架空输电线路的绝缘配合

知识点：架空输电线路

本文以惯用法作架空输电线路的绝缘配合，主要内容为：绝缘子串中绝缘子片数的确定以及导线对杆塔的空气间距的确定。虽然架空线路上这两种绝缘都属于自恢复绝缘，但除了500kV及以上的线路采用简化统计法作绝缘配合外，其余线路仍采用惯用法进行绝缘配合。

1.绝缘子串中绝缘子片数的确定

线路绝缘子串应满足三方面的要求：

a.在工作电压下不发生污闪；

b.雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）；

c.具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水平。

通常，线路绝缘子串按照下面的流程进行片数的选择：

1）根据机械负荷和环境条件选定所用悬式绝缘子的型号；

2）按照工作电压所要求的泄漏距离选择片数；

3 ）按照操作过电压的要求计算片数；

4 ）比较2)和3)的较大者，校验耐雷水平和雷击跳闸率是否符合规定

1.1 按工作电压要求选择

为了防止绝缘子串在工作电压下发生污闪事故，绝缘子串应有足够的沿面爬电距离。运行经验表明，线路的闪络率(次/ (100km·年 ) )与该线路的爬电比距λ密切相关，需要根据污秽等级选择合适的λ值，以保证必要的运行可靠性。

设每片绝缘子的几何 爬电距离为 L 0 （cm），即可按爬电比距(cm/kv)的定义写出

式中：n—绝缘子片数；Um—系统最高工作（线）电压有效值，kV；Ke—绝缘子爬电距离有效系数，反映各种绝缘子几何泄漏距离在试验和运行中提高污秽耐压的有效性，由试验确定。

为了避免污闪事故，所需的绝缘子片数应满足：

注意：GB/T16434中的λ值是根据实际运行经验得出的，所以按上式求得的n1中已包括零值绝缘子（指串中已丧失绝缘性能的绝缘子）故不需再增加零值片数，上式适用于中性点接地方式不同的电网。

1.2 按操作过电压要求选择

绝缘子串在操作过电压下，也不应发生湿闪。在没有完整的绝缘子串在操作波下的湿闪电压数据的情况下，只能近似地用绝缘子串的工频湿闪电压来代替，对于XP-70型绝缘子来说，其工频湿闪电压幅值UW可利用下面的经验公式求得：

U W =60n+14  （kV）

电网中操作过电压幅值的计算值等于KUφ（kV）,其中K为操作过电压计算倍数，Uφ为最大运行相电压幅值。

       设此时应有的绝缘子片数为n'2，则由n'2片组成的绝缘子串的工频湿闪电压幅值应为：

UW=1.1KUφ  （kV）

式中，1.1为综合考虑各种影响因素和必要裕度的一个综合修正系数。

只要知道各种类型绝缘子串的工频湿闪电压与其片数的关系，就可利用以上两式求得应有的n'2值。再考虑需增加的零值绝缘子片数n0后，最后得出的操作过电压要求的片数为：

n2= n' 2 +n0

我国规定应预留的零值绝缘子片数见下表:

按以上方法求得的不同电压等级线路应有的绝缘子片数n1和n2以及实际采用的片数n综合列于下表中:

如果已掌握该绝缘子串在正极性操作冲击波下的50%放电电压与片数的关系，那么也可以用下面的方法来求出此时应有的片数n'2和n2。       

该绝缘子串50%操作冲击放电电压应满足：

式中：US—对范围Ⅰ，它等于KUφ；范围Ⅱ，应为合空线、单相重合闸、三相重合闸这三种操作过电压中的最大者。KS—绝缘子串操作过电压配合系数。对范围Ⅰ，取1.17，对范围Ⅱ，取1.25。

确定绝缘子串50%操作冲击放电电压值需要满足的要求后，根据它和片数的关系，就可以对应选择绝缘子串的片数了。

1.3 按雷电过电压进行验算

按上面所得的n1和n2中较大的片数，校验线路的耐雷水平和雷击跳闸率是否符合有关标准规定。

一般情况下，雷电过电压对确定绝缘子串的片数影响是不大的，因为耐雷水平不完全取决于绝缘子片数，而主要取决于各项防雷措施的综合效果，因此它仅作验算条件。

即使耐雷水平达不到规程的下限值，也不一定必须增加绝缘子的片数，因为还可以采用降低杆塔接地电阻等措施来提高线路的耐雷水平。但在特殊高杆塔或高海拔地区，雷电过电压则成为确定绝缘子片数的决定因素。

2 导线对杆塔的空气间距的确定

输电线路的绝缘水平不仅取决于绝缘子的片数，同时也取决于线路上各种空气间隙的极间距离（空气间距），而且后者对线路建设费用的影响远远超过前者。

输电线路的空气间隙主要有：

（1）导线对大地：在选择其空气间距时主要考虑地面车辆和行人等的安全通过、地面电场强度及静电感应等问题。

（2）导线对导线：应考虑相间过电压的作用、相邻导线在大风中因不同步摆动或舞动而相互靠近等问题。导线与塔身之间的距离也决定着导线之间的空气间距。

相关推荐：

1、GB5226.1-2008 机械电气安全

2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范