝缘子的污耐受特性考虑绝缘子串长设计的，实际上我国地形地貌复杂，高海拔、污秽、覆冰共存的复杂环境下绝缘子串长的选择是无法使用第一种方法的，只能使用第二种方法进行复杂环境下的绝缘子串长选择。高海拔地区污秽绝缘子串长选择方法(二)

7、输电线路绝缘子串的绝缘水平取决于所选取的绝缘子的种类、形状、结构尺寸和串长，在绝缘子的种类、形状和结构尺寸确定的前提下，每串绝缘子的片数由下式确定，即(1)爬电比距法式中：N为每串绝缘子的片数；Um为系统最高运行工作电压或者系统的额定电压，kV；λ是根据输电线路穿越地区的污源状况、湿污条件、盐密测量值以及运行经验等确定的绝缘子的爬电比距，mm/kV；ke为绝缘子爬电距离的有效利用系数；L0为每片悬式绝缘子的几何爬电距离，mm。式(11.1)是低海拔地区根据污区等级确定的爬电比距来选择每串绝缘子片数的方法，爬电比距λ是根据大量污闪试验结果和运行经验所确